I. Проблемы отрасли: многочисленные трудности в обработке буровых отходов

Буровые отходы в основном состоят из глины, утяжелителей, химических добавок, неорганических солей и шлама и обладают следующими характеристиками:

Высокое содержание твердых веществ (20%~52%), высокая вязкость (25~70 мПа·с) и высокое ХПК (2000~8000 мг/л);

Содержат нефтяные углеводороды, тяжелые металлы и щелочные вещества, легко загрязняя почву и грунтовые воды;

Традиционные методы обработки являются неполными и не соответствуют стандартам для прямого сброса и использования в сельском хозяйстве и строительстве.

Для решения этих проблем разрабатывается комплексный процесс обработки, сочетающий физические, химические и биологические технологии, для достижения сокращения отходов, их безвредности и восстановления ресурсов.

II. Основной технологический маршрут: Деполимеризация – Флокуляция – Разделение – Использование ресурсов

Общий процесс использует режим бурения в процессе обработки, сегментированный по степени соответствия:

Разбавление и снижение вязкости: Добавление воды и понижающих вязкость добавок снижает вязкость бурового раствора, повышая эффективность обработки;

Реакция деполимеризации: Биоферменты деполимеризуют, расщепляя крупные молекулы и удаляя маслянистые отходы;

Флокуляция и седиментация: Высокоэффективные комплексные флокулянты быстро образуют крупные хлопья;

Разделение твердой и жидкой фаз: Фильтрат соответствует стандартам сброса, а осадок бурового раствора поступает на комплексную обработку;

Использование осадка бурового раствора: Химическое окисление + микробная ферментация + затвердевание позволяют использовать его в сельском хозяйстве/производстве кирпича/строительных материалах.

III. Выбор основного агента: биофермент + комплексный флокулянт + микробный активатор

1. Оптимальный агент для удаления осадка: биофермент обеспечивает наилучшую эффективность удаления осадка

Сравнение эффектов удаления осадка с помощью PAC, PAFC, солей железа, солей алюминия и биофермента:

Биофермент имеет самое короткое время удаления осадка (25 мин)

Большой объем сточных вод и плотный осадок;

Чистые сточные воды с низкой цветностью, эффективно разлагающие крупные органические молекулы и удаляющие маслянистый осадок;

Оптимальная дозировка 1,5%, обеспечивающая баланс между скоростью обезвоживания и контролем ХПК.

2. Оптимальный флокулянт: амфотерный + комплекс полиалюминиевого хлорида

После сравнения различных флокулянтов в лаборатории было определено следующее:

Основной органический агент: модифицированный крахмалом амфотерный флокулянт (А);

Неорганический коагулянт: полиалюминиевый хлорид (B);

Оптимальное соотношение компонентов A:B = 1,5:1;

Преимущества: крупные хлопья, быстрое осаждение, степень обезвоживания 95%~97%, содержание взвешенных твердых частиц в фильтрате до 95 мг/л.

3. Комплексная обработка осадка: микробный активатор затвердевает тяжелые металлы

Для удаления остатков тяжелых металлов из осадка применяется тройной подход к обработке:

Химическое окисление: осаждение тяжелых металлов с эффективностью удаления до 85%;

Микробная ферментация: поглощение и инкапсуляция тяжелых металлов;

Затвердевание и герметизация: стабилизация тяжелых металлов в глинистом слое.

Оптимальная дозировка микробного активатора составляет 1,0%, а обработанный осадок соответствует «Стандарту качества окружающей среды почвы».

IV. Оптимальная формула системы очистки

После оптимизации внутри помещения была определена следующая окончательная формула для применения на месте:

1,5% биоферментный дефлокулятор

1,0% комплексный флокулянт

(Крахмал-модифицированный амфотерный фторид 0,6% + ПАК 0,4%)

1,0% микробный активатор

V. Эффект очистки: твердая и жидкая фазы соответствуют стандартам, использование доступных ресурсов

1. Индикаторы жидкой фазы (фильтрат)

Взвешенные твердые частицы: ≤10 мг/л

Нефтепродукты: ≤1,0 мг/л

ХПК: ≤40 мг/л

pH: Нейтральный

2. Индикаторы осадка твердой фазы

Значительное удаление тяжелых металлов, таких как кадмий, свинец, цинк и общий хром;

Соответствует стандартам для сельскохозяйственных почв, кирпичного производства и строительных материалов;

Действительно превращает отходы в сокровище.

VI. Применение в полевых условиях: Проверка обработки отходов бурения в процессе бурения в двух скважинах одного нефтяного месторождения

Данная технология была применена для обработки бурового раствора в одной из скважин нефтяного месторождения:

Оба образца отходов бурения (первый и второй) стабильно соответствовали стандартам;

Высокая эффективность обработки, позволяющая проводить обработку одновременно во время бурения;

Отсутствие вторичного загрязнения, контролируемые эксплуатационные и технические затраты.

Полевые данные показывают: содержание взвешенных твердых частиц, углеводородов нефти, ХПК, pH и цветность соответствуют стандартам, демонстрируя стабильные и надежные результаты обработки.

VII. Технические преимущества и ценность для продвижения

Экологическое соответствие

Прямой сброс в жидкой фазе и использование ресурсов твердой фазы полностью исключают риски загрязнения;

Высокая эффективность и стабильность

Короткий процесс дегелирования-флокуляции-сепарации, адаптируемый к различным буровым растворам;

Контролируемые затраты

Оптимизированный выбор реагентов и дозировка для удовлетворения потребностей нефтедобывающей промышленности в снижении затрат;

Использование ресурсов

Глиняный осадок может использоваться для улучшения сельскохозяйственных угодий, производства кирпича и строительных материалов, превращая отходы в ценный ресурс;

Широкая область применения

Подходит для различных буровых растворов, включая полимерные, кремниевые и противоосадочные.

В заключение, экологически чистая технология обработки буровых отходов, в основе которой лежат биоферментная деполимеризация, флокуляция соединений, разделение твердой и жидкой фаз и микробная кристаллизация тяжелых металлов, позволила осуществить переход от «очистки на выходе» к «полноценному использованию ресурсов» буровых отходов. Эта технология обеспечивает стабильные результаты обработки, простоту эксплуатации и обслуживания, а также экономическую целесообразность, предоставляя надежную техническую поддержку для экологически чистого бурения, соблюдения экологических норм и устойчивого развития нефтедобывающей промышленности.