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摘要：近年来，我国环保钻井液的研究和应用在环境保护和经济方面取得了显著的成就。但是，我国目前还没有统一的钻井液技术标准，这限制了钻井液的进一步应用。为了从源头上保护环境，对国内外现行的污水和废弃物排放标准进行了大量的调查研究，制定了钻井液环保性能评价标准，限制了钻井液中有害成分的使用。为此，本文针对钻井液环保性能标准的现状与对策进行了探讨。
关键词：钻井液；环保性能；评价标准
引言
近年来，随着油气钻探技术的不断进步及人类对生态环境保护问题的密切关注，石油钻井过程中对环保型钻井液的需要日益迫切。环保型钻井液不仅需要具备传统钻井液的钻进润滑、稳定井壁及保护储层等基础功能，还需要满足环境友好要求。
1国家标准
国家标准是由国务院环境保护主管行政机关批准颁布的，并在全国范围内或特定区域内适用，如适用于全国范围的《地表水环境质量标准》；地方标准是由省、自治区、直辖市人民政府批准颁布的，在特定行政区适用，如适用于上海市范围的《上海市污水综合排放标准》；目前我国允许一些工业门类不执行国家污水综合排放标准，可执行相应的行业标准，如在石油天然气行业的海洋石油开发工执行的《海洋石油开发工业含油污水排放标准》（已被《海洋石油勘探开发污染物排放浓度限值》取代），石油化学工业执行的《石油化学工业污染物排放标准》。这里的石油化学工业指以石油和天然气为原材料，生产石油相关产品和石油化工相关产品的工业。
2行业标准
国内石油行业分别在海洋石油和陆地石油两个方面制定了相关环境保护标准。由于海洋石油的环境特殊性，标准主要参考陆地石油标准。其中中国石油集团公司负责制定了《水溶性油田化学剂环境保护技术要求》和《水溶性油田化学剂环境保护技术评价方法》2个行业标准，规定了油气田使用的水溶性油田化学剂中生物毒性、生物降解性和重金属含量3项环境保护技术要求和评价方法。目前这2项标准被作为环保钻井液的主要参考标准，但该标准适用对象是化学单剂，而钻井液包括液相、固相和各种化学处理剂，是一种溶胶悬浮体混合体系，严格意义上并不适用于该标准。
3存在问题
国家排放标准作为综合标准，排放要求严格，控制指标种类多。同类型标准只针对于石油工业出口端——废弃物，或针对于化学单剂进行限值规定，而钻井液是由黏土、水（或者油）以及各种化学添加剂组成的一种混合体系，没有从源头上针对其环保性能进行规范，缺少适用的行业标准。
4实验部分
4.1材料
质量分数为98%的氯化钠（NaCl）、质量分数为95%的氢氧化钠（NaOH）、硫酸钙（CaSO4）、包被剂（IDH-32）、无荧光润滑剂（FDL-2）、降滤失剂（NFG-28和HJK）、聚合物PE以及实验室自制的蒸馏水和泥土基浆。
4.2仪器
高温高压滤失仪（GGS42-2A型）、双数显黏滞系数测量仪（NZ-3A型）、极压润滑仪（EP-B型）、化学耗氧量COD测定仪（GDYS-101SQ型）、便携式数字测氧仪（KY-200型）、生物发光光度计（GDJ-2型）、直读式黏度计（Fann-35型）、磁力加热搅拌器（CIAA78-1型）、数显高速搅拌器、微量注射器、干燥箱以及电子天平等。
4.3方法及流程
（1）添加剂选取：基于现场数据及相关资料，本实验针对性地选出了IDH-32、FDL-2、NFG-28、HJK及聚合物PE等5种具有代表性的钻井液添加剂。依据实验筛选和研制原则对环保型钻井液进行配制。（2）性能评价：首先对钻井液体系的抑制性及润滑性进行实验评价，通过测量岩心的渗透率变化及恢复来评价其对油层的保护性能，结合化学方法评估其对环境污染性及抗污染能力，并对各个实验结果进行汇总收集。（3）毒性测定：结合主流BOD/COD法及细菌测试法评定不同添加剂的生物毒性，进而通过菌体发光强度对其生物毒性进行判定分级，具体分级标准参考相关文献。
5环保型钻井液整体性能分析
对所配制的环保型钻井液和聚磺钻井液体系的抑制性能进行了评价分析。结果显示，前者的岩屑回收率超过80%，而后者则仅为59%，即环保型钻井液体系具有良好的抑制能力。其次，环保型钻井液体系的PE浊点为62℃，可以有效堵住泥饼孔隙，同时降低其表面张力，进而与盐水体系可以协同阻碍储层中黏土矿物发生膨胀。通过比较不同钻井液的岩心渗透率恢复结果可以发现，环保型钻井液的渗透率恢复值高达78.5%，相应地岩心渗透率的恢复也保持较高值，而聚合物钻井液则仅为53.6%，表明前者的表现明显更胜一筹。在实验过程中，计算钻井液侵入深度采取的方法是岩心切割，计算结果表明环保型钻井液所侵入的深度是比较小的，这个结果从侧面也证实了环保型钻井液对于油层的保护作用要更加明显。在实验中还进行了钻井液体系的环境效应评价，结果表明环保型钻井液的毒性十分微弱，无论是在化学效应还是生物效应方面，同时生物降解性能表现得比较良好，不会对生态环境造成长期或难以接受的负担。分别向环保型钻井液中添加了不同质量分数的基浆、氯化钠及硫酸钙以评价其性能。在评价环保型钻井液的抗盐侵、抗钙和抗土侵能力的结果中可以看出，钻井液在这3个指标上表现良好。
6钻井液环保生物降解性
生物降解性是有机物质被土壤、天然水体或废水处理系统中的微生物通过生物代谢作用进行破坏或分解，转化为简单无机物（矿化作用）的可能性。相对于化学降解来说，生物降解不会产生许多有毒或有害物质，对环境具有积极作用。生物降解性一直以来都作为水质污染控制的重要指标之一，这里也作为考察钻井液对周围环境长期影响的指标之一。目前国际上评定有机物生物降解性的方法很多，主要有BOD/COD比值评定方法（包含BOD5/CODcr的比值评定法、BOD/TROD的比值评定法、TOC和TOD的评定法、三角瓶静培养筛选技术评定方法）、生化呼吸线评定方法、利用脱氢酶活性的测定和三磷酸腺普（ATP）量的测定、目标物浓度变化等方法来评价生物降解性。英国、澳大利亚等国均推荐采用OECD和ISO系列标准对钻井废物的生物降解性进行评价。OECD和ISO系列标准的生物降解性的可信度高，但这些方法均存在耗时长（28~77d）、操作繁琐、成本高等缺点。国内外比较认可BOD5/CODcr评价生物降解性，比值越大越容易生物降解，由于一般环保监测单位均有条件检测BOD5/CODcr，因此有利于标准的实施。选用BOD5/CODcr的比值法可以作为钻井液中有机物生物降解性的判断。
结束语
综上所述，由于钻井液具有较强的地域性，在不同地理环境中的环境保护要求并不完全相同，推荐标准可根据所处环境法规变化而变化，即当地环境保护要求提高时，标准也相应提高。
参考文献：
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