油气田钻井岩屑资源化适用标准分析

蒋继辉，姚坚，李军

（1.长庆油田分公司油气工艺研究院，陕西 西安 710018；
2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西 西安 710018；
3.长庆油田分公司第三采气厂，内蒙古 鄂尔多斯 0170041）

钻井岩屑是油气田企业在井筒建设过程中产生的固体废物，其主要成分受控于地层组成，并且在产出的过程中不可避免地会受到地层流体及钻井液的浸入，如果处理处置不当，可能会具有一定的环境风险。资源化作为固体废物有效的处置方式，既保护了环境，又避免了资源浪费，多年来一直得到国家及地方政府的要求和鼓励。然而，由于适用标准存在一定的争议，钻井岩屑资源化工作一直未取得较大的进展。

国内油气储层以沉积岩为主，钻井岩屑主要由石英、长石、方解石、白云石、高岭石及蒙脱石等矿物组成，化学成分基本为SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Na2O、P2O5、K2O、Fe2O3等（表1、表2），经过固液分离处理后，含水率一般小于60%，与天然砂土基本一致。根据2021年12月生态环境部发布的《危险废物排除管理清单（2021年版）》（公告2021年第66 号），废弃水基钻井泥浆及岩屑属于一般工业固体废物，环境风险总体可控。

表1 碎屑岩钻井岩屑主要化学成分%

表2 碳酸盐岩钻井岩屑主要化学成分%

根据钻井岩屑的基本特征及资源化产物的实际需求，资源化方式主要以建材利用为主[1-3]，其中油气田企业内部以铺垫井场及油区道路路基为主，油气田外部以制砖为主，也可以用作水泥原材料。目前，川渝地区油气田产生的钻井岩屑通常是交由具有相关资质的砖厂制作烧结砖[4-10]，或交由具有相关资质的水泥厂进行水泥窑协同处置；
新疆地区油气田钻井岩屑满足DB 65/T 3997《油气田钻井固体废物综合利用污染控制要求》后用于铺设井场、油区道路；
其他油气田钻井岩屑资源化基本处于技术评估或现场试验阶段，尚未大规模推广。

钻井岩屑资源化工作既要确保资源化产物的环境安全性及产品性能，又要确保资源化过程的环境安全性。因此，笔者认为，钻井岩屑资源化适用标准应包括资源化产品要求、资源化技术要求以及资源化过程环境保护要求3 个方面。其中，资源化产品要求包括环保和质量两个方面，资源化技术要求包括产品污染物控制技术和产品质量控制技术两个方面，资源化过程环境保护要求主要包括污染物排放及废物处理处置等方面。

前已述及，钻井岩屑资源化方式主要以建材利用为主，可做为路基填料、砖和水泥的生产原料。由于钻井岩屑是来源于石油天然气行业的固体废物，在建材行业和公路工程行业进行资源化利用，因此，在没有相关地方标准可依据的情况下，其资源化利用工作需要依据3 个领域的标准，即建材/公路工程行业、石油天然气行业和国家相关环境保护标准。其中，资源化产品要求涉及产品质量控制技术要求的选择适用的建材/公路工程行业标准，涉及产品环保要求的选择适用的国家相关环境保护标准或行业标准；
资源化技术要求方面，产品质量控制技术应以建材/公路工程行业标准为主，产品污染物控制技术应依据国家相关环境保护标准或石油天然气行业标准；
资源化过程的污染控制要求应严格执行国家相关环境保护标准及石油天然气行业标准。

目前，钻井岩屑资源化可依据的现行标准主要有国家标准GB 30485《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》、GB 30760《水泥窑协同处置固体废物技术规范》、GB/T 41015《固体废物玻璃化处理产物技术要求》、GB 6566《建筑材料放射性核素限量》、GB/T 5101《烧结普通砖》及GB/T 21372《硅酸盐水泥熟料》等，国家环境保护标准HJ 1091《固体废物再生利用污染防治技术导则》、HJ 662《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》等，石油天然行业相关标准SY/T 7298《陆上石油天然气开采钻井废物处置污染控制技术要求》、SY/T 7301《陆上石油天然气开采含油污泥资源化综合利用及污染控制技术要求》、SY/T 7482《非常规油气开采污染控制技术规范》及SY/T 7466《陆上石油天然气开采水基钻井废弃物处理处置及资源化利用技术规范》等，建材行业标准JC/T 422《非烧结垃圾尾矿砖》，公路工程行业标准JTG D30《公路路基设计规范》、JTG/T 3610《公路路基施工技术规范》等（表3）。

表3 钻井岩屑资源化相关标准

基于目前的标准现状，结合适用标准选取的基本原则，笔者对钻井岩屑资源化适用标准进行了分析。

5.1 路基填料

根据GB 34330《固体废物鉴别标准 通则》“5.1 a）”要求，钻井岩屑直接做为路基填料，或者进行改良后做为路基填料，仍然作为固体废物管理。由于路基填料不属于产品，因此钻井岩屑生产的路基填料质量应满足JTG D30《公路路基设计规范》、JTG/T 3610《公路路基施工技术规范》中对于路基填料的相关要求；
按照HJ 1091《固体废物再生利用污染防治技术导则》：“1 适用范围：本标准为固体废物再生利用过程污染防治的通用技术要求；
有特定固体废物再生利用专用标准的，执行专用标准”的要求，钻井岩屑生产的路基填料环保指标应满足SY/T 7482《非常规油气开采污染控制技术规范》、SY/T 7466《陆上石油天然气开采水基钻井废弃物处理处置及资源化利用技术规范》：“浸出液应满足GB 8978《污水综合排放标准》中的一级标准”的相关要求。钻井岩屑生产路基填料质量控制技术应参照公路工程行业标准JTG D30《公路路基设计规范》、JTG/T 3610《公路路基施工技术规范》及JTJ 057《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》等，路基填料污染物控制技术应参照相关环境保护标准HJ 1091《固体废物再生利用污染防治技术导则》和HJ 2035《固体废物处理处置工程技术导则》。

5.2 制砖材料

根据GB 34330《固体废物鉴别标准 通则》：“5.2制砖材料”要求，利用钻井岩屑生产的砖可以不作为固体废物管理，按照相应的产品管理，但产品需满足相关标准，即产品质量应满足GB/T 5101《烧结普通砖》、GB/T 13545《烧结空心砖和空心砌块》、JC/T 422《非烧结垃圾尾矿砖》等，产品环保要求应满足SY/T 7482《非常规油气开采污染控制技术规范》、SY/T 7466《陆上石油天然气开采水基钻井废弃物处理处置及资源化利用技术规范》：“浸出液应满足GB 8978《污水综合排放标准》中的一级标准”的相关要求。钻井岩屑生产免烧砖或烧结砖产品质量控制技术应参照GB 50701《烧结砖瓦工厂设计规范》，产品污染物控制技术应参照国家环境保护标准HJ 1091《固体废物再生利用污染防治技术导则》和HJ 2035《固体废物处理处置工程技术导则》。钻井岩屑制砖过程环境保护要求应满足GB 29620《砖瓦工业大气污染物排放标准》和GB 50701《烧结砖瓦工厂设计规范》。

5.3 水泥熟料生产原料

如“5.2 制砖材料”所述，利用钻井岩屑生产的水泥熟料可以按照相应的产品管理，产品质量应满足GB/T 21372《硅酸盐水泥熟料》，环保要求应满足GB 30760《水泥窑协同处置固体废物技术规范》。钻井岩屑生产水泥熟料产品质量控制技术应参照GB 30760《水泥窑协同处置固体废物技术规范》，产品污染物控制技术应参照国家环境保护标准HJ 1091《固体废物再生利用污染防治技术导则》和HJ 2035《固体废物处理处置工程技术导则》。钻井岩屑生产水泥熟料过程环境保护要求应满足GB 30485《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》和HJ 662《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》。

上述钻井岩屑资源化适用标准是在当前技术经济条件下，基于固体废物处理处置现状及监管要求，对相关现行标准的分析总结，旨在为油气田企业钻井岩屑的有效处置提供一定的参考。在实际应用过程中可能还存在着一些问题，例如钻井岩屑资源化产物的环境安全性应该体现在原材料、产品本身还是产品的最终用途上，资源化产物环保标准的合理性，相关处理技术或生产工艺能否满足钻井岩屑污染物的控制要求及资源化产品的质量要求等，这些问题均有待于进一步探讨。