【ECF 油气田化学品环保专题】油气田化学品、水处理及环保何去何从?



中国油田化学品技术落后全球先进技术10-20年，普及程度也较低，与国外同类型产品相比，品种和质量都存在一定差距，有些产品甚至完全依赖进口。鉴于国内广大的市场空间，全球净化设备领先厂家将自己的产品通过代理商销往国内市场。内资企业生产的产品无法与全球领先厂家生产的产品媲美，国内市场超过42%的份额被跨国品牌所占领。

油田污水处理的目的是去除水中的油、悬浮物以及其它有碍注水、易造成注水系统腐蚀、结垢的不利成分。各油田或区块的水质成分复杂、差异较大，处理后回注水的水质要求也不一样，因此处理工艺应有所选择。为了能合理地、经济地选择水处理工艺流程，应对各单项工艺或组合工艺的处理功能有所了解。我国油田污水处理回注的整体技术、工艺、管理水平低，不能及时引进、消化国际先进的技术与设备，没有借鉴国外先进的管理经验，这也是我国大部分油田污水处理回注站处理效率低、水质无法达标的主要原因之一。

相关资料显示，油田含油废弃物主要指油田开发过程中产生的废油基泥浆、钻屑、油坑油泥、原油污染土壤等，均属于HW08国家危险废弃物。这些危险废弃物一旦进入井场周边环境，将对土壤、水源等造成不可估量的负面影响。当前，常规的处理形式多为甩干法或化学固液分离法，处理后固相残渣的TPH值均在5%左右，后续还需采用焚烧等手段进行二次处理，不但无法进行油相资源的回收，还会对大气产生二次污染。

油田废弃物综合处理与生态化利用

一、中国油田化学品行业竞争分析

上游议价能力分析

油田化学品行业上游产业主要包括钢铁行业、仪器仪表行业、阀门行业和风机风扇等行业。

首先，上游行业尤其是钢铁行业多为大中型企业，企业规模和影响力要明显强于油田化学品企业，所以上游企业易通过向下游企业提高供货价格等方式来缓解其原材料价格上涨带来的压力；

其次，钢铁行业、仪器仪表行业、阀门行业和风机风扇等行业的下游应用行业较多，范围较广，而油田化学品行业的原材料供应仅占其产品的一小部分，因此上游行业可以通过销售渠道的转变来解决油田化学品行业需求带来的不利影响，上游行业对油田化学品行业的依赖程度较低；

最后，上游供应商原材料在很大程度上影响下游行业产品的品质，油田化学品行业对上游原材料品质的依赖程度较高。

综上所述，油田化学品行业针对上游行业的议价能力相对较弱。

下游议价能力分析

油田化学品行业主要应用下游包括冶金、石油、化工、汽车制造、电力、食品加工、制药等行业。对于油田化学品行业来说存在两点主要有利因素，即下游行业对油田化学品设备的依赖程度较高，因为油田化学品设备在很大程度上影响到下游产品的品质；下游行业产品的升级换代和品质的提高需要更为高端的油田化学品设备的支持。

但同时，不利因素相对较多：下游企业的规模较油田化学品企业的规模大的多，下游企业可以通过投资兼并等方式完善产业链，其向上整合的能力较强；下游企业具有更强的品牌效应和影响力；下游行业对于油田化学品设备可供选择的品牌、类型都较多，而且转换成本较低，因此对上游特定企业的依赖程度相对较低。

因此，油田化学品行业的下游议价能力也相对较弱。

新进入者威胁分析

我国油田化学品行业的国外潜在进入者威胁相对较大。因为国外先进企业凭借其技术、品质、管理经验以及自身较强的实力，纷纷通过投资建厂、授权代理等方式进入我国油田化学品行业。未来外资企业进驻中国、抢占市场的步伐仍将加快，对行业企业形成较大的威胁。

与此相反的是国内潜在进入者的威胁相对较小。首先从技术壁垒来看，油田化学品行业属于技术、资金密集型行业，行业设备尤其是高端设备的制造，需要较高的技术水平和较强的资金、人才储备做后盾；其次，从营销模式来看，油田化学品设备主要用以冶金、石油、化工、汽车制造等行业，营销合作关系较为稳定；最后从市场份额来看，三资企业占据了大部分高端市场份额，而中低端市场的主要份额也由行业内少数实力较强的领先企业所占据，因此新进入者在市场开拓方面存在较大的困难。所以，对于国内潜在进入者来说，克服以上三点困难需要雄厚的财力、人力等资源做基础。

行业竞争格局分析

目前国内压缩空气净化技术及应用水平与国外先进水平仍有较大差距，市场潜力颇大。由于洁净技术中融入众多高科技成份，单纯依靠自主开发和国产化，将拉大本已存在的距离，因此，国内已有数家净化器厂商采用引进技术，利用外资、进口关键零部件和自主开发，国产化相结合方式，组建独资、合资、合作型企业，以两个挂靠，即技术向国际水平挂靠，经营向国际市场挂靠，步入蓬勃发展的净化技术市场。此外，德、英、美、意、日等国的净化器制造厂商也纷纷进入中国市场。事实上，目前国内净化行业的竞争在相当程度上反映了国外著名净化器制造厂商在中国大陆市场的竞争。

中国油田化学品技术落后全球先进技术10-20年，普及程度也较低，与国外同类型产品相比，品种和质量都存在一定差距，有些产品甚至完全依赖进口。鉴于国内广大的市场空间，全球空气干燥净化设备领先厂家将自己的产品通过代理商销往国内市场。内资企业生产的产品无法与全球领先厂家生产的产品媲美，国内市场超过42%的份额被跨国品牌所占领。

二、油田钻井废弃物无害化处理技术在塔里木盆地油田井区的示范推广

钻井废弃泥浆是石油天然气工业的主要污染源之一，其废物成分较为复杂，主要含有大量的无机盐、高分子量的有机化合物及一些重金属离子（如汞、砷、Cd、铬、铅）等，若不加处理长期存储或掩埋，这些有害物质会对土壤、地表水、地下水造成污染，直接或间接影响人类生态环境。因此，钻井废弃泥浆处理是目前困扰油田的一大难题。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”（废物代码071－002－08）列入国家危险废物名录内。

本示范推广技术立足国情及新疆油气田发展现状，采用一套具有广泛适应性的钻井废弃泥浆处理方法及配套装置，通过“全过程控制与随钻处理”方式，实现油田钻井废弃泥浆处理减量化、无害化、资源化，从根本上化解废弃泥浆的污染风险，以保障油田开发的正常生产和油区的环境保护，达到油田钻井的清洁生产目的。

“油田钻井废弃物无害化处理技术”即“钻井废弃物不落地达标处理技术”成果属于引进技术，为“钻井废弃泥浆无害化治理技术”与“含油泥浆无害处理技术”的工业化应用装置，这两项技术已分别于2005－07月、 2007－01月通过中国石油化工股份有限公司科技开发部科学技术成果鉴定。

1 塔里木盆地油田井区概况 塔里木盆地位于新疆维吾尔自治区天山以南、欧亚大陆中部，是我国最大的含油气沉积盆地，总面积5600×104hm2。该盆地是一个在古生代地台基础上发展起来的中、新生代叠加型含油气盆地，受构造运动的影响，盆地烃源岩分布范围广，为油气贮藏提供了良好的烃源岩基础。塔里木盆地油田勘探开发作业区域遍及全盆地，从山前带到盆地腹部，从农区、戈壁到沙漠，从陆相中、新生界到海相古生界，分布广泛。主要产油层系为寒武系至奥陶系、石灰系至下二叠系和三叠系至侏罗系等，油田区块地质情况复杂，主要油气层埋藏为3600～7000m，所钻井多为深井和超深井，对于6000m以上的深井钻井，面临着高硫化氢、高压力、高风险的特殊性。目前，塔里木盆地油田区块中应用最为广泛的是水基泥浆，占到整个泥浆材料使用量的98%左右，主要泥浆体系材料为：膨润土－聚合物泥浆、聚合物－聚磺泥浆、磺化防塌泥浆三大体系；油基钻井泥浆通常用柴油或矿物油、石灰、加重材料、乳化剂等化学处理剂配制而成，因其成本较高，一般仅用于目的层，排放后大部分回收二次综合利用，外排量较少，适用于深井钻井。据现场调查，塔里木盆地油田井区钻井废物中主要污染物为各类重金属污染物、 COD等有机类污染物及盐类物质，因其含量较高，对环境危害较大，目前处置现状主要采用就地填埋、固化处理及异地集中处理方式。

2 国内外钻井废弃物处理技术现状

目前，国内外陆上钻井废弃泥浆处理采用的主要技术方法有：

①简单处理后直接排放：采用先自然沉降和机械脱水，再化学处理，达标后直接排放的方法。只适用于污染物环保要求低、在自然环境中易自然净化的废弃泥浆。

②注入安全地层或井眼环行空间：将废弃泥浆通过井眼注入地层或保留在井眼环形空间。此方法处理成本高，并且注入地层中或保留在井眼环形空间的废弃泥浆有可能污染地下水和油层，在美国和加拿大的应用受到严格限制。

③就地填埋处理：该方法虽处理成本低，但环境污染风险较大。

④泥浆转化水泥浆（MTC）技术：利用钻井液的降失水性和悬浮性，通过加入高炉水淬矿渣和其它外加剂，将废弃钻井泥浆转化为固井液。但其施工难度比较大，技术和设备要求较严格。

⑤固化处理：向废弃钻井泥浆中加入具有固结性能的固化剂，使其转化成类似混凝土的固化体，固结其内的有害成分。但固化处理费用较高，废弃物体积增加约0．5倍，占地面积大，且固化处理过程中需要使用破稳剂、助凝剂、固化剂，处理效果较复杂，环境污染风险依然较高。

⑥土地耕作法：将去除上部水层后的废弃泥浆直接撒到土壤表面，用土壤耕作机械将其与土壤混合，利用土壤自身的性能吸附、降解废弃泥浆中的有害污染物。该方法适用于采用无毒钻井液作业产生的废弃泥浆

⑦干燥焚烧法：采用特制的干燥或焚烧废弃泥浆。该方法仅适用于油基泥浆，处理成本高。

⑧异地集中处理：采用抽吸车将钻废泥浆运至指定地点集中处理。该方法仅适用于少量油基钻废泥浆，井场距离不可过远。其处置方式单井处理成本低，转运成本高，日后的管理与根本无害化治理费用不可预测。从上述方法比较来看，传统的处理方法基本上都存在一个经济效益与环境效益不能两全的问题，处理效果好的，成本太高；成本低的，环保要求又达不到要求。而诸如回注地层、土壤耕种此类的方法，环保效益确实好，但局限性太大，不可能普及推广。同时，上述方法对于泥浆体系都有一定的要求，并不适用于所有的钻后废弃泥浆处理；固化法目前之所以被广为采用，除了与其他传统方法相比在成本与效果上的平衡外，一个重要因素就在于对于各种废弃泥浆的广泛适用性，但该类方法占地面积大，处理成本高，环境风险依然较大。

3 主要处理技术工艺及设备 “油田钻井废弃物无害化处理技术”基本原理是将废弃泥浆经过稀释—絮凝—分离成三部分。主要技术特点是利用机械分离法去除废弃泥浆中的固相岩屑砂粒，采用化学絮凝处理，破除废弃泥浆的胶体状态，使固液分离，将泥浆中的化学有机成分析入水中，通过真空吸附和挤压脱水，固相物质制成泥饼排出，脱出水循环使用，完成固体物的减量化及水溶液水质达标。整个工艺流程分为三个单元。

第一单元：主要收集由钻井振动筛网下来的钻井废弃物，详见图1、图2、图3。

主要关键技术:

①采用复合絮凝、复合处理剂、助凝剂、辅料剂，破坏泥浆的胶体状态，使泥浆中的盐份和其它化学物质全部析出。

②通过复合絮凝、复合过滤、精密过滤、反渗透有机结合，有效去除泥浆中有害的化学物质。

③把复合絮凝、真空吸附( 离心分离) 、复合过滤、精密过滤、反渗透等工艺有机地结合在一起，对泥浆进行综合处理及资源回收利用。总体来看，该项技术与传统处理方式相比其优势在于: 成套设备撬装化、模块化，对钻井废弃物可进行随钻处理、全程控制，适用于所有的钻后废弃泥浆处理，处理后的泥饼和废水达标且可有效利用，解决了泥浆需要储泥池存储、固化占地面积大、废水无法实现资源化利用等问题。该处理装置为组装设备，主要由泥浆收集装置、加药装置、砂石分离装置、浓缩脱水装置、絮凝装置、真空吸附装置、复合过滤装置、精细过滤器、水处理两级反渗透装置等组成，并配套安装了先进的组合控制操作系统，处理泥浆能力为15 m3 /h ～ 25 m3 /h。用于脱干的真空带滤机滤布孔径大小随该井队外排泥浆振动筛筛网孔径大小的变化而变化。

4 无害化处理技术示范推广实施情况

4． 1 技术示范推广实施情况

按照“塔里木盆地油田区块”开钻计划，考虑到优先对环境敏感区的钻井井场废物进行处理的原则，结合当地环保部门及所属油田公司的要求，“塔里木盆地油田区块”所属的中石油塔里木油田分公司及中石化西北油田分公司自2012 年至2013 － 10 月先后在“塔里木盆地油田区块”中的库车－塔北油气区、轮南油田群、东河油田群、泛哈得逊油田群、塔中

油田群等油区34 个油田钻井安装运行了“油田钻井废弃物无害化处理装置”进行井场示范推广运用。推广运用井区有山前超深井区，也有农田与胡杨林井区及塔河附近井区，辐射轮南、牙哈、哈得、山前克拉

2、桑吉、迪那、东河、塔中、英买力等油气田。

2014 年中石油塔里木油田分公司与中石化西北油田分公司计划完成“塔里木盆地油田区块”50 眼钻井废弃物处理任务，标志着本项目技术市场推广全面展开。

4． 2 技术示范推广实施效果分析

为了顺利推进该项技术的示范推广运用，自2012 － 05 月起项目组在示范推广的34 个钻井中选择了11 眼具有代表性钻井( 即: 克深2 － 2 － 9 井、牙哈3 － 2 － 24 井、新垦101 井、YJ2 － 4 井、YJ1 － 4 井、牙哈23 － 2 － 24 井、金跃102 井、哈10 － 10 井、雅轮S3 － 8H 井、YJ1 － 5 井、YJ2 － 8 井) 及3 个混合泥浆处理油田井区( 即: 大宛齐油田、迪北油田与迪西油田) 进行了现场跟踪调查，并分别对每眼钻井不同深度内( 重点对污染较重的二开后期及三开钻井深度内) 产生的钻井废弃泥浆处理后泥饼、废水进行采样

分析，同时参照中石油塔里木油田分公司与中石化西北油田分公司对25 眼钻井的抽样监测统计数据，对示范推广技术实施效果进行了适用性评估。

结果表明:该项技术实用性强，能适应不同泥浆体系的处理，包括深层钻井所面临的高硫化氢、高压力、高风险的特殊泥浆体系及塔里木盆地油田区块山前地区复杂的泥浆处理，装置均可随时根据排浆量的大小全程随钻处理外排废浆和废水，现场生产连续、稳定。对于地层盐类组分含量极高的情况下，采用该项技术处理，对于聚合物体系、聚磺体系及磺化防塌体系的钻井液均能显示出良好的处理效果，盐类组份也可得到有效去除，随钻处理出的钻井废水及泥饼浸出液( 即水浸、酸浸条件下) 中各类重金属、石油类等污染物均可达到《污水综合排放标准》( GB8978—1996) 中二级标准及国家《危险废物鉴别－浸出毒性标准》( GB5085． 3 － 2007) 要求，有效减小了环境污染风险，其装置处理适用于塔里木油田区块水基泥浆和油基泥浆的处理。

从减量化、资源化方面来看，由于钻井泥浆处理后产生的固态物质泥饼量减少约60%，且随钻处理的_泥饼浸出液达标，不需修建岩屑池及堆放场，也不需修建专门的泥浆池对泥浆进行固化填埋，有效减小了钻井废物的环境污染隐患，既节约了土地资源，也节约了泥浆池的修建费用。对于随钻处理的达标废水在钻井过程中约95%被井场及装置自身用水所消耗，在塔里木盆地油田地区水资源较为匮乏的情况下，具有节能减排的效果。

根据目前油田已示范运用的34 套“无害化处理”装置处理效果、运行成本情况，并结合国内、疆内各油田钻井处理费用对比调查结果来看，使用该项处理技术装置处理成本约130 ～ 150 元/m3，折单井处理费用约50 ～ 70 万元，低于以往采用的固化处理费用( 约430 元/m3 ) 。以示范推广的34 眼钻井处理成本计，油田较以往处置方式节约开支总额约1 000 万元以上，规模化推广前景广阔。

从社会效益来看，该项技术的推广，除了给当地贡献税收，同时为当地人民提供了工作岗位。以塔里木盆地油田为例，每个队增加6 人定员，34 个钻井队至少增加200 多个工作岗位; 同时间接地带动了地方相关产业发展，促进了地方经济发展，社会效益显著。

5 结论

根据“油田钻井废弃物无害化处理技术”的基本原理及技术特点，在借鉴国内、疆内对采用该项技术的现场适用性实验研究的基础上，针对废弃钻井泥浆成分复杂，重金属类污染物及盐份组分含量高的特点，示范推广运用钻井现场实验验证结果表明，该项处理工艺的环境、经济、技术可行，转变了以前只注重“末端治理”的观念，在钻井的“源头和全过程”中，随钻随处理随回用，减少了资源浪费，改变了以往末端治理变得难以处理的被动局面，实现

了同步收集、同步分离、同步循环使用、同步无害化与资源化的技术集成和应用推广，达到了油田钻井清洁化生产的目的。

【ECF 2015相关专题】第5届ECF油气田化学品、水处理及环保博览会

【会议、展览背景】

油田化学品作为贯穿石油生产全过程的重要产品，作为精细化工的一个领域，被列为今后我国化学工业的发展重点之一。其应用遍及石油勘探、钻采、集输和注水等所有工艺过程，对增加原油产量、提高采收率起到至关重要的作用。增长潜力极大，前景广阔。

随着我国油田钻井技术和钻井液处理剂技术的发展，对油田化学品的需求日益增多。中国油田化学品门户尽管起步较晚，但后期发展十分迅猛。

2013年前全球油田化学品需求将以年均 4.4%的速度快速增长，2013年全球市场规模达到107亿美元。油田化学品需求的增长动力主要来自于油井刺激和提高石油采收率，这两大领域对化学品的需求分别将以年均10.7%和 7.4%的速度快速增长；由此可见全球油田化学品市场需求正在强劲增长。

而根据2014年发布的《全国土壤污染状况调查公报》，中国土壤环境状况总体不容乐观，全国土壤污染超标率达16.1%，油气、矿业废弃地土壤环境问题尤为突出。环保部除了在新《环境保护法》中增加了土壤修复的内容外，日前又公布了新的《土壤环境质量标准（征求意见稿）》，《土壤污染防治行动计划》（简称“土十条”）的制定实施也被提上日程。

在全球范围水资源短缺的加剧，以及当下人们尤其是中国对环境的重视，油田化学品市场规模不断扩大也带来了新的环境问题，油田污水处理后回用重视度也逐年提高。油田化学品的关联市场也随之壮大，如何将采油过程中产生的污水变废为宝，处理后用于饮用或灌溉，具有十分重要的现实意义。

本次活动，在原油暴跌的背景下探讨本土以及跨国企业的采购框架的变化以及最前瞻的采购战略。分享供应链管理的真知灼见、解决案例及采购经验、订单计划和采购需求，探讨在原油看跌和消费缩减的情况下，如何通过优化供应链管理提升投资回报和利润，抓住新的机遇。

ECF2015-【油气田化学品，水处理及环保博览会 & 峰会介绍】

峰会：

ECF2015页岩气峰会是亚太地区规模最大的页岩气专题会议，由超过300名来自30余个国家及地区的政府、机构、企业等专家高管参加，重点关注油气田化学品、水处理及环保市场现状及新环境下的应对与趋势。

中国对环境的诉求达到前所未有的高度，油气田开发过程中，废液处理等环境问题也一直被诟病，如何能够将危害降到最低？标准是什么？什么样的技术能达到要求？……油田化学品作为外生性源头该如何控制标准，使处理成本最低，对环境危害最小？……峰会将邀业内专家共聚一堂，探讨解决之道。

暂定议题如下：

展览：

ECF2015油气田化学品，水处理及环保博览会将结合同期展览天然气储运及运用；地质勘探、开采；油服、工程与技术设备；海洋工程几大主题，搭建全面、前沿、开放的采购合作交流及信息采集平台。

聚焦产业链，汇集国内外油服，油田业主，产品技术服务供应商，各取所需，互利共赢。配合小型研讨会及培训课程，由ECF与合作机构、展商提供的，更有针对性的行业发展及技术装备介绍，是企业能够找到问题的答案，解决发展的困惑。

【活动亮点】

【上届回顾】

回顾去年活动盛况：ECF2014吸引了来自近27个国家，358名参会代表，108个展商，超过6000名专业观众。

ECF2015预计将由超过30个国家，500名参会代表，200个展商，超过10,000名专业观众,展览面积超过12,000平方米。以及来自北美，欧洲，韩国，东南亚的采购团。

【全方位宣传】

粉丝近万人的自有媒体，社交账号等；发挥新媒体的快速，广域传播。

10余家行业协会，覆盖国内行业内企业；

近10家国外能源协会组织，覆盖国外行业精英企业。

80余家合作媒体，全时段无休宣传。

【展品范围】

钻井液用化学剂：降滤失剂、增粘剂、乳化剂、页岩抑制剂、堵漏剂、钻井液缓蚀剂、表面活性剂、润滑剂、杀菌剂、消泡剂、絮凝剂、除钙剂、PH值控制剂、解卡剂、温度稳定剂、发泡剂、分散剂;

钻井水泥外加剂：促凝剂、缓凝剂、消泡剂、减阻剂、降滤失剂、防气窜剂、减轻外摻料、增强剂、加重剂、防气窜剂;

采油用剂：稠化剂、交联剂、支撑剂、破胶剂、降滤失剂、减阻剂、温度稳定剂、助排剂、杀菌剂、防蜡剂、防砂用剂、除垢与防垢剂、粘土稳定剂、金属缓蚀剂、絮凝剂、阻垢分散剂、杀菌灭藻剂、注蒸汽用化学剂、酸化用剂、稳砂用剂、示踪剂;

提高采油率化学剂：碱驱用剂、助表面活性剂、高温起泡剂、混溶剂、温度控制剂、牺牲剂、稠化剂、薄膜扩展剂、解堵剂、C8防水伤害驱油增产剂;

集输用油田助剂：破乳剂、降凝剂、清蜡剂、防蜡剂、缓蚀剂、生物酶清防蜡剂、水合物抑制剂、原油消泡剂;

油田污水用化学剂：絮凝剂、缓蚀剂、防垢剂、杀菌剂、浮选剂、除氧剂、清洁压裂液;

油田化学新领域：纳米增注、微生物--驱油、清防蜡。水处理用剂、生物酶---解堵、清防蜡、分子膜驱油增注;

压裂支撑剂：覆膜支撑剂、石英砂支撑剂、超低密度镀膜支撑剂、软粘结防沙支撑剂压裂防返吐支撑剂、混合搅拌设备、控制系统及软件、石油支撑剂设备等其它相关产品;

油田水处理技术及试剂：无机高分子混凝剂、有机混凝剂、横向流含油污水除油器、光催化氧化技术、电絮凝技术、微波能技术、超声波技术、生物处理技术、膜分离技术.

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