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页岩气钻井岩屑的建材资源化利用综述(2)
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摘要：3)制备混凝土。Ehsan Mostavi,Somay Asadi,Elumeme Ugochukwu[10]利用水基钻屑替代部分水泥制备混凝土并进行了试验。结果表明，钻屑单独替代5%、10%、15%和20%的水泥时
3)制备混凝土。Ehsan Mostavi,Somay Asadi,Elumeme Ugochukwu[10]利用水基钻屑替代部分水泥制备混凝土并进行了试验。结果表明，钻屑单独替代5%、10%、15%和20%的水泥时，所制备的混凝土抗压强度均有所下降，但当钻屑替代20%的水泥，并外掺一定比例(5%、7.5%)的硅灰时，所制备的混凝土抗压强度有所上升，最高可上升40%。Maziar Foroutan,Marwa M.Hassan,Natalie Desrosiers[11]研究了水基钻屑替代部分细骨料制备混凝土的可行性，其试验结果显示：当钻屑替代20%细骨料后，其混凝土产品的抗压强度均未出现大幅下降。由此可见，水基钻屑制备混凝土，在技术上也是可行的。
4)制备水泥。罗宁[12]对某气场的钻屑进行高温焚烧后，其产物可以作为水泥掺合料使用，同时不会对环境造成二次污染，制备的水泥满足质量标准要求。此研究证明了水基钻屑作为水泥掺合料的可行性，但水基钻屑的焚烧产物作为水泥掺合料的用量不大，利用率也不高，焚烧后的钻屑作为水泥掺和料的利用方式是否符合环保、高效处理的基本要求，有待进一步探究。梅绪东、王朝强、徐烽淋等[1]认为，水基岩屑可替代部分水泥生料，但利用前应进行随钻预处理。处理后的干渣根据《水泥生料成分分析标准样品》的要求进行检测，满足标准后方可磨料并进入回转窑与水泥生料一并煅烧，且回转窑的高温环境可使水基钻屑中的有害组分无害化，实现水基钻屑的资源化利用。
2.3 油基钻井岩屑的建材资源化利用
油基钻井液因其性能上的优势而被广泛应用于页岩气钻井的造斜段和水平段钻进。使用油基钻井液会产生大量的含油钻井岩屑，平均每钻进100 m将会产生30～50 t油基钻屑，使用油基钻井液完钻一口井，会产生500～1 000 t油基钻屑。
油基钻屑中的主要污染物成分包括有机物、无机盐、重金属和油类，见表1。
表1 油基钻屑污染物成分来源及危害成分来源危害有机物造浆材料、降滤失剂、增粘剂、乳化剂、页岩抑制剂、降粘剂、润滑剂、杀菌剂、消泡剂、抗温剂、堵漏剂等 16大类降解性较差,渗入地表或地下水,造成局部水体污染重金属Pb、Cu、Ni、Hg、As、Cr等重金属以可溶态和离子交换态、吸附态、络合态、碳酸盐态和残渣态多种形态存在于油基钻屑中渗入地表,造成局部水体污染。若进入土壤后被植物吸收,并通过食物链进入人体,会对人体健康造成危害油类油基钻屑泥浆一般为油包水乳化泥浆。基础油一般使用柴油或煤油,占泥浆的60%～70%,油基钻屑中油含量较高油类渗入土壤中,并长期滞留,改变土壤结构、抑制植物发芽、抑制土壤中微生物的生长并降低土壤的湿润性
一方面，油基钻屑(见图1)中的污染物若得不到妥善处理将会对环境造成极大危害；另一方面，油基钻屑又蕴含着大量的资源，将油类有效回收重复利用以及将钻屑进行资源化利用，将形成可观的环境效益和经济效益。
图1 油基钻屑
在2016年《环保法》中，油基钻屑已被列入《国家危险废物目录》，属于天然原油和天然气开采“废弃钻井液处理产生的污泥”，废物类别为HW08废矿物油，废物代码为071-002-08。因此，对油基钻屑进行建材资源化利用，是一项有挑战、有意义、有前景的课题。目前国内外对于油基钻屑的建材资源化利用主要有以下方式。
1)制备免烧砖。郭栋、卫青松、窦勤光等[13]对某油田的油基钻屑进行研究发现，处理后的油基钻屑中重金属满足农用污泥的污染控制标准，也可作为建筑用砖的生产原料使用，所制备的免烧砖满足《混凝土路面砖》(JC/T 446—2000)中规定的抗压强度指标要求。杨志刚、刘立、魏彦林[14]对某油田的油基钻屑采用压滤、热洗和离心处理后可以很好地进行油水分离，分离出的残渣加入水泥和砂，所制备的免烧砖抗压强度可达121.1 MPa，浸出液中的COD为87.3 mg/L。满足相关规范要求。
2)制备烧结砖。油基钻屑的含油量会直接影响烧结砖成品的性能，因此，应采取一定技术手段控制油基钻屑的含油量。在此基础上，Li Xiangguo,Lv Yang,Ma Baoguo[15]以一定比例的油基钻屑和黏土进行配比，加入适量的掺和料，在一定温度(950 ℃～1050 ℃)下煅烧，所制备的烧结砖的吸水率、干缩值、抗压强度等性能指标均满足相关标准，其浸出液中的重金属含量也满足相关要求。
3)制备混凝土,N.Ali,[16]利用油基钻屑作为骨料制备沥青混凝土，研究结果显示：20%的钻井岩屑可用骨料生产沥青混凝土，成品的马歇尔稳定性、流动性、渗透性和弹性模量等均没有任何变化。
文章来源：《四川建材》 网址: http://www.scjczz.cn/qikandaodu/2021/0709/1843.html
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