国家标准计划《石油天然气工业 钻井废物资源化利用技术规范》由 TC355(全国石油天然气标准化技术委员会)归口 ,主管部门为国家标准委。
主要起草单位 中国石油集团安全环保技术研究院有限公司 、中国环境科学研究院 、中国石化石油工程技术研究院 、中国石油天然气集团公司大庆油田有限责任公司 、中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司 、中国石油天然气股份有限公司新疆油田分公司 、中国石油集团长城钻探工程有限公司 、中国石油集团川庆钻探工程有限公司 、中国石油塔里木油田分公司 、中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司现河采油厂 、中海油田服务股份有限公司 。
| 13 环保、保健和安全 |
| 13.020 环境保护 |
| 13.020.99 有关环境保护的其他标准 |
| 75 石油及相关技术 |
| 75.010 石油及相关技术综合 |
1、必要性 (1)符合国家政策要求,对完善我国油气田固体废物管控体系意义重大 钻井废物总量大、环境风险高,国家环保政策要求严,要求钻井废物必须要及时、有效的处理处置,并且能够最大限度实现资源回收及利用。
因此,钻井废弃处理处置及资源化利用的相关技术标准规范符合国家政策要求,对完善我国油田钻井废物处理技术管理体系建设意义重大。
钻井废物是油气勘探开发过程中最主要的固体废物,主要分为水基钻井废物(废弃钻井液、水基钻屑)和油基钻井废物(油基钻屑),总量大、环境风险高。
以中石油为例,仅中石油每年产生钻井废物690-700万m3/a,占固废总量70%以上。
水基钻井废物产生于常规勘探开发水基钻井液钻井和非常规勘探一、二开井段,主要污染物有盐类、各种聚合物、重金属等,具有pH值高、COD高等特点。
油基钻井废物在危险废物目录中明确规定为危险废物,油基钻屑主要由基础油、岩石颗粒和几十种有机或无机添加剂组成,具有毒性( T,Toxicity) ,在其产生、堆放、运输和处理过程中均有可能对当地生态环境和人类健康造成危害,是《国家危险废物名录》明确规定的危险废物( HW08,072-001-08),随着页岩气、页岩油等非常规油气资源的大规模开发,油基钻井废物的产生量也进一步增加,约为常规钻井的2-3倍。
随着新《环境保护法》、土十条等法律法规实施以及各地方政策的出台,环保要求日益严格,国家相关规定明确要求钻井废液与钻屑处理应实现废物回收再利用或处理后达标排放,要求及时、有效的处理处置,并且能够最大限度实现资源回收及利用。
(2)符合环保形势要求,迫切需要厘清钻井废物环境影响认识 随着油气开发由常规油气开发向非常规油气、深层超深层油气开发领域加速拓展,为适应复杂地层油气开发需求,钻井液体系也更加复杂。
随之产生的钻井废物也呈现成分更复杂、体系更稳定等趋势,钻井废物对环境影响风险未知。
由于缺乏钻井废物资源化技术及污染防治标准,企业在进行钻井废物资源化处理过程中,可能会导致处理处置过严或者处理处置效果程度不够,存在对环境造成二次污染的风险。
因此,迫切需要厘清钻井废物环境影响认识,形成钻井废弃处理资源化利用技术标准规范势在必行,有利于加深对钻井废物处理处置污染情况认识、提高钻井废物的处理处置及资源化技术水平。
(3)符合行业发展要求,迫切需要标准规范对技术进行指导 近年来(特别是新环保法颁布后),在各地区油气田企业开展钻井废物不落地处理工艺的试验、示范应用及推广,取得了显著成效。
钻井废物资源化利用技术呈现多样化,但各种技术的适用性不尽相同。
由于各种技术成熟度和适用性差异较大,相关标准执行难度大,缺乏针对覆盖常规和非常规钻井废物资源化处理与利用技术标准,制约了钻井废物资源化技术的处理效果和产业化推广。
国家虽然已有固体废物处理处置相关标准,但针对性和指导性并不强,不能够有效指导和规范水基钻井废物处理处置及资源化利用技术和应用。
行业多为钻井废物处理处置污染控制标准,涉及资源化利用的标准有《陆上石油天然气开采水基钻井废物处理处置及资源化利用技术规范》(SY/T7466-2020),但是SY/T7466-2020仅针对水基钻井废物的资源化利用进行了要求,没有对油基钻井废物等复杂体系钻井废物资源化进行规范要求,不适用于现阶段和未来油气开发方式产生的钻井废物资源利用。
因缺乏针对钻井废物无害化处理处置及资源化利用技术系统的技术指导文件,行业内多以局部小规模开展的研究示范项目为主,无法进行大规模推广,导致钻井废物无害化处理处置及资源化利用技术的推广和处理效果受到影响。
因此,迫切需要形成钻井废弃处理处置及资源化利用技术标准规范对技术进行指导。
2、可行性 标准牵头起草单位中国石油安全环保技术研究院有限公司,联合中国石油集团川庆钻探工程有限公司、中国石油集团渤海钻探工程有限公司、中国石油西南油气田分公司等油气田企业和工程技术企业,依托国家科技重大专项课题《废弃物处理与利用技术》(2016ZX05040-003)、中国石油天然气集团公司重大科技专项《低碳与清洁发展关键技术研究与及应用》课题三《水基钻井废弃物循环利用及资源化技术研究与示范应用》(2016E-1203)等科研项目,在总结“十二五”研究成果及问题的基础上,围绕钻井废弃物处理与资源化技术难题进行了攻关和现场实践应用。
针对传统水基钻井废弃物处理方式主要采用固化后填埋,具有占用土地大、处理药剂种类多成本高、资源化率低等问题,提出了“钻井过程废液回用、末端残渣资源化、处理装备一体化”攻关新思路。
一是解决了废钻井液劣质固相含量高、回用分离难题,实现了废钻井液中性条件下破胶脱稳和劣质固相去除后高效回用,开发了可适用于不同钻井液体系(聚合物、KCl-聚合物、聚磺钻井液)高效回用新工艺;二是形成了残渣资源化处理剂系列,开发了残渣制备免烧砖、烧结砖及压裂支撑剂等残渣分质资源化系列新工艺,取代了传统固化填埋处理方式,解决了水基废钻井液处理残渣分质资源化率低、占地面积大、存在二次污染等问题;三是集成开发了“不落地收集-液相再生回用-固相无害化-固相资源化”处理及资源化一体化成套新装备。
四是开发了油基钻屑处理技术与装备,油基钻屑资源化利用处理能力显著提升,实现回收利用油基泥浆。
系列油气开发污染防治工艺技术和装备已在中石油、中石化国家级非常规油气开发示范区建设中实现了规模化应用,减排水基固体废物13.91万方、含油钻屑19.36万吨,处理/回用钻井泥浆9.57万方,回收油基钻井液8730吨,回收原油7102吨。
形成了钻井废物处理处置及资源化利用相关技术成果,由多名院士对成果鉴定为:是我国油气开发环保技术创新的重大突破,总体达到了国际先进水平,在废钻井液资源化利用指标方面达到国际领先水平。
成果《环保型钻井液与水基废弃物再生资源化利用关键技术及工业化应用》获中国石油和化学工业联合会2018年科技进步一等奖,成果《水基钻井废弃物不落地处理及资源化装备与工程应用》获中国环境保护产业协会2020年技术进步一等奖;上述先进的科研成果有力支撑了拟申报标准中液相资源化利用要求、固相资源化利用要求等内容的制订。
申报标准的制定,可实现回收水基钻井液约300~400方/口井,节约新配制钻井液约150~180方/口井,水基钻井液成本约0.15~0.3万元/方,每口井节约水基钻井液费用26~53万元/口。
若按每年产生水基钻井废物2000万吨计算,年回收水基钻井液约300~400万方,年节约水基钻井液费用约45~120亿。
可实现回收油基钻井液约35~43方/口井,油基钻井液成本约10000元/方,每口井节约油基钻井液费用35~43万元/口井。
范围:本文件规定了陆上石油天然气开采钻井过程中产生的钻井废物资源化处理和利用中技术及环境监管要求。 本文件适用于陆上石油天然气开采过程中产生的钻井废物处理处置及资源化产品利用污染控制。 主要技术内容: 本文件充分结合油气开发实际生产现状、钻井废物污染特性及资源化产品环保指标检测数据,在技术指标选取和要求上满足国家最新相关标准、技术环节和产品不产生二次污染;同时,标准中技术优先选取经行业内知名专家鉴定达到了国内外领先水平资源化技术。本文件填补了国内钻井废物污染防治与资源化技术标准空白。 主要技术内容如下: 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 总体要求 5 水基钻井废物资源化利用 6 油基钻井废物资源化利用 7 资源化产品利用污染控制技术要求