Pollution characteristics and effect of integrated treatment technology of solid wastes from water-based drilling for natural gas exploitation: taking Sulige Gas Field as an example
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摘要:
天然气开采过程产生大量的钻井固体废物，其中含有石油烃、无机盐及难降解有机物等有毒有害物质。对苏里格气田5个区块典型钻井现场不同井型、不同井段产生的固体废物进行采样，分析其性能特征、污染特点，研究钻井固体废物分类管控—稳定化预处理—高温氧化一体化处理技术工艺参数，分析利用该技术工艺处理前后钻井固体废物污染物浓度变化情况。结果表明：通过精细化的稳定化预处理技术处理，浅表层钻井固体废物及浸出液中，污染物浓度符合GB 8978—1996《污水综合排放标准》最高允许限值要求；深层井段钻井固体废物中石油烃的削减率均在98.6%以上，浓度符合GB 36600—2018《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》建设用地土壤污染第二类用地筛选值要求，残渣中重金属和有机物浓度显著降低，符合GB 8978—1996《污水综合排放标准》限值要求。另外，固体废物体积缩减41.2%。该一体化处理技术可从源头上解决天然气开采钻井固体废物处理处置问题，与现有传统不分类处理技术相比较，整体成本降低52%，具有较好的推广前景。
Abstract:shIn the process of natural gas exploitation, a large amount of drilling solid wastes are produced, which contains toxic and harmful substances such as petroleum hydrocarbon, inorganic salt and refractory organic matter. The solid wastes produced by different well types, different well sections at typical drilling sites in five blocks of Sulige Gas Field were sampled, their performance characteristics and pollution characteristics were analyzed, the technical parametshers of the integrated process of classified management and control, stabilization pretreatment and high-temperature incineration and oxidation of drilling solid wastes were studied, and the variations of drilling solid waste pollutant concentration before and after treatment with this technology were analyzed. The results showed that the concentrations of pollutants in the solid wastes and leachates of shallow surface drilling met the requirements of the maximum allowable limits of Integrated Wastewater Discharge Standard (GB 8978-1996) after treatment by fine stabilization pretreatment technology. The reduction rate of petroleum hydrocarbons in drilling solid wastes in the deep well section was more than 98.6%, and the concentrations met the screening value requirements of category Ⅱ of construction land soil pollution in Soil Environmental Quality Risk Control Standard for Soil Contamination of Development Land (GB 36600-2018). In the meanwhile, the concentrations of heavy metals and organic matter in the residue decreased significantly, which were in line with the limit requirements of GB 8978-1996. Moreover, the volume of solid wastes was reduced by 41.2%. The integrated treatment technology of ‘classified control-stabilization pretreatment-high temperature oxidation’ could solve the problem of solid wastes treatment and disposal of natural gas exploitation and drilling from the source. Compared with the existing traditional unclassified treatment technologies, the overall cost of the integrated technology was reduced by 52%, which had a good prospect for promotion.
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天然气作为优质高效、绿色清洁的低碳能源，在我国工业燃料、城镇用气、发电用气等方面发挥了重要作用[1]。近年来，在国家政策的驱动下，我国天然气勘探开发力度得到大力提升，2017—2020年开采量持续快速增长，2020年产量较2019年增长9.8%。天然气开采快速发展的同时，钻井开采产生的大量固体废物给生态环境带来较大的污染风险。钻井开采作业时，根据不同钻井深度和地质条件注入不同体系钻井液以润滑钻头，同时钻井液作为载体将岩屑带至地面，岩屑与钻井液混合后形成钻井废弃泥浆，经压滤设备固液分离后形成了含水率约为40%的钻井固体废物[2]。典型天然气开采单井产生钻井固体废物量约为750~1 000 m3，全国每年由气田开采产生的钻井固体废物超过千万m3，加上历史存量，数量巨大[3-4]。钻井固体废物中含有的无机盐和有机污染物会改变土壤质地和结构，影响植物生长[5-6]。在降水较多或地下水位较高条件下，容易发生淋溶侵蚀，污染物可能会进入地表水系和地下水，引起水体质量的变化。钻井固体废物的处理处置成为天然气开采行业的主要环境问题之一[7]。
目前大多钻井固体废物进行预处理后，长期堆存于贮存场内[8]。预处理过程如下：在钻井现场将整个钻井周期（浅表层、中部井段到深层井段）产生的泥浆按照振动过滤、一次沉降、二次沉降、三次沉降、除砂、离心及完井工序进行混合收集[9]，统一运输到处理厂，经过混合破胶、压滤得到含水率40%的钻井固体废物，然后进入一般工业固体废物Ⅱ类场堆存，滤液进入污水处理厂处理。这种预处理方法增加了钻井固体废物后续的无害化处理难度，限制了规模化资源化利用，其问题表现为：1）混合收集，污染面扩大。钻井固体废物的污染程度主要取决于前端使用的钻井液体系，浅表层钻井液体系成分简单，大部分为水分和膨润土，深层井段钻井液体系较为复杂，含有20多种有机类添加剂[10]，这2类固体废物污染程度不同，混合收集导致污染面扩大。2）混合破胶，增大污染程度。浅表层产生的钻井泥浆胶体强度较弱，深层井段泥浆胶体强度较大，混合处理导致胶体强度整体升高，需要加入过量的聚合氯化铝、石灰粉、硫酸亚铁等破胶剂，增大了滤液的达标处理难度及处理成本。3）处理量大，无害化处理成本高。浅表层钻井固体废物产生量占整口井的40%，环境影响小，无害化处理难度较低，而深层井段钻井固体废物属于一般工业固体废物Ⅱ类，需要去除难降解有机污染物，难度较大，混合处理导致处理量增大，成本升高。近年来，国内外相关领域学者针对钻井固体废物的处理处置方法开展了大量研究，主要包括固化稳定化法[11-14]、生物降解法[15-17]、化学淋洗法[18-19]、井下回注法[20-21]等，但这些方法的前端基本都将所有井段产生的废物混合进行预处理，成本较高，技术的示范推广受限，未形成规模化的工程应用。
目前钻井固体废物的处理亟需按照精准治污原则，从源头和过程对含有毒有害污染物的固体废物实施针对性地处理，以降低处理难度和处理成本。笔者对苏里格气田5个区块典型钻井现场不同井型、不同井深产生的钻井固体废物进行采样，深入分析了钻井固体废物的产生特征、污染特点，重点分析处理前后重金属、石油烃及有机物浓度的变化情况，评估分类管控—稳定化预处理—高温氧化一体化处理技术的实施效果，以期为天然气开采水基钻井固体废物的大规模处理处置及资源化提供技术支撑。
1. 材料与方法
1.1 样品采集
样品采集于覆盖苏里格气田的东、南、西、北、中5个区块钻井过程中产生的泥浆，为真实反映苏里格地区不同区块、不同地层、不同钻井泥浆的状况，每个区块选取4口代表井段进行取样，分别对应采样位置为一开表层、二开上部、二开下部和三开井段，每个井段取3个样品进行混合，共采集20口井的样品。所取样品呈现流动性较好的泥浆胶体状态，具有轻微挥发性石油气味。
1.2 样品处理与测定
1.2.1 钻井泥浆性能及pH测定
根据美国石油学会（API）推荐的钻井液性能测试标准，测定20个钻井泥浆样品的密度、电导率、溶解性总固体（TDS）、常压失水量及氯离子浓度。使用GB 6920—86《玻璃电极法》测定钻井固体废物浸出液pH。
1.2.2 重金属及有机物浓度测定
经过分类管控—稳定化预处理—高温氧化一体化处理后的钻井固体废物，其重金属按照GB 5086.1—1997《固体废物 浸出毒性浸出方法 翻转法》进行浸出，有机污染物按照HJ/T 299—2007《固体废物浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》进行浸出，污染物浓度参照GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》[22]中的无机类元素及化合物（其中的重金属元素）、非挥发性有机物和挥发性有机物标准检测，限值参考GB 5085.3—2007、GB 8978—1996最高允许排放限值及GB/T 14848—2017《地下水质量标准》中的Ⅳ类水质标准限值。
1.2.3 石油烃浓度测定
对于稳定化处理前后的钻井固体废物（包括浅表层和深层井段固体废物）样品的石油烃浓度采用《土壤和沉积物 总石油烃的测定 气相色谱法》进行检测，限值参考GB 5085.6—2007《危险废物鉴别标准 毒性物质含量鉴别》和GB 36600—2018《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》[23]建设用地土壤污染风险第二类用地筛选值的要求。
1.2.4 稳定化预处理方法
用对破胶起促进作用的改良剂C对钻井固体废物的污染物进行预处理。将取回的浅表层和深层井段钻井泥浆，分别加入0.3%和0.5%的改良剂C，充分搅拌混合，将样品按照常规工艺进行破胶、压滤、晾晒，称取干基样品检测处理后固体废物中的石油烃浓度，按照GB 5086.1—1997标准浸出得到浸出液，检测浸出液的pH及重金属浓度。
1.2.5 高温氧化方法
将稳定化预处理后的深层井段钻井固体废物充分混合后置于箱式电阻炉内，900 ℃下焚烧20 min，取出样品，静置至室温，检测焚烧后残渣石油烃的浓度，按照GB 5086.1—1997浸出得到浸出液，检测重金属浓度。
2. 结果与分析
2.1 钻井废弃泥浆特征
2.1.1 不同井段钻井液体系组成
钻井液是钻井的“血液”，在钻井作业中起着至关重要的作用[24]。在天然气开采钻井过程中需根据不同的钻井深度和地质条件，注入不同体系钻井液以润滑钻头，以钻井液作为载体将钻井岩屑带至地面，由此产生了大量的钻井废弃泥浆。钻井废弃泥浆经过固液分离后，即得到钻井固体废物。从此过程可以看出，钻井固体废物的污染特性主要取决于钻井液体系组成。天然气开采钻井不同井段使用不同的钻井液体系[25]。由不同井段钻井液体系组成（图1）可以看出，一开井段钻井液体系较为简单，即在清水体系中加入了普通膨润土及纯碱，其中清水占比为90.9%，纯碱占比为0.05%，膨润土（为自然界中天然存在的物质）占比为2.78%，此井段产生的废弃泥浆绝大部分为清水，初步分析污染程度较轻。二开上部井段采用清水聚合物体系，即在清水中加入少量膨润土和聚合物，同时在钻井中需逐渐补充清水和少量聚合物以调整泥浆性能，此井段的钻井液体系由6种物质组成，清水占比为91.65%，另外5种为水解聚丙烯腈胺盐、膨润土、聚丙烯酰胺钾盐、烧碱、纯碱，添加比例非常低，均在2%以下，初步分析此井段产生的废弃泥浆污染程度不大。二开下部井段采用的聚磺体系是由清水聚合物体系基础上转化而来，加入了具有抗温、防塌功能的磺化处理剂，包括沥青类防塌剂、降滤失剂、磺化褐煤树脂、羧甲基纤维素、堵漏剂等15种添加剂，其中2种为低毒物质（堵漏剂和重晶石），添加比例为2%~3%，3种为微毒（磺化类）物质，成分较为复杂，清水占比为71.78%，初步分析污染程度比前2个井段大。三开井段泥浆体系由21种物质组成，清水占比仅为55.6%，其他物质包括有机聚磺类泥浆材料、无机盐、油基润滑剂、乳化剂（表面活性剂）等20种添加剂，其中含有5种微低毒物质，添加比例为2%~2.5%，添加剂中有较多的有机物和磺化类物质，成分较其他井段钻井液更为复杂，初步分析此井段废弃泥浆具有一定的污染性。总体来看，一开及二开上部井段（浅表层）产生的固体废物与二开下部及三开井段（深层井段）产生的固体废物污染程度相差较大，若混合处理会导致有机污染物的污染面扩大，增加处理难度。
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图 1 苏里格气田不同井段钻井液体系组成Figure 1. Composition of drilling fluid system in different well sections of Sulige Gas Field2.1.2 不同井段钻井泥浆性能特征
钻井过程中不同井段使用不同类型的钻井液，导致不同井段完井产生的废弃泥浆性能指标有较大区别（图2）。随着钻井深度的增加，苏里格气田各区块的浅表层及深层井段泥浆体系的密度、电导率、TDS、常压失水量及氯离子浓度5个性能指标均有明显变化，尤其是颜色、密度、电导率、溶解性总固体（TDS）4个指标差异较为明显。浅表层固体废物特征：颜色为土黄色或土灰色，TDS<3 000 mg/L，电导率<5 000 S/m，密度为1.05～1.15 mg/cm3。深层井段固体废物特征：颜色为褐色或深褐色，TDS≥3 000 mg/L，电导率≥5 000 S/m，密度为1.16~1.35 mg/cm3。一开与二开上部井段（浅表层）的指标数据表现较为接近，二开下部与三开井段（深层井段）的指标数据较为接近，而浅表层与深层井段数据差异较大。统计发现，二开上部与三开井段完井废弃泥浆的常压失水量、氯离子浓度界限不明确。因此，通过颜色、密度、电导率、TDS的差异性和范围，可明确将钻井泥浆分为浅表层固体废物和深层井段固体废物。
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图 2 苏里格气田不同井段钻井废弃泥浆性能指标差异Figure 2. Differences of performance indexes of drilling waste mud in different well sections of Sulige Gas Field2.1.3 钻井固体废物中重金属与石油烃浓度
钻井固体废物中的污染物主要为钻井液体系硫酸钡添加剂及地层中的重金属、沥青类、润滑类添加剂及石油类物质产生的石油烃，以及降滤失剂、防塌剂、堵漏剂等产生的挥发性及非挥发性有机物[26]。鉴于浅表层及深层井段钻井液体系的性能指标差别较大，因为废弃泥浆的固相含量较低，所以将距离相近且属于同一井段2口井的废弃泥浆进行充分混合，分别进行压滤得到浅表层固体废物样品5个和深层井段固体废物5个，将2类固体废物分别检测分析，其石油烃浓度及pH如表1所示。
表 1 钻井固体废物样品的石油烃浓度及pHTable 1. Petroleum hydrocarbons content and pH of drilling solid waste samples钻井固体废物 样品编号 石油烃浓度/（mg/kg） pH 浅表层井段 1 828 9.41 2 952 9.50 3 536 9.47 4 738 9.62 5 822 9.45 深层井段 6 6 390 9.82 7 6 120 9.94 8 7 200 10.05 9 9 120 10.12 10 7 120 9.78 由表1可知，2类钻井固体废物浸出液pH为9.0~11.0，均超过一般工业固体废物Ⅰ类要求（6~9）。2类钻井固体废物石油烃浓度相差数十倍，浅表层固体废物石油烃浓度在960 mg/kg以下，符合GB 36600—2018中第二类建设用地的筛选值要求（4 500 mg/kg），对人体健康的风险可以忽略；而深层井段的浓度在6 000 mg/kg以上，平均值为7 190 mg/kg，超出了GB 36600—2018中第二类建设用地的筛选值要求，对人体健康可能存在风险，应进一步开展调查和风险评估。
2类钻井固体废物的Cu、Zn、Ba、Hg、Ag浓度均符合GB 8978—1996最高允许排放限值要求，但深层井段样品中Ba的平均浓度为3.42 mg/L，接近GB/T 14848—2017中Ⅳ类水质限值（4.0 mg/L），有超标的风险。2类钻井固体废物的挥发性有机物、非挥发性有机物含量均符合GB 5085.3—2007 及GB 36600—2018中标准要求。
2.2 分类处理试验及其效果
2.2.1 分类处理思路
基于浅表层和深层井段钻井固体废物的产生特征、性能指标及污染程度差异较大的特点，提出分类与管控思路，将钻井固体废物分为浅表层和深层井段2类分别进行处理：对浅表层产生的钻井废弃泥浆进行稳定化预处理，使其pH达标，固液分离后直接可进行资源化利用；对深层井段产生的钻井废弃泥浆也进行稳定化预处理后，但与浅表层的加药量不同，将pH调节达标并进行固液分离后，再经过高温氧化焚烧，对石油烃、难降解有机物等污染物进行无害化处理后可进行资源化利用，形成分类管控—稳定化预处理—高温氧化一体化处理技术思路，其实施技术路线如图3所示。
2.2.2 石油烃浓度变化
钻井固体废物中石油烃污染主要来自钻井液中的有机添加剂及地层中的石油类物质。石油烃会改变土壤的理化性质，改变微生物群落结构，不易被生物降解，会在土壤、水体中不断积累，通过食物链进入生物体，并逐渐富集，从而威胁生态系统[27]。
稳定化处理后的浅表层固体废物中5个样品的石油烃浓度，均未超过GB 36600—2018中建设用地土壤污染第二类用地筛选值，因为浅表层钻井液基本成分为水分，几乎不含有机类添加剂，地层较浅，钻屑本身不含石油类物质，因此石油烃浓度较低。另外，石油烃在水中的溶解度较低，经过固体废物分离后，也不会进入水体中，因此其处理前后浓度变化不大。
高温氧化焚烧深层井段钻井固体废物石油烃浓度变化如图4所示。由图4可知，深层井段钻井固体废物焚烧前石油烃浓度分别为6 390、6 120、7 200、9 120、7 120 mg/kg，部分超过GB 36600—2018建设用地土壤污染第二类用地管控值（9 000 mg/kg）；焚烧后分别为25.4、20.6、96.7、33.1、33.2 mg/kg，去除率分别为99.6%、99.7%、98.6%、99.6%、99.5%，远低于限值要求。研究表明，温度为180~370 ℃时主要为矿物油轻质组分挥发，370~500 ℃时以重质油析出为主，石油烃浓度随着温度的增加逐渐分解，在处理温度达500 ℃时，石油烃的去除率最高，之后趋于平稳[28-30]。钻井固体废物中可燃分只占一部分[31]，且大部分可燃物质为挥发分，这部分物质在900 ℃的高温下已被去除，因此5个样品的去除率基本接近。
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图 4 高温氧化焚烧前后深层井段钻井固体废物石油烃浓度变化Figure 4. Changes of petroleum hydrocarbons concentrations of drilling solid wastes in deep sections before and after high temperature oxidation incineration2.2.3 pH及有机物浓度变化
对稳定化预处理后的2类钻井固体废物浸出液的pH进行检测分析，结果表明，全部样品的pH均为6~9，符合一般工业固体废物Ⅰ类的要求。对处理后的2类钻井固体废物浸出液的非挥发性有机化合物（硝基苯、二硝基苯、对硝基氯苯、2,4-二硝基氯苯、苯酚、苯并芘、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、多氯联苯）和挥发性有机物化合物（苯、甲苯、乙苯、二甲苯、氯苯、1,2-二氯苯、1,4-二氯苯、丙烯腈、三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯）进行检测分析，21种物质均未检出，达到GB 5085.3—2007与GB 8978—1996限值要求及GB/T 14848—2017 Ⅳ类水质标准，这可能与前端的处理工艺有关，大部分有机添加剂添加量较低，在水中的溶解性较好，在破胶过程中胶体破裂，包裹在钻井岩屑表面的有机物释放，在固液分离过程中随水分进入污水处理系统。
2.2.4 重金属浓度变化
钻井固体废物的重金属浓度在GB 5085.3—2007、GB 5085.6—2007、GB 36600—2018中均有严格的要求，分析固体废物处理前后重金属浓度的变化有利于钻井固体废物的资源化利用，同时可以评估处理处置技术的效果。对稳定化处理后的5个浅表层固体废物浸出液中的重金属浓度进行检测，结果表明，重金属浓度较低，均未超过GB 8978—1996要求，环保性能达标。经调研，此区域地层岩石中重金属背景值不高，地层岩石外源重金属进入的量也很少，且在本井段钻井现场工艺和添加剂中均不含重金属，因此浅表层预处理前后重金属含量都较低，变化不大。
深层井段样品焚烧前后重金属浓度变化如图5所示。由图5可知，处理前Ba浓度较其他几种重金属高，这是由于该井段钻井液中加入了重晶石（BaSO4）作为添加剂，在固液分离及压滤过程中，一部分Ba随着水分进入污水处理系统，但还有一部分黏附于固相中。焚烧残渣样品中重金属浓度较处理前显著降低，这是由于固体废物经历了从室温到900 ℃的升温过程，由于180~370 ℃主要为有机轻质组分挥发，370~500 ℃为有机重质组分析出[32-33]，因此在高温焚烧过程中部分有机结合态的重金属释放，在500~900 ℃温度区间，已经达到了Ba、Cu、Zn、Hg、Ag的沸点，挥发后随烟气进入到飞灰中，使残渣中重金属浓度显著降低[34]。处理后，样品的重金属浓度均符合GB 8978—1996要求。
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图 5 高温氧化焚烧处理前后钻井固体废物重金属浓度变化Figure 5. Changes of heavy metal concentrations of drilling solid wastes before and after high temperature oxidation incineration treatment2.3 一体化处理技术应用案例及效果
2.3.1 应用案例
苏里格气田某钻井废物处理厂占地面积为6万多m2，主要处理鄂尔多斯地区苏里格气田区块各勘探井在开发作业过程中产生的钻井废弃泥浆，年处理量为30万m3。按照分类管控—稳定化预处理—高温氧化一体化处理技术思路对该厂的钻井废弃泥浆进行处理，具体工艺为：1）废弃泥浆类型确认及转运。利用便携式仪器对泥浆的颜色、密度、电导率、TDS 4个指标进行递进式检测，将其分为浅表层、深层井段废物2类。2）废弃泥浆类型二次确认。废弃泥浆运输至集中处理厂后，再次对泥浆特性指标进行二次检测分类，确保类别准确，然后将不同类型的废弃泥浆分别卸入浅表层及深层井段废弃泥浆暂存池内。3）稳定化预处理。不同类型的泥浆分别进入不同的处理系统，在浅表层废弃泥浆中添加1.5%的破胶剂和0.3%改良剂，在深层井段废弃泥浆中添加2.5%的破胶剂和0.5%改良剂，搅拌后将泥浆泵入不同的压滤系统进行压滤，得到2类固体废物。对于浅表层钻井固体废物的处理，一方面节省破胶、压滤处理的药剂量和滤液达标处理费用，另一方面节省了无害化处理费用。4）固体废物分类存放。对于稳定化处理后的浅表层钻井固体废物堆存于Ⅰ类场，后续可进行资源化利用。处理后的深层井段钻井固体废物暂时堆存于Ⅱ类场，进行下一步高温焚烧处理。5）高温焚烧氧化处理。将深层井段钻井固体废物筛分、破碎后输送到焚烧处理系统。待燃烧器产生900 ℃以上的热气流后，将固体废物输送到高温焚烧氧化机组，在高温下焚烧20 min，使固体废物中的有毒有害物质分解并氧化燃烧，尾气经处理后排入大气中。
2.3.2 处理效果
经检测，分类管控—稳定化预处理—高温氧化一体化处理后的浅表层和深层井段钻井固体废物浸出液的pH、重金属、挥发性及非挥发性有机物浓度符合GB 5085.3—2007、GB 8978—1996、GB/T 14848—2017中Ⅳ水质标准限值，可进行资源化利用。
2.3.3 技术成本分析
浅表层钻井固体废物的处理，节省了破胶、压滤处理的药剂费和滤液达标处理费及无害化处理费。对于深层井段钻井固体废物实施高温氧化焚烧技术，焚烧体积量为传统混合处理的70%左右，可大幅降低占地费用。钻井固体废物分类与混合处理所用药剂成本对比如图6所示。由图6可知，分类管控处理比混合收集处理吨成本降低52%，稳定化预处理、高温氧化焚烧技术比单一的焚烧技术处理降低23%。苏里格气田年钻井数量约1 200口，其中直井定向井800口左右，水平井400口左右，每年产生约80万m3钻井固体废物，通过分类管控—稳定化预处理—高温氧化一体化处理技术处理后，每年可节约超过6 000万元，经济效益十分可观。
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图 6 钻井固体废物分类与混合处理所用药剂成本对比Figure 6. Cost comparison of agents used in classification and mixed treatment of drilling solid wastes3. 结论与展望
（1）天然气水基开采过程中使用的浅表层钻井液中添加剂种类少，清水占比均在90%以上，添加剂仅有4种，均为无毒物质，添加比例非常低，而深层井段使用的钻井液中，清水占比为55.6%，添加剂种类为24种，包含多种低毒有机物。2类固体废物污染特性相差较大。2类泥浆的4个性能指标（颜色、密度、电导率、TDS）的检测值差别也较大。
（2）经分类管控—稳定化预处理—高温氧化一体化处理技术处理后，浅表层固体废物浸出液中，各种重金属和有机物浓度较低，石油烃浓度低于4 500 mg/kg，均未超过GB 5085.3—2007、GB 5085.6—2007、GB 36600—2018、GB 8978—1996、GB/T 14848—2017的要求；深层井段钻井固体废物中处理前Ba元素浓度高，经一体化技术处理后，Ba 、Cu、Zn、Hg、Ag浓度较处理前显著降低，达到GB 8978—1996限值要求，石油烃浓度削减了98.6%以上，符合GB 36600—2018建设用地土壤污染第二类用地筛选值要求。
（3）应用案例结果表明，处理后钻井固体废物中污染物浓度符合GB 36600—2018建设用地土壤污染第二类用地筛选值要求，浸出液中污染物浓度符合GB 8978—1996限值要求。与现有传统不分类处理技术相比较，一体化处理技术整体成本降低52%，具有较好的推广应用前景。
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图 1 苏里格气田不同井段钻井液体系组成
Figure 1. Composition of drilling fluid system in different well sections of Sulige Gas Field
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图 2 苏里格气田不同井段钻井废弃泥浆性能指标差异
Figure 2. Differences of performance indexes of drilling waste mud in different well sections of Sulige Gas Field
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图 4 高温氧化焚烧前后深层井段钻井固体废物石油烃浓度变化
Figure 4. Changes of petroleum hydrocarbons concentrations of drilling solid wastes in deep sections before and after high temperature oxidation incineration
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图 5 高温氧化焚烧处理前后钻井固体废物重金属浓度变化
Figure 5. Changes of heavy metal concentrations of drilling solid wastes before and after high temperature oxidation incineration treatment
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图 6 钻井固体废物分类与混合处理所用药剂成本对比
Figure 6. Cost comparison of agents used in classification and mixed treatment of drilling solid wastes
表 1 钻井固体废物样品的石油烃浓度及pH
Table 1 Petroleum hydrocarbons content and pH of drilling solid waste samples
钻井固体废物 样品编号 石油烃浓度/（mg/kg） pH 浅表层井段 1 828 9.41 2 952 9.50 3 536 9.47 4 738 9.62 5 822 9.45 深层井段 6 6 390 9.82 7 6 120 9.94 8 7 200 10.05 9 9 120 10.12 10 7 120 9.78 
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