钻井废水通常被认为是钻井液的高倍稀释液和油类的混合物,是油田废水的重要组成部分。其中含有石油、重金属盐类、难降解的有机物、泥沙、细菌,病毒等有毒、有害物质,具有复杂性、多变形、分散性等特点。本文综述了钻井废水的发展历程,概括了钻井废水处理技术现状,并介绍了钻井废水的处理工艺流程,提出只有利用组合工艺才能实现钻井废水的达标排放,以对其深入研究有所借鉴。 
 
1、钻井废水处理的研究状况 
 
1.1　我国钻井废水处理的研究状况 
我国对钻井废水的研究起步较晚,但是发展很快。早在20世纪80年代中期,国内各油田、高等院校和科研院所就开展了石油与天然气勘探开发环境保护研究工作,取得了大量实验数据及详实的调查资料,推出了相关的处理工艺,并进行了部分现场实验。 
2000年,肖遥等报道了对辽河油田曙20608井钻井废水进行了絮凝处理实验。其采用两次絮凝工艺处理钻井废水,系统探讨了絮凝剂的种类及相关的投加条件对处理效果的影响。并探索了絮凝机理。结果表明,钻井废水经过两次混凝cODCr、悬浮物和色度等达到GB8978--1996的二级排放标准。 
2002年,西南石油学院赵立志等采用混凝沉降/高级氧化组合技术对川中油气公司高科1井钻井废水进行处理,筛选出工艺条件。结果表明,该方法可使原水CODcr从5846mg/L降至150mg/L以下,色度去除率达到100%,出水达到GB8978--19961~I-"级排放标准。 
1.2　国外钻井废水处理的研究状况 
国外钻井废水处理的研究工作开始较早。特别是欧美国家,在钻屑和废弃钻井液的毒性分析、环境影响评价及处理技术等方面做了大量的工作。 
1992年,Borehole ConsoHdation Muds中介绍了应用混凝剂与废水中的悬浮体形成絮体从水中滤除的方法。Patino等人采用混凝、浮选、臭氧氧化和膜分离等组合技术处理石油工业钻井废水,达到了比较满意的效果,可使废水的COD值从7838mg/L降到77mg/L,处理后的水可回用于配制钻井泥浆,但是其固定投资和运行成本却相当高,因而阻碍了这一技术在实际中的运用。 
近年来,国外对钻井废水的综合治理给予高度重视,研究了一些新技术、新工艺、新药剂,其中,对高级氧化技术(AOP)的研究十分活跃。 
 
2、钻井废水的处理工艺流程 
 
钻井废水处理装置有间歇式和连续式两种,工艺流程随钻井废水的色度、CODCr、SS、油等含量的不同而不同。 
在国内外常运用的工艺流程方法有五种:①电絮凝浮选法:利用电化学原理,通过电絮凝浮选装置,在钻井废水中通人直流电,利用可溶性阳离子(如Al,Fe)电解后产生的氢氧化物起絮凝剂作用,然后通过絮凝剂和气泡的吸附、电中和作用,使污染物絮凝沉降或上浮,达到分离和去除污染物的目的。⑦混凝一气浮一过滤法:在钻井废水中加入浮选剂进行混凝,然后在气浮中通过空气压缩释放产生的微小气泡将絮凝物携带上浮,然后将分离水经过砂滤和活性炭吸附,达到净化的目的。@机械过滤法:以聚酰纤维织物作过滤材料,在减压条件下过滤钻井废水,待滤饼干化后再进行填埋。④混凝一气浮一返渗透法:首先通过废水池中的过滤器进行分离,然后通过油水分离器及吸附装置分离出油类,再利用反渗透装置处理后可获得洁净的水流。⑤化学混凝一强化固液分离法:该分离法将化学混凝与强化固液分离结合起来,可显著提高絮凝质量、絮体密度及络合强度。 
 
3、钻井废水处理技术现状 
 
国内外处理钻井废水的主要方法可归纳为:物理法、生物法、生物化学法、化学法和物理化学法。国内油田主要采用化学法和物理化学法,见下表。 
3.1　物理处理法 
物理处理法主要是过滤法。过滤法是去除悬浮物,特别是去除浓度比较低的悬浊液中微小颗粒的一种有效方法。其次,膜分离法也是一种物理处理法,是用一种特殊的半透膜将溶液隔开,使溶液中某种溶质(水)渗透出来,达到分离溶质的目的。物理处理法还包括反渗透法、电渗透法、超过滤法等。这些方法适合于分离颗粒直径大于10pm的悬浮固体和乳化油。 
3.2　化学处理法 
化学处理法主要为化学氧化法,该法是去除废水中污染物质的有效方法之一,其目的是将污染物氧化为无害的终端产物或易降解的中间产物。通过化学氧化。可使废水中的有机物和无机物氧化分解,从而降低废水的BOD和cODCr值,使废水中的有害物质无害化。其常用的氧化剂有臭氧、次氯酸钠、漂和双氧水等。 
3.3　物理―化学处理法 
常见的物理―化学处理方法有如下几种: 
(1)混凝法 
混凝沉降法是废水处理中的一种重要而有效的方法。混凝沉降可以降低水的浊度、色度、去除部分可溶性有机及无机物,它具有工艺可靠、处理效率高、设备简单、基建投资少、运行稳定、易管理等优点,主要适用于组成不太复杂的钻井废水,目前应用非常广泛。 
(2)气浮法 
气浮法就是将空气通入废水中,并以微小气泡作为载体,使废水中化油、微小悬浮颗粒等污染物质粘附在气泡上,随气泡浮升至水面,从而达到净化水质的目的,适合于分离颗粒直径大干10um的悬浮固体和乳化油。 
气浮法是一种很有潜力的废水处理方法,特别是20世纪90年代以来,许多学者在这方面做了大量的工作,如电气浮法、电解凝聚浮选法等。 
(3)吸附法 
许多工业废水中含有难降解的有机物以及一些杂环化合物,用传统的生物处理方法较难或不可能予以去除,往往需要利用具有表面活性的固体的吸附作用来去除。吸附是一种界面现象,其作用发生在两个相的界面上。如活性炭与废水接触,废水中的污染物会从水体中转移到活性炭的表面上,活性炭的多孔结构及巨大的表面积使它的应用相当广泛。吸附可以去除直径小于10pm的溶解油,一般只用于深度处理。 
3.4　生化处理法 
废水生物处理可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。好氧生物处理是在游离氧存在的条件下,以好氧微生物为主使废水中有机物降解、稳定的无害化处理方法,厌氧生物处理是在无游离氧的情况下,以厌氧微生物为主对有机物进行降解、稳定的处理方法。通常是在无氧条件下,利用微生物将有机物转化为甲烷及其他无机物(c02、NH3等)的过程,即通过此方法,可将复杂的有机物分解为简单物质,将有毒物质转化后无毒物质,使废水得到净化。 
此外,地层渗透处理法也是一种较好的生化处理法,它是将钻井废水经过化学处理后,再将其喷洒在土地上面,让废水经过土壤中微生物的生化作用、土壤的物理化学作用,将废水中的有机物降解为CO2和H20,而水中的金属离子则会通过土壤的离子交换作用、化学作用及吸附作用被固定在土壤中。 
3.5　复合处理法 
由于钻井废水的复杂性,难以通过单一的方法将其进行有效处理,往往要通过多种方法的组合才能达到目的。夏素兰等中浅层天然气钻井废水处理技术作了实验研究。结果表明,当钻井废水的色度和CODCr均较低时,采用混凝沉降技术处理后的出水就可达到排放标准;而当色度和CODCr较高时。可增加一个活性炭吸附工艺或采用氧化+混凝沉降处理技术,可使出水达到排放标准。 
 
4、结束语 
 
钻井队介绍随着技术的进步和研究的深入,钻井废水处理方式日趋多样化。但单个处理方式不能够解决钻井废水的所有问题如:化学混凝处理技术简单、操作方便、去除效率高但不能深度处理,一般出水达不到国家标准;电气浮处理技术对悬浮物和胶体的去除率较高,但难以去除水溶性有机物,COD的处理难以达到排放要求;生物法在钻井废水处理中的研究较少,试验证明了其可行性,由干生物处理的显著优点,生物法处理钻井废水具有良好的发展前景。但生物处理存在的难题是“如何提高钻井废水的可生化性以及生物处理的复杂性”;微电解、活性炭吸附、催化氧化等处理技术均取得了良好的处理效果,但处理成本较高,不适合高难度的钻井废水。因此,只有通过组合工艺处理才能够实现钻井废水的达标排放。



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打井队介绍机械打井的关键技术的探讨
1打井队介绍钻井：掌握周围地下水的分布规律 
1.1地下水分布的一般规律和特点 
在不同地区的地形会有所不同，因此，在进行钻井之前就必须充分的掌握周边的地下水的分布规律，在不同地区钻井采用不同的方法，这样才能一次性的钻出优质井。“山水相依、脉络相连、山嵌水抱、山高水高”这就是山形水系的通俗的描述。表层水和地下水的分布有所不同，含水层的厚度和岩性组成会含水层的含水量有着十分重要的意义，含水层的厚度和岩土的颗粒量、贮水量是呈正比的关系。而在我国的山前倾斜平原和滨海平原之中的岩层是不同的，因此其含水层也是不同的。在打井的时候也应该考虑清楚咸水和淡水的水力联系的影响，稍微钻井不当就会造成淡水资源的浪费。而比较特殊的我国西南地区的地下水主要是来自大气降水，地表水的渗入造成地下水的供给，这样的情况在收到周围岩层影响的时候也会影响水质。因此，在勘察清楚当地的相关地形之后才能开始钻井工程。 
1.2钻井的供水模式 
在进行钻井进行水源供给的情况下有几种模式是在现实生活中被采用的。首先，在适当的位置建立供水站，以便集中解决供水问题，特别是学校、集中村落以及厂矿等；其次，开发饮灌井，这样可以解决人畜饮水和农田灌溉的问题；就是庭院式的钻井供水模式，这样的情况下的聚落一般都是围绕着井水的存在而建立的。针对西南地区的红层土层的情况，地下水相对贫瘠，单井的出水量非常少，根本不能满足人畜饮水和农田灌溉的双重用水负担，因此，就出现了钻井多、乱的现象。在四川的钻井工程中主要是采用的配置相对简单的30型回旋钻机，这种钻机具有高效率、操作简单等特点，这种机械钻井的方法已经成为西南地区推进发展的重要举措之一。 
2科学的钻井技术 
2.1勘察方法必须科学合理 
我国的地域广阔，钻井取水也是局部地区重要的水源来源。因此，我国研究的方法呈现多样化，物探、钻探、遥控勘探等方法适用在不同的地形中。物探的方法一些相关的技术有利用声波法、低频电磁法、电厂无线电波法、充电法以及重力测井法等方法的推广为钻井事业的发展提供了很大的帮助。在我国的干旱半干旱地区的地下水勘探的实践过程中航空电磁法是有效的勘探方法；核磁共振技术是物理找水钻探的主要方法，这使得钻井的成功率大大提高。钻探的方法有可以快速勘查深部构造位置的气测量化探技术、潜孔锤空气正循环钻进、气举反循环钻进、空气泡沫钻进等相关的工艺，这些钻井工艺的采用很大程度上提高了钻井的速度。遥控勘探的方法一些相关的技术有红外扫描仪器的使用，遥感红外扫描成象等。 
2.2勘测方案必须优化 
勘测方案是对勘测工程的计划，只有优良的勘测方案才能保证勘测的效率，合理的勘测方案要结合踏勘和调查访问的优点，全面的掌握相关区域的地质特点和水文状况优化勘测方案。只有这样才能清楚的了解所在区域的地层情况、地下水位情况，为钻井工程的实施提供数据支持。而有些测量机构在测量的过程中简单的对一些孤立的测量点进行数据的采集的做法是不科学的。因此，在进行实际的勘测的过程中应该极力的优化勘测方案，保证其科学性。 
3机械钻井的相关设备 
机械钻井是一个大的概念，在机械设备的选择上应该根据地区的不同、井的不同类型等来选择。对用水量适中的农村中小型水井的开钻可以选择30型以下的回旋钻机，这样的钻机操作简单方便。反正在进行钻井设备的选择的时候坚持按实际出发的原则就是科学的选择。 
4施工的各个环节的技术要求 
4.1施工前准备 
在钻井开始之前为了保证施工的正常进行，需要进行相应的准备工作，例如场地的平整、工程用水用电、机电设备的安装、滤水管的备用等，只有做好了相应的准备才能保证工程的质量。 
4.2钻井 
钻井的开凿石油要求的，需要中孔圆直、光滑。在进行钻井的同时应该保证能够正常的出水，因此应该使用低粘度的泥浆，泥浆的粘稠度也是有相当的要求的。而在确定井深的时候应该合理的掌握咸淡水界面，在钻进的过程中应该实时的对内部情况进行取样以便做到及时的记录发现问题。 
4.3下管 
在确定井深过后对井进行成型下管的时候，大多采用的是泥岩成井法，而泥岩成井法就需要全井下管，这样就可以保证井壁的牢固性，在进行钢管的选取的时候多采用PVC、UPVC、PE或钢管，这样的效果更加明显。而在下管之前应该充分的了解钻井的有关信息，包括井深、垂直度以及井内情况等。井壁管和花管的位置也是有一定的讲究的，在排管时应该在井底留出5米左右的沉滤管以备用。 
4.4扶正器的安装 
扶正器的安装应该根据井的大小来定，不同大小的井需要不同数量的扶正器，从井口到井底均匀的分布，这样就可以保证机井的开凿和成型能够合乎规范。 
4.5滤料回填 
滤料回填是钻井成型的一个完成的过程，可以用人工沿环形间隙慢速均匀进行滤料回填，这样能够保证滤料回填的密实度，避免整车或者大量的滤料大面积的回填造成的回填区域不充实的现象，要充分的保证钻井的质量。 
4.6打井队介绍洗井 
打井队介绍活塞洗井的方法是主要的洗井方法，而孔压机和抽桶是清理孔内残渣的主要的方法。在洗井之前应该对井内残留的泥浆进行清理，以便于洗井的进行，然后就用相应的洗井设备进行洗井的相关工作，洗井设备的选用充分的为保证不对水质产生影响的前提下进行。 



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打井队浅谈打井技术
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1 工程情况 
本工程段位于鲁西南黄河冲积平原，名称为鄄城黄河河务段基层单位饮水工程，深层淡水（承压水）是赋存在第四纪成水体之下第三系上部河湖相冲积层中的淡水，顶界面埋藏深度150m～350m，砂层厚度30m～60m，单井涌水量500m3/d～l000m3/d，水化学类型以重碳酸盐型水及重碳酸盐氯化物型水为主。本工程项目设计深度360米，出水要求40m3/h，80米内螺旋管规格型号为273，壁厚??8mm，80米至360米，螺旋管规格型号为219，壁厚为8mm。 
2 打井队打井前准备 
（1）选择好井口位置，根据要求，挖好与钻头直径一样，钻头直径38cm，深度与钻头大致相平的圆井，把钻头放入其中。（2）准备好一台发电机备用，预防施工中停电，停电时间过长，井下泥泥浆池，供钻井机钻进沙层时混浆使用。（4）在距井机点附近水井或其它水源中放置潜水泵，用水管把潜水泵与压力头口连接。 
3 打井队工艺流程 
（1）成井工艺流程：钻井结束～冲孔排渣，调整泥浆性能～物探测井～确定成井方案～通孔～刷孔～下管前冲孔排渣，调整泥浆性能～下管～冲孔换浆～填砾～止水～固井～洗井～试抽试。（2）调整泥浆与物探测井。钻进至设计井深后即应冲孔排渣，待孔内渣子彻底排净后，再逐渐调整泥浆性能达到要求后进行物探测井。物探是非常重要的一个环节，能更好的确认水层的水质较好，出水量的多少。本工地从200米处开始物探，至350处时，直接出现9米左右的水层。（3）通孔与刷孔。物探测井结束后即可下钻通孔。采用原钻具进行分级通孔，让井壁更加平整，无凸凹之处，此工作进展较快，本工地进行一天。通孔结束后下刷孔器刷孔，刷孔段从止水位置至孔底。（4）下管。确保井管连接垂直，焊接牢固，不渗水。焊接后，用器具敲敲打，有焊炸下落的为不合格焊接，以后容易出问题。冲孔器内的反丝接头应焊接牢固，端正。滤水管井段每间隔20m～25m安装一组扶正器，扶正器高度125mm左右。80米内螺旋管规格型号为273，壁厚为8mm，此深度用来下泵，要求扬程100流量40m3/h，结合本工地情况，动水位60m，静水位40m，深度能保证充足水量上扬。80m至360米，螺旋管规格型号为219，壁厚为8mm。适当控制下管速度，下管后才能冲孔换浆，此工作是为后面的洗井工作做准备，能加快洗井进度。（5）填砾。采取动水填砾法，适当控制填砾速度，防止砾硼堵。填砾时泥浆应从孔底返至管外环状空间再返到地表泥浆槽。（6）止水。止水泥球直径小于30mm并保持半风干状态，止水高度一般应大于20m。然后开始固井作业，固井碎石直径10mm～20mm。控制投放速度，防止棚堵。固井结束后，下入潜水泵进行洗井和试抽，直到水清。 
4 关键细节 
（1）把井机转盘孔中心对准所挖圆井中心，放置钻井机。从井架上面的滑轮上垂下一根绳子并系一物体，调整支腿使绳子对准转盘孔中心，支腿下面要垫上大木块，使支腿稳定可靠。对接钻杆时，柴油机的油门要小，尽量使钻杆不要左右摆动，以免钻杆螺纹过早损坏。（2）当钻头遇到硬土层钻进速度较慢时，打井深度260米左右时，遇到坚硬土层，采用压力棒加压使速度加快，但要注意对钻头磨损程度。如果钻杆歪斜，可用压力杆上的吊钩进行调整。（3）打井时要根据地质状况，确定用清水或泥浆打土层时用清水，遇到沙层时必须用泥浆混沙，以免瘀杆。（4）实际打井深度要求深度再深几米，以保证有足够的土层下落空间。（5）打井工作完成后要退杆，退杆时，扳动提升扳手通过摩擦力使滚筒转动带动钻。（6）推杆时注意避免母杆摆动，以免螺纹损坏，同时工作人员要拉紧钢丝绳。螺纹一脱开，使之立即分离。避免外螺纹与内螺纹之间有相对运动，磨坏螺纹。（7）在下井管时，两个钢管连接处务必焊接好，为了增加钢管连接密实度，防止漏气。管子周围要打上厚度相同的木块，保持管子在井中心，与井壁等距离，不偏斜。（8）在下滤水管时，滤水管周围包上塑料薄膜，能起到较好的过滤作用，保证水的清晰度。（9）在填砾时，在井管周围要均衡填埋，不要在一个角度下填，不然容易使井管倾斜，改变井管的中心位置，应对称均匀填砂。 
5 打井队小结 
打井过程看似简单。但也会遇到一些小问题，我们要熟悉各种技术，尽量避免小问题，否则可能使问题进一步扩大，且影响工程进度。我们要全面考虑，把每一个细节处理好，才能打出好水，稍有不慎，损失巨大。以上只是我在施工当中个人心得，因时间仓促，难免有疏漏之处，望读者多多批评指正。



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