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油气田泥浆不落地系统
初步设计方案
2015年7月30日
背景
废弃物的产生
废弃泥浆是石油天然气工业的主要污染源之一。它是一种含黏土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑的多项稳态胶体悬浮体系,危害环境的主要成分是烃类、盐类、各种聚合物、木质素磺酸盐、某些金属离子(汞、铜、砷、铬、锌及铅)和重晶石中的杂质。为防止钻井废弃泥浆对环境造成污染,必须对其进行处理。
国内
2.1 污水排放标准
污水排放的标准GB-8978-98 《污水综合排放标准》和 GB-3550-83《石油开发工业水污染物排放标准》。对比两个标准,GB-3550 更加严格,更有针对性,因此 我们选择 GB-3550 石油开发工业水污染物排放标准,第一级标准为执行标准。石油开发工业水污染物最高容许排放浓度。
有毒重金属
编号 项目 毫克/升 1 汞及其无机化合物(按 Hg 计) 0.05 2 镉及其无机化合物(按 Cd 计) 0.1 3 六价铬化合物(按 Cr6+计) 0.5 4 砷及其无机化合物(按 As 计) 0.5
一般有害物质
编号 项目 第一级 第二级 1 PH值 6-9 6-9 2 石油类 10 30 3 悬浮物 100 200 4 挥发性酚 0.5 1 5 硫化物 1 1 6 化学需氧量 100 100 达到上述标准处理后的污水,已经满足 GB-8978-98 《污水综合排放标准》的 II 级标准,可以排入城镇排水管网,或者排入 GB-3838 标准 IV 和 V 类水域,但是不得排入 GB-3838标准 III 类水域。更不能就地排放。第一类一般工业废弃物不被视为有毒有害物质,允许拉运至一般工业废物堆放场。贮存处置场要离居民区 500m以外。
2.2 水基泥浆岩屑
水基泥浆岩屑本身不属于《国家危险废弃物名录》必威体育精装版版规定的危险品。泥浆中有害固相属于危险废弃物,在《国家危险废弃物名录》中编号 HW08 ,废物类别属于《废矿物油》,废物代码 071-002-08,危险特征为 I(毒性)。
配套选择
目前国内处理方式
根据处理和排放情况的不同,国内外对废弃泥浆有多种处理方法,包括固化处理、MTC技术、化学强化固液分离技术、机械脱水法、焚烧法、喷雾干燥法、回收循环利用法、安全土地掩埋法(又称坑内密封法)、土地耕作法、脱稳干化场处理法、注入安全地层或环行空间法、微生物法等。其中,固化特别适宜废弃泥浆。
一般井型井身结构设计,直井钻井一开钻头φ311.1 mm、表层套管外径φ244.5 mm、下入深 度大于等于750-800 m);二开钻头φ222.3mm、套管外径φ215.9mm、下深约 3500-3700m;水平井 钻井一开钻头φ346.6 mm、表层套管外径φ273 mm、下入深度大于等于500m);二开钻头φ241.3.9mm、套管外径φ177.8mm、下深约 2400-2600m;三开钻头152.4,钻至约3500-4200m,尾管完井。
固井废液
3500-4200 m井固井总排量100-120方,固井液:水泥污水及泥浆混合液,废弃物、回收利用泥浆及处理液
井段 岩屑 泥浆 数量m3 主要有物质 总量m3 主要有害物质 固化量m3 回收利用液体 直井
一开 40.2 重金属、COD、BOD 约200 COD、BOD、重金属、难溶有机 物、油 约30-40 大部分转化二开泥浆 直井
二开 135.5 重金属、COD、BO品D 约360 COD、BOD、重金属、难溶有机 物、油 约60-80 多余泥浆及处理液全部回收利用 合计 175.7 120 水平井一开 72.8 重金属、COD、BOD 50 COD、BOD、重金属、难溶有机 物、油 约50-70 大部分转化二开泥浆 水平井二开 154.9 重金属、COD、BOD 约400 COD、BOD、重金属、难溶有机 物、油 约40-60 多余泥浆及处理液全部回收利用 水平井三开 30.8 重金属、COD、BOD 约300 COD、BOD、重金属、难溶有机 物、油 约30 合计 258.5 160 岩屑计算方式:直井段井径扩大 15%,水平段井径扩大 30%,含水 65%左右。
泥浆固化计算方式:固井混浆和除砂器、除泥器、离心机排出的废泥浆、沉砂罐排出的沉砂经过固液分离后的固相总和。
废弃泥浆及岩屑固化处理流程
钻井作业经振动筛、除沙器、离心机分离出的废弃钻屑液、泥浆、废水,经螺旋输送机送至分散切割均料装置。钻井作业至岩屑层时出料以钻屑和钻井液为主,用软管抽吸泵送至岩屑分离机,滤出液经管道直接送至钻井液循环箱回用于生产,岩屑收集送至制砖装置或填埋。钻井作业至泥浆层时出料以泥浆和钻井液为主,用泵经管道混合器加破胶剂、助凝剂药送至混凝罐进行破胶、絮凝,使
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