1引言

钻井是石油和天然气勘探开发的重要手段。如果不能及时处理复杂的工况，就会导致其他复杂的工况。为保证钻井施工的顺利进行，必须及时采取有效措施，防止复杂工况恶化。

22含油钻屑处理技术的发展现状

2.1含油钻屑的特点

钻头产生的钻头一般含油率为10%~含水率10%~20%，还含有大量苯系物、酚类、钽、芘等恶臭有毒物质，成分复杂，属于多相系统。一般由水包油制成(O/W)，油包水(W/O)以及大量悬浮固体组成，粘度大，固相难以完全沉降。其中，钻屑颗粒呈絮凝状；由于表面活性剂的作用，系统处于乳化状态；水、油和固相完全乳化，粘度高，使钻屑中的固体难以沉降。含油钻屑的成分含水量较高，一般为10%~40%之间。钻屑中的污泥颗粒容易与其他物质形成新的化学物质，导致处理设备的蜡烛腐烂和异味。因此，含油钻屑在石油产品的生产过程中具有很大的危害性[1]。

从微观上看，含油钻屑具有稳定的水合性和带电性，使含油钻屑形成稳定的分散系统。在油泥混合系统中，水滴分层粘附在固体颗粒表面，阻碍固体颗粒的结合。同时，由于含油钻屑中的固体颗粒一般都有负电，含油钻屑中的固体颗粒大多相互排斥，进一步限制了含油钻屑的化学添加剂不能产生阳离子物质。通过以往的研究，含油钻屑中的水分一般可分为游离水、絮体水、毛细水、颗粒水四种；含油钻屑中的油分一般可分为浮油、乳化油、溶解油等三种。这些都是含油钻屑粘度高、脱水困难的原因。

2.2.含油钻屑的处理方法

随着自然资源的逐渐减少和全球固体废物排放的进一步增加，许多国家增加了固体废物的回收利用，努力找到有效的处理固体废物的方法，使固体废物可再利用“再生资源”。

根据我国新修订的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》，很多企业很难满足含油钻屑的处理要求。同时，根据我国新发布的《排污收费标准及计算方法》，含油钻屑按危险废物处理标准为1000元/吨，无形中增加了企业的经济负担。因此，合理处理含油钻屑对经济发展和环境保护具有重要意义。

2.3加热含油钻屑处理技术

2.3.1热处理技术

热处理技术是指对物料进行高温处理，使物料高温分解，最终成为灰渣的处理工艺。在法国，德国大多数企业大多采用焚烧处理含油钻屑，焚烧产生的热量可用于加热或发电。我国的热处理技术还不太成熟，过程中需要大量柴油和含油量高的污油作为启动热源，产生的热量不能充分利用，成本高，投资大。在所有的热处理技术中，焚烧是最早、应用最广泛的处理技术。最初，该方法主要用于处理城市垃圾，工艺相对简单。随着技术的发展，烟气处理和余热利用逐渐加入焚烧技术，技术得到了很大的改进。与其他处理技术相比，焚烧法具有占地面积小、处理周期短、处理彻底、工艺简单等独特优点。

2.3.2热解技术

大多数人认为热解和焚烧是同一个过程，但事实并非如此。首先，焚烧是氧气燃烧，最终产品主要是二氧化碳和水；热解是在绝氧、高温下分解物质，将聚合物转化为小分子物质的过程。产品包括气态、液态、固态等形式。热解产生的气体物质主要包括氧气、一氧化碳、甲烷等。液体物质主要包括丙酮、甲醇、乙酸等。最终的固体残留物主要是焦炭。其次，焚烧是一个放热过程。经过初始辅助热处理，系统产生的热量不仅保持自身反应，还用于其他应用；相反，热解过程是一个吸热过程。

2.4其他处理技术

2.4.1电动力学处理技术

电动力学技术是一种新兴的含油钻屑处理技术，其基本原理是通过直流电向钻屑。在电泳现象的作用下，钻屑中的正电性物质依赖于阴极。负电固体颗粒依赖于阳极，当两个电极附近的物质在一定程度上富集时，去除污染物。该技术主要用于处理重金属污染的土壤。在该技术中，电极的设计、钻屑悬浮物的数量、各种添加剂的选择等因素影响了最终的处理结果。在钻屑处理中，电动力学处理技术可以回收油泥中的大部分水和碳氢化合物，使油、水和固三相完全分离。.4.2超声波处理技术

超声波处理技术开始研究较早，早期主要用于食品、医疗和机械行业。最近出现了一种新的含油钻屑处理工艺：只使用超声波处理含油钻屑。超声波处理含油钻屑具有处理周期短、效果好、工艺简单等独特优点。然而，由于超声波所需的电量较大，处理成本较高。目前，超声波处理油泥的工艺往往不是单一的处理工艺，而是与其他工艺一起处理含油钻屑，以获得最佳的处理效果[2]。

主要研究内容及方法展望

3.1.主要研究内容

3.1.1.含油废物微结构及污染特征研究

利用红外光谱、质谱、凝胶色谱研究含油废物成分；利用扫描电镜、电子透镜等试验手段研究含油废物微观结构；根据国家标准和检测方法研究含油废物环境污染特征。

3.1.研究含油废物低能深度脱附机理

理论与室内实验分析相结合，根据费克定律计算和评价含油废物微观结构中不同处理剂分子的传质扩散效率；基于有机化学、物理化学、化学原理等理论，将微界面能量变化规律与宏观多相界面化学变化相结合，分析不同类型提取物的提取机理，对不同温度的热力学平衡进行比较和评价，并与传统的化学破乳溶解分离作用进行室内实验评价和比较，研究了溶剂提取的深度分离机理。

3.1.研究含油废物低能深度脱附分离系统

通过核心提取物和辅助提取物的优化，研究了含油钻屑提取系统的配方；通过研究系统各相的体积分数、油水粘度的变化，完成了低能深度脱附分离的最佳作用条件和影响因素。

3.1.研究含油废物低能深度脱油处理技术方案

通过室内模拟和现场设备实验，到的深度脱附机理和最佳作用条件，设计了脱附处理和油相、分离剂相回收工艺流程；与室内常规化学破乳等清洗方法进行油相脱附分离和回用效果对比评价。

3.展望2种处理方法

提取技术是利用适当的提取物溶解含油钻屑中的非固相，搅拌离心后从含油钻屑中提取大部分有机物和废油；然后蒸馏提取物进行再利用，回收废油返回泥浆罐，再次配入钻井液循环。提取后，大部分钻屑都能达到美国环保局按照规定的最佳示范有效技术处理标准的要求。多级提取工艺处理的含油钻屑脱油率可达99%以上。

在实验室开发新型高效提取物，实现提取物，重复使用基础油，形成一套低能耗、安全的含油钻屑处理技术，应是处理含油钻屑的最佳方法。

4结语

与国外含油钻屑处理技术相比，我国处理技术相对落后。因此，我国需要进一步研究含油钻屑处理技术，在合理处理的前提下，确保环境不受污染，当地居民健康，提高处理效率。