Page 161 - 石油工程与地质勘探技术

第五章 油气开采工程

我国钻屑产生量大且性质复杂，生物处理周期长，且细菌生长条件苛刻，研发高
效、选择性低、适应性强的石油降解菌仍是推广该技术亟需攻克的难题。
热处理技术。热处理技术是指在高温条件下，通过燃烧、热解和蒸发等物理

化学过程，去除钻屑中的油类及其他有机物。根据温度不同，热处理技术可分为
焚烧技术（600 ～ 1000℃）、高温热解吸技术（360 ～ 600℃）和低温热解吸技
术（100 ～ 350℃）。焚烧技术适宜处置热值为 8000 ～ 9000kJ/kg 的油基钻屑，
具有反应迅速和处理彻底的优点，先后经 300℃热解吸与 850℃焚烧处理的钻屑

多环芳烃与石油烃去除率分别为 72.5% 和 90.0%。但值得注意的是，焚烧过程烟
气污染不容小觑。Liu 等研究表明 1000℃下砖窑协同处置 10% 油基钻屑导致烟
气中苯系物、非甲烷总碳氢化合物及多环芳烃分别提高 10 倍、5 倍和 2 倍，并
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产生了 26.443ng/Nm 的多氯代二苯并 - 对 - 二噁英 / 多氯代二苯并呋喃（毒性当
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量浓度为 0.709ng/Nm ）。
低温热解吸是将油加热至沸点蒸发来回收油类。Hu 等利用低温热解吸（热解温
度 300℃，处理时间 >20min）脱除油基钻屑中 96.27% 的多环芳烃。黄思宇等于热解
温度为 350℃、终温时间为 60min、升温速率为 10℃ /min、N 2 流量为 0.15L/min 条件

下将油基钻屑与生物质共热解（质量比为 7 ∶ 3），二者发生协同作用，灰渣含油
率相比理论值降幅为 17.64%；相比较生物质单独热解，液态产物中醛类、酚类和酸
类等有害组分由 74.92% 降至 22.74%，具有较好的处理效果。此外，低温热解吸的

较低处理温度既降低了处理成本又避免了油基钻屑中油类组分发生化学变化，回收
油可再次用于配制钻井液。高温热解吸在 360 ～ 600℃下会发生裂解反应，重质油
挥发分解、长链烃裂解成短链烃类物。许世佩等研究发现，油基钻屑经高温热解吸
（热解温度 550℃，处理时间 80min）后含油量从 15.2% 降至 0.28%，但油回收率仅
为 65%，这是由于裂解反应导致部分油品发生变化无法重复利用，实际应用需根据

产品需求优化热解温度。
超临界 CO 2 萃取技术。超临界 CO 2 萃取是以超临界 CO 2 （处于临界温度
31.1℃和临界压力 7.38MPa 以上的 CO 2 流体）为萃取剂的一种新兴处理技术。超

临界 CO 2 兼具气液两相的性质，能够迅速渗入钻屑孔隙萃取油分。此外，超临
界 CO 2 不会污染油分，离开设备恢复至常温常压即可分离油分，便于回收油二
次利用。Rodríguez-Lopez 等在 100℃和 41.3MPa 压力条件下使用超临界 CO 2 萃
取含油钻屑，共回收 21.51g/kg（THP/ 钻屑），回收率达 81%。但该技术需维持

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