1、 甘肃省科技支撑计划项目申请书项 目 名 称 : 陇东地区钻井废弃液和压裂返排液无害化处理及资源化利用申 请 单 位 名 称 : 庆阳能源化工集团沃德石油技术有限公司项 目 负 责 人 : 张新国联 系 电 话 : 0934-8539366推 荐 单 位 名 称 : 庆 阳 市 科 技 局填 报 日 期 : 2016.1.10 甘 肃 省 科 学 技 术 厅 制项目序号立项编号计划类别 科技支撑计划项目类别 社发类专项主管处室 社发处一、单位情况单位名称 庆阳能源化工集团沃德石油技术有限公司单位性质 国营企业 组织机构代码 07358667-1通讯地址 甘肃省庆阳市宁县和盛镇工业园区所在地 宁
2、县和盛 邮编 745000 法人代表 张新国职工总数 65 （人）其中大专以上人员 33 （人） 研究开发人员 18 （人） 开户银行 甘肃银行股份有限公司庆阳分行营业部 账号 662301012548100010开户银行地址 甘肃省庆阳市西峰区和谐广场西侧总产值 2163 万元 利税总额 109 万元上年度主要经济指标（单位：万元）销售总额 1988 万元 年研究开发经费 180 万元序号 单位名称 组织机构代码1 西安石油大学 43709909-02 陇东学院 43905185-9其他主要参加单位二、项目情况项目名称 陇东地区钻井废弃液和压裂返排液无害化处理及资源化利用所属技术领域 循环经
3、济与可持续发展 计划起止时间 2016-1-1 至 2017-12-31 技术来源 自有技术 项目活动类型 产业化推广 创新类型 改进创新创新性 重大改进预期技术水平先进性 国内先进预期成果 技术标准 新工艺 论文著作 专利 其他 预期技术标准制定 企业标准预期知识产权 获得国外发明专利 0 项 国内发明专利 0 项 其他 2 项项目现处阶段 中试阶段 是否产学研项目 否已获发明专利数 0 项 正在申请发明专利数 2 项项目已有知识产权情况 已获实用新型专利数 1 项 正在申请实用新型专利数 0 项项目简介（限 100 字）针对陇东地区油田废弃物严重污染周边水质土壤的现状，通过对复配破稳分离技
4、术及多级组合逐级消解等关键技术研究应用，变废为宝，实现钻井废弃液及压裂返排液的无害化、资源化，为油田污染治理提供了有效解决途径。3、项目成员姓名 张新国 性别 男 民族 汉证件类型 身份证 证件号 370521197003031633 年龄 45职称 高级 从事专业 油田化学 项目分工 项目总 负责最高学历 本科 职务 总经理 传真 0934-8539366手机 18091275116 联系电话 0934-8539366项目负责人E-mail 项目组人数9 人 高级 1 人 中级 3 人 初级 3 其他 2姓名 张小柔 性别 女 民族 汉证件类型 身份证 证件号 632801199010120
5、023 年龄 25职称 从事专业 化工 项目分工最高学历 本科 职务 化验员 传真 0934-8539366手机 18993498325 联系电话 0934-8539366项目联系人E-mail 项目组主要研究人员姓名 身份证号 性别 年龄 职称 学历 从事专业 项目任务分工 所在单位 职务张新国370521197003031633 男 45高级本科 油田化学 项目总策划庆阳能化集团石油技术有限公司总经理张振琰622801196812181017 男 48高级本科 油气工程压裂返排液专业技术指导庆阳能化集团石油技术有限公司专业技术人员赵徽燕622801197007060081女 46中级本科钻
6、井工程钻井废弃液专业技术指导庆阳能化集团石油技术有限公司专业技术人员张光奎370521198909101639男 26初级硕士应用化学化学制剂及配方选择庆阳能化集团石油技术有限公司专业技术人员张小柔632801199010120023女 25初级本科化工现场应用及效果分析庆阳能化集团石油技术有限公司化验员五、投资预算计划投资总额 300 万元其中：已投资 143.5 万元计划新增投资其中：申请科技经费 35 万元，自筹 121.5 万元，贷款 万元，其他 万元省级科技计划经费预算明细序号 预算科目名称 支出金额(万元)1 办公费 0.72 印刷费 03 咨询费 1.14 手续费 05 水费 2
7、.66 电费 1.87 邮电费 08 差旅费 19 因公出国（境）费用 010 维修（护）费 1.811 租赁费 2.212 会议费 113 培训费 0.914 专用燃料费 0.715 劳务费 2.816 管理费 2.717 委托业务费 1.418 其他交通费用 0.819 其他商品和服务支出 1.720 专用材料费 11.8五、项目概述（限 300 字）针对陇东地区油田废弃物严重污染周边水质土壤的现状，结合对污染源成分研究，开发出成套处理技术及工艺方案：(1)钻井废弃液经复配破稳分离等技术，应用物理化学方法，实现固液分离，针对固相不同成分研制差异化配方，制成免烧砖等可利用资源，排放水达一级标
8、准就地利用。(2)压裂返排液应用多级组合逐级消解等技术，固相经微生物降解，达到彻底无害化，液相可达一级排放水标准，可循环利用。项目的实施，将填补陇东油区石油污染物无公害化处理和资源化利用技术的空白，同时解决重金属等有害物质污染水质土壤的问题，并将节约 5070 万元/口井污染处理费用，制作免烧砖将增加约 20 万元/口井利润，为陇东地区约 100 口井油田污染治理提供了有效解决途径。六、项目的目标与任务（限 1000 字）1项目确定的项目目标与任务需求分析2项目目标与任务解决的主要技术难点和问题分析1、项目确定的项目目标与任务需求分析：1.1、项目目标与任务根据陇东地区油田地质和水质环境的特点
9、，本着消除污染、化害为利的目的，改变传统的钻井废液和压裂返排液的处理方法，研究并形成一套废液无害化处理及资源化利用的方法、工艺和处理技术，为陇东地区可持续发展贡献力量。本项目实施后，建成处理钻井废液 1000 方立方米/年的作业线，可起到区域示范作用，将陆续带动周边庆城、镇原等地区处理约 100 口钻井废液，可生产达标免烧砖约 5000 万匹，回收再利用废弃泥浆 9 万立方米。项目主要任务是实现石油钻井废弃液及压裂返排液的无公害化处理及资源化利用，具体实施措施：(1)根据废弃钻井液的特性开发及成分特性，只有选择合适的固液分离用脱稳剂和絮凝剂，确定了最佳配方，才能达到脱稳絮凝的最佳效果； 采用国
10、内先进设备，并根据钻井废液不同密度浓度，差异化的设置工艺参数，确定最合理指标，才能达到好的分离效果。(2)若要实现固液分离出的固相资源化利用，必须对其含有大量的高价金属离子、有机物和无机物进行无害化处理。对此，项目研究人员要针对不同含量，密度的废液进行化学制剂选型及配比，确定不同固化配方，实现最佳的固化效果。(3)根据压裂返排液的特点、组成成分及回注要求，从技术上可靠、投资运行经济可行，操作管理方便等入手，必须设计多级组合技术，使高含油、高悬浮物等逐级消解，以达到回注（排放）要求。(4)高性能的药剂如破胶剂和专用复合絮凝剂、混凝剂是处理压裂返排液的基础；先进的超滤反渗透处理系统和压滤机等设备，
11、是实现分离净化核心。如何实现经济与效果的完美统一，就显得格外重要。1.2 任务需求分析钻井液和压裂液的成分及组成体系相当复杂，一种高难度降解的胶态悬浮体系，具有高悬浮物（100010000mg/L） 、高化学需氧量 COD（400020000mg/L ） 、高油类（5002000mg/L） 、高色度、高矿化度等特性；同时还具有复杂性、多变性、分散性等特点。其危害环境的主要化学成分有烃类、苯类、盐类、各类聚合物、重金属离子、重晶石中的杂物和沥青等改性物，这些废弃物若存留于井场储存池，随着储存池的渗漏、溢出、淹没等，就会对周围的大气、土壤、地表水、地下水、农田和空气等人类生态环境造成十分严重的污染
12、。2008 年国家危险废物名录中已将“废弃钻井液处理产生的污泥”列入国家危险废物名录内。陇东油田废水具有分散式排放的特点，污染点源分布广泛、污染物类别多，且分布水平不一，排放量大，处理难度较大。2015 年将原油产量达到 800 万吨。据统计，钻一口 25003200m 的普通油气井，钻井液废弃物接近 5001000m3 ；每钻完一口井，都要在原地留下几个废弃泥浆池，陇东区块有 500 口井，就有 500 个废弃泥浆池，每个泥浆池中的钻井废液约 1000 方。 因此，如何变废为宝、消除污染，实现可持续发展，成为陇东乃至长庆油田快速发展过程中迫切需要解决的重要问题，无论从成本还是环保角度考虑，无
13、害化处理和资源化利用都是油气工业发展的必然趋势。本项目在现有固液分离处理油田废液的基础上，实现了资源循环利用及生物降解技术推广，市场需求大，前景广阔。2、项目目标与任务解决的主要技术难点和问题分析(1)废液成分复杂，无害化处理难度大陇东地区采用的全部是水基钻井液。水基钻井液是由固相、液相和化学处理剂三部分组成。化学处理剂种类繁多，仅我国就有 16 大类 260 多种。其中相当一部分化学处理剂本身具有不同程度的毒性，加上钻井液中含有高浓度的盐、重金属离子、油脂、高碱性等物质。选择出合适配比的脱稳剂才能达到最理想效果，过硬的专业知识及反复的试验论证才能实现。本项目为实现最佳的处理效果，研制了不同化
14、学脱稳絮凝配方及固化配方，为污染处理的可操作性提供了有效保障。(2)资源化利用质量控制条件严格若想实现油田废液资源化利用，就必须对固液分离后固化配比进行大量试验研究。例如在免烧砖制作工程中，必须加入特定比例的激发剂和粘接剂，严格控制免烧砖的质量条件（包括材料配比、含水率、搅拌时间、养护温度、天气变化等） ，搅拌均匀后通过制砖机压制成免烧砖，其抗压强度平均值才能达到 7.5MPa，符合建筑用砖和国家环保要求。本项目研发组通过大量实验数据及反复尝试，已经掌握了相关核心技术及工艺要素，具备了产业化生产的条件。同时，废弃物处理废水能达到污水综合排放标准 （GB8978-1996）一级排放标准，国内成功
15、案例不多，难度较大，必须具备先进设备、工艺及化学制剂才能得以实现。(3)设备先进性高，工艺难度大钻井废弃液采用应用效果显著的复配破稳分离技术，利用物理化学方法，并采用 GNSC 12A-24 螺旋输送机、GNZS752E-DM 振动床、GNCD930C 钻屑甩干机、GNLW363CD 卧式离心机等系列国内先进设备，确定最佳工艺参数，才能达到处理效果。压裂返排液需经传输-均质调节系统、加药混合破胶-离心分离系统、集成微纳米气泡-混合氧化反应系统及特种超滤-反渗透系统等多级技术高效组合才能实现彻底的无害化处理要求。(4)作业环境特殊,处理难度大 我国许多油田，特别是一些老油田钻井井位就在稻田、麦田
16、、河流及居民区附近，钻井废弃物对环境与人类的影响更加直接，同时也加大了废弃钻井液处理的难度。针对上述情况，公司因地制宜，制定了将废液运输到泥浆储备站后集中处理的方案，满足个性化需求。七、现有工作基础与优势 （限 1000 字）1国内外现有技术、知识产权和技术标准现状及预期分析2项目申请单位及主要参与单位研究基础（已有的研究开发经历，科技成果、科研条件与研究开发队伍现状等）1、国内外现有技术、知识产权和技术标准现状及预期分析国外石油工业发达国家普遍重视钻井废弃物处理技术的开发研究。从上世纪 50年代就开始加强对废弃钻井液的处理，开发和采用了一系列先进的无害化处理技术。同时，很早就开始对钻井液处理
17、剂和各种钻井液体系进行生物降解实验和生物毒性评价实验，积极研究钻井液体系可能对环境造成的污染和相应的治理办法。目前，国内钻井废弃泥浆处理主要技术方法：(1)简单处理后就地排放(2)注入安全地层或井眼环行空间(3)就地填埋处理(4)泥浆转化水泥浆（MTC）技术(5)固化处理(6)固液分离(7)土地耕作覆盖(8)干燥焚烧法(9)异地集中处理(10)生物物处理法等。压裂返排液的处理主要些方法：(1) 废液池储存(2) 焚烧(3) 回注(4) 絮凝沉降(5) 生物及生物化学法(6) 高级氧化 (7) Fe /C 微电解组合等。我国传统的处理方法都存在经济与环境不能两全的问题，处理效果好，成本太高；成本
18、低的，环保要求又达不到要求。本项目开发钻井废弃液及压裂返排液处理工艺方案，在有效减少环境污染的同时，还能实现资源可利用，实现了环保与经济和谐发展。中石化胜利石油工程有限公司渤海钻井总公司的发明专利钻井废弃泥浆一体化处理方法 （专利号：CN104747107A） ，提出了分类分治，不添加固化剂进行固液分离，实现废弃泥浆的减量化；南方石油勘探开发有限责任公司的实用新型专利一种钻井废弃物不落地随钻处理系统 （专利号：CN203925431U） ，通过专用模具将泥饼制成砖块，实现变废为宝；四川省威尔敦化工有限公司的实用新型专利一种集成式自动化压裂返排液处理系统 （专利号：CN204848519U） ，具有自动化程度高、作业连续性能好、回收利用价值及节省人员等特点。整体而言，油田废弃物治理技术处于开发研究阶段，市场缺口大，应用前景关阔。2、项目申请单位及主要参与单位研究基础
