摘要：油基钻井液具有抗温、抗盐性能好，在润滑性、抑制性及对地层的损害等方面也有较为明显的优势，因此近在复杂井、超深井和页岩气开采中有着难以替代的作用，但国内对于废弃油基钻井液再利用的技术并不成熟，很难满足现场应用的需求，因此可以通过对新型流型调节剂的研发来改善现有处理方案及措施。
关键词：废弃油基钻井液；再利用；流型调节剂
1概述
钻井液作为"钻井的血液"被誉为是油气开发中的“生命液”，是钻井工作成败的关键。常见的钻井液主要分为水基钻井液和油基钻井液，其中的油基钻井液因其在很多方面的优良性能而被大量使用。与水基钻井液相比较，油基钻井液的抗温、抗盐性能更好，在润滑性、抑制性及对地层的损害等方面也有较为明显的优势，在复杂井、超深井和页岩气开采中有着难以替代的作用。
国内外应用实践表明，油基钻井液在重复使用3-5次之后，由于钻井液中的细分散固相颗粒固控设备无法有效清除，导致钻井液的固相积累，钻井液增稠严重，性能调整困难，库存油基钻井液数量不断增多，必须重新配制新的油基钻井液，然而，大量基础油的使用带来了许多环境问题。
国内外对废弃油基钻井液的处理主要集中在油基钻井液的资源回收和无害化处理。初期比较有代表性的处理技术有热解析技术、固化法、坑内密封填埋法、注入安全地层或环形空间法等，这些方法均能有效处理废弃油基钻井液，但并未从根本上消除环境污染的隐患，且对可利用资源造成了浪费。
由此可见，降低油基钻井液废弃物处理成本是长期以来困扰油气田环境保护工作者的一大技术难题，为了降低钻完井成本，实现减排增效的目的，需要对油基钻井液回收再利用，降低回收的油基钻井液中亚微米颗粒含量，提高油基钻井液重复利用率，亟需对钻完井后的油基钻井液性能调控技术进行研究，形成一套回收、处理、再使用的标准体系延长油基钻井液的使用寿命，以达到良好的经济和社会效益。
2国内外研究现状
2.1热解析技术
热解吸技术的基本原理是通过对废弃油基钻井液进行加热，使液态的水和油蒸发，从而降低废弃物中的油含量，蒸发后的基油可以通过冷凝收集，进行再利用。热解吸技术的研究开始于20世纪90年代，英国阿莫科(Amoco)石油生产公司率先研制出应用高温热处理就地处理废弃油基钻井液含油钻屑的方法。[1]该方法是将含油钻屑放人圆柱形的旋转蒸馏装置中，加热至大部分液体的蒸发点，使油水蒸发并进行冷凝收集，剩余的钻屑含油量可减少到直接排海的标准。
2.2超临界流体抽提法
超临界流体抽提法试讲废弃油基钻井液与超临界流体，如CO2、丙烷等混合，然后将钻井液中的有萃取到临界流体中，经减压后析出，溶剂可再用于萃取，而萃取出的油也可回收利用。[2]应用超临界CO2：萃取技术处理废弃油基钻井液的效果较好、优势显著：除油率98.9 %；对有效成分的破坏少，回收油的品质较好；油分等通过降低压力即可析出，不需要反复萃取，提高了工作效率；萃取溶剂可循环使用，节约了处理成本；CO2在使用过程中稳定、无毒、不燃烧，环境友好程度高。但该技术的操作条件(压力14.5MPa、温度50℃)要求较高，带来一定的能耗和危险性，且该技术在废弃油基钻井液处理上的应用缺乏足够的现场应用案例，同时高压设备的运行管理也存在一定风险，技术细节还有待进一步研究。
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2.3超声波与化学破乳剂相结合技术
超声波与化学破乳剂相结合(声化法)技术是于2008年由王嘉麟[3]等人提出的新型处理方法。其重点是应用超声波使废弃油基钻井液实现破乳脱水，并以少量化学破乳剂协助从而提高处理率。超声波破乳脱水的机理是基于油、水等粒子物理性质的不同，在超声波的作用下，油、水等粒子各自集聚。应用超声波结合化学法处理废弃油基钻井液的技术比较新颖，能有效回收钻井液中的油分。但该技术还不成熟，实验中所处理的废弃油基钻井液含油率较低，且产生超声波的设备能耗较高、体积较大。
3基本处理方案
废弃油基泥浆组成比较复杂，具体包含：基础油、水、乳化剂、润湿剂、有机土、降滤失剂、加重剂、石灰以及岩屑等等。其性能的特点是：固相含量高、粘度高，流动性差，破乳电压低，其原因主要有两点。
1）体系中含有的水含量较多，大约30%~40%，加上反复使用之后处理剂的性能下降，导致体系的稳定性下降，直观表现为破乳电压值低。
2）体系中的固相含量较多，包含大量的石粉以及部分岩屑，属于有害固相，导致体系的粘度很大，流动性较差。
如果采用化学破乳的方法，有以下几个弊端：
1）需要添加破乳剂，破乳剂为水溶性表面活性剂，加入之后对后期回收油品再配制油基泥浆时，油基泥浆的稳定性有很大影响。2）化学破乳需要用到大量的水，后期的水处理也是很大的问题。3）化学破乳一般需要加热，不利于现场施工，特别是秋冬季施工。4）化学破乳之后，固相分离，大量的重晶石被作为有害固相分离，属于资源浪费，不利于节约成本。
基于以上的分析，并且根据该废弃油基泥浆样品的特点，制定了以下的处理方案，在不破乳的情况下，改善体系的性能，达到回用的标准：
1）提高体系的稳定性，特别是乳化稳定性。
2）降低体系的粘度，改善流型。
3）去除有害固相，主要是岩屑。
因此通过按一定比例加入纳米活性炭、低粘度合成基油、乳化剂、润湿剂制备一种新型流型调节剂，可以直接添加到油基钻井液中，不但污染较小，还具备良好的配伍性；以纳米活性炭为原料，亲油处理剂表面改性，提高纳米活性炭在油基钻井液中的分散性，使其更好地吸附絮凝油基钻井液中的细分散颗粒；从而使油基钻井液通过固控设备分离祛除原本无法祛除的细分散颗粒，降低油基钻井液中的细分散颗粒含量，增加固控设备对细分散颗粒的祛除效果，使得油基钻井液使用周期变长、性能更加稳定。
4结论及建议
1.油基钻井液现场的回收处理较为复杂，且效果不佳，存在钻井液的固相积累，增稠严重，性能调整困难等问题。
2.现有的处理方式都无法满足现场大范围的应用，且成本较高，利用率较低。
3.油基钻井液的使用与回收成本较高，应加强低成本絮凝剂的研发，使现场处理回收油基钻井液简单化，延长其使用周期。
参考文献
[1]K.松德马赫尔, A.金勒编. 反应蒸溜[M]. 化学工业出版社, 2005.
[2]王陈永红，刘光全，许毓.废弃油基钻井液处理技术概况及其应用[J].油气田环境保护，2011，21（3），44-46.
[3]王嘉麟，罔光绪. 废弃油基泥浆处理方法研究 [J]. 环境工程, 2008(4)：10-11.
论文作者:渠震龙
论文发表刊物:《知识-力量》2019年5月上《知识-力量》2019年5月中
论文发表时间:2019/3/5
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