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低渗透油气田开发水资源保障与水污染治理的领航者

  • 发布时间:2015-06-11 01:31:18  来源:科技日报  作者:佚名  责任编辑:罗伯特

  主要完成单位:西安建筑科技大学、中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司、西安工程大学

  主要完成人:金鹏康 周立辉 王晓昌 毛怀新 聂麦茜 朱国君 孙先锋 陈荣 曾亚勤 李向阳 赵敏

  日前笔者获悉,西安建筑科技大学联合中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司、西安工程大学完成的“黄土塬区油气田废弃钻井液安全处置与水再生利用关键技术装备开发及应用”荣获陕西省科学技术一等奖,该项目技术应用于西北黄土塬区石油资源开发中的环境治理与水再生利用,以及供水保障和环境改善,完成了一系列工程技术的集成创新,解决了制约采油作业效率的瓶颈问题,实现了技术装备化。

  获奖团队是陕西省近年来创立的100个重点科技领域创新团队之一,也是国内最优秀的污水处理与资源化利用团队之一。团队近年来完成了多项国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金面上项目以及青年项目,承担并完成了多项国家重大水专项、国家科技支撑计划、国家863科技攻关的课题研究,牵头建设了陕西省污水处理与资源化利用工程技术研究中心、陕西省国际合作交流中心,承担了大量标志性水污染治理与水环境改善研究和咨询项目,在行业内有较高影响力。

  团队带头人金鹏康教授,近年来针对西北地区水污染治理问题,致力于理论与技术研究,主持国家科技支撑计划、国家自然科学基金、国家重大水专项等8项国家级课题研究,在强化混凝和物化—生化组合水处理技术领域完成一系列技术创新,出版著作3部,发表论文100余篇,授权国家发明专利12项,并应用于黄土塬区油气开发中的水污染治理、印染废水处理与循环利用、滇池和渭河流域污水厂升级改造、城镇污水再生回用等一大批实际工程,取得显著的经济效益和环境社会效益。研究与应用成果获国家科技进步二等奖1项、陕西省科学技术一等奖3项、二等奖2项、国际水协会全球项目创新奖1项。

  随着我国石油天然气工业的发展,钻井数量日益增多,废弃钻井液量也相应增大。与此而来的显著问题是区域环境污染越来越严重,这对于地处黄土塬区生态脆弱区域的中石油长庆油田公司、陕西延长石油公司来说,生态与环境问题尤为突出。在我国环境治理目标和力度逐渐加强的氛围下,废弃钻井液的污染治理与生态环境安全问题严重困扰我国石油天然气产量与企业的持续发展。另一方面黄土塬区具有干旱半干旱的生态特征,水资源极其匮乏,制约着油气田开采作业的效率。水资源的有效保障直接决定着油气田产建速度,决定着油气产量输出。因此,在污染治理的同时将废弃钻井液中的宝贵水资源再生利用,对于油气田开发具有重要的经济效益和社会环境效益。

  对此,在团队带头人的缜密规划及统一部署下,项目组对油气田废弃钻井液的生态安全与处置进行了系统研究,开展了为期7年的科研攻关,并结合实际工程进行了深入细致的理论分析和应用研究,取得了多项重要创新成果:(1)针对废弃钻井液的污染物组分和分布特点,完成了多相稳定胶体体系的破胶脱稳与强化分离、有机物高效转化与去除、重金属回收与钝化等一系列技术原理创新,建立了多重物化处理与生物工程组合的技术路线;(2)针对多相稳定胶体脱稳和含固率高达25%悬浊质的泥水分离,发明了无机盐复合破胶和快速脱稳及强化分离技术;(3)针对泥相中长链石油烃和苯类有机物的分解,发明了专性外源菌—优势土著菌协同生物工程体系构建技术以及液相中残余有机物的化学转化与分离相结合的化学—物化组合技术;(4)针对重金属污染的控制,发明了基于化学螯合的重金属富集与毒性钝化技术;(5)根据长庆油气田的生产需求,完成了专利技术的工程转化,开发了废弃钻井液强化分离与水资源化利用成套设备,研制3个规格的随钻并行生产设备共26套,分散式井场固定式集中处理设备共12套。项目的技术发明和装备研发成果应用于陕西、甘肃、宁夏、内蒙古4省区7个区块4500多个油气开发井场,实现了废弃钻井液的安全处置、处理水再生利用以及土地资源再次利用,处理综合能耗为2.85KW/m3,水资源回收率达到60%,为黄土塬区油气田提供了大型丛式井场随钻并行资源循环利用和分散式井场集中资源循环两种工程模式。本项目授权国家发明专利5项,公开发明专利申请7项,制定企业技术规范1项,发表相关SCI论文20篇,最高影响因子9.65,他引132次。

  项目研究的技术成果,实现了钻井废弃液的就地浓缩减量和重金属固定,分离水提供井场环境用水,浓缩污泥用于土地恢复与复耕,根治了废弃钻井液传统的水泥固化法处理操作所造成的的油气田井场大量用地荒废的问题。与此同时,通过再生水补充钻井用水带来了油气田产能建设规模的大幅扩大和产值的提升,推动了石油天然气行业的绿色技术进步。(高飞)

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