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新疆油气田钻井岩屑中特征污染物控制因子筛选研究

IT圈 admin 28浏览 0评论

2024年4月12日发(作者:素裕)

新疆环境保护2019,41(2):01~05                        EnvironmentalProtectionofXinjiang

新疆油气田钻井岩屑中特征污染物控制因子筛选研究

830011;2.新疆环境污染监控与风险预警重点实验室,新疆 乌鲁木齐 830011;3.新疆清洁生产工程技术研

究中心,新疆 乌鲁木齐 830011)

高庆国

1,2,3

,章媛媛

1,2,3

,俞 音

1,2,3

,姜 雪

1,2,3

(1.新疆环境保护科学研究院,新疆 乌鲁木齐 

摘要:在新疆准噶尔、塔里木、吐哈三大盆地,选取聚合物、聚磺等10种钻井液体系钻井产生的28个钻井岩屑,分别检测了重金

属、苯系物、多环芳烃、CODcr、石油类、溶解性总盐、钻井液中可能含有的其他特征有机污染物及小鼠经口、经皮肤急性毒性等因

子,最终筛选出了钻井岩屑的浸出毒性和毒性物质含量重点控制因子,为钻井岩屑的环境管理提供技术支撑。

关键词:钻井岩屑;特征污染物;筛选

中图分类号:X708  文献标识码:A  文章编号:1008

2301(2019)02

0001

05

ControlFactorScreeningforSpecificPollutantsinDrillingCuttingsfromXinjiangOilandGasFields.GAO

Qing

guo

1,2,3

,ZHANGYuan

yuan

1,2,3

,YUYin

1,2,3

,JIANGXue

1,2,3

(1.XinjiangAcademyofEnvironmentalProtec⁃

tionScience,Urumqi,Xinjiang830011;2.XinjiangKeyLaboratoryforEnvironmentalPollutionMonitoringandRisk

Urumqi,Xinjiang830011,China).EnvironmentalProtectionofXinjiang2019,41(2):01~05

Warning,Urumqi,Xinjiang830011;3.XinjiangEngineeringTechnologyResearchCenterforCleanerProduction,

Abstract:28samplesofdrillingcuttingsweretakenfrom10kindsofdrillingfluidsystemssuchaspolymerandpoly⁃

sulfonateinthreemajorbasinsinXinjiang:JunggarBasin,TarimBasinandTurpan

HamiBasin.Heavymetal,ben⁃

zeneseries,polycyclicaromatichydrocarbon(PAH),CODcr,oils,totaldissolvedsalt,otherpossiblespecificorgan⁃

icpollutantsinthedrillingfluid,aswellasmiceoralandacuteskintoxicityandotherfactorsweretestedrespectively.

providingtechnicalsupportfortheenvironmentalmanagementofdrillingcuttings.

Keywords:drillingcuttings;specificpollutants;screening

1 新疆油气田钻井泥浆及岩屑处理情况概述

新疆是中国石油天然气资源大区,准噶尔、塔里

木、吐哈三大盆地是新疆油气储存量最为丰富的地

区。自20世纪90年代以来,新疆石油天然气产业迅

速发展,油气勘探重大发现不断,已成为我国油气产

量增长的主要地区,是我国石油天然气工业最大的战

略接替区。油气田在勘探开发过程中采用旋转钻机

进行钻探作业,旋转钻井作业循环系统需要加入水基

或油基钻井液形成泥浆,泥浆被通过空心钻杆泵送下

来为钻头提供润滑和清除岩屑。进入钻柱的泥浆挟

带岩屑由钻柱外环形空间上返到井口,经过泥浆处理

收稿日期:2019

04

17

Finally,thekeycontrolfactorsofleachingtoxicityandtoxicsubstancecontentofdrillingcuttingswerescreenedout,

系统清除掉大尺寸沙粒及岩屑后,泥浆经泥浆管线将

泥浆打入套管内循环使用,岩屑排出地面

[1]

。油田

每年新疆各油田累计产生废弃钻井泥浆及岩屑

约1.40

×

10

钻井液中添加了各种化学处理剂和活性剂,成分

在勘探开发过程中均会产生大量的废弃泥浆及岩屑,

比较复杂,一般都含有重金属、油类、膨润土、聚合物、

碱和化合物(包括有机物)等对人、畜和环境有害的

物质,如磺化沥青、磺化栲胶、磺化褐煤等。废弃泥浆

及岩屑中也会携带大量的钻井液成分,同时由于循环

    新 疆 环 境 保 护                 第41卷

泥浆还与地层中的岩石混合,地层中的重金属等污染

物成分也会进入泥浆中,因此废弃泥浆及岩屑成分复

杂,对环境危害较大。如何筛选废弃钻井泥浆及岩屑

中的主要污染物对制定相关标准及环境管理均具有

重要意义。

2 油气田钻井岩屑中特征污染物控制因子的筛选

2.1 

2.1.1 

监测考虑的因素

钻井岩屑中主要污染物来源于钻井液

监测因子选择

、地层中的

矿物质以及钻到目的层时带出的原油,其中钻井液是

最主要污染物来源。钻井液成分复杂,水基钻井液中

一般会加入无机药剂和有机药剂,无机药剂有碱类、

碳酸盐、氯化物、硫酸盐、磷酸盐、硅酸盐、铬酸盐等,

有机药剂有丙烯类共聚物、纤维素及其衍生物、木质

素及其衍生物、淀粉类、酚醛树脂类、沥青类等,同时

在部分复杂地层中还会加入白油或柴油

[2]

特征因子筛选按照浸出毒性和毒性物质含量分

别进行筛选。根据钻井液成分、地层中的矿物成分及

可能含有的原油成分,参照《危险废物鉴别标准浸出

毒性鉴别》(GB5085.3—2007)、《污水综合排放标

准》(GB8978

1996)、《土壤环境质量建设用地土壤

污染风险管控标准(试行)》(GB36600—2018)等标

准,浸出毒性监测项目为:pH、铜、锌、镉、铅、汞、钡、

镍、砷、铬、六价铬、无机氟化物、氰化物、苯、甲苯、乙

苯、间

对二甲苯、邻二甲苯/苯乙烯、苯酚、苯并[a]

芘、丙烯酸、丙烯腈、环氧乙烷、环氧丙烷、甲醛、丙烯

酰胺、COD

cr

等共计27项,浸出毒性检测按照《固体废

物浸出毒性浸出方法翻转法》(GB5086.1

1997)进

行制样。毒性物质含量监测项目为:铜、锌、镉、铅、

汞、钡、镍、砷、铬、苯、甲苯、乙苯、间

对二甲苯、邻二

甲苯、苯酚、苯并[a]芘、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、苯

并[j]荧蒽、苯并[k]荧蒽、二苯并[a,h]蒽、萘、菲、

蒽、荧蒽、芘、屈、芴、茚苯[1,2,3

cd]芘、苯并[g,h,

i]

溶性盐总量

芘、苊、二氢苊

、咔唑、吡啶、石油类(矿物油)和水

为了了解钻井岩屑毒性,还对12个样品测试了

经口急性毒性和4个样品测试了经皮急性毒性。所

选样品主要为成份最为复杂的聚磺体系,试验方法为

中要求的鉴定方法

化妆品卫生规范》

或者《化学品毒性鉴定技术规范》

2.1.2 

新疆油田按照区域主要分布在塔里木盆地

监测区块选择

、准噶

尔盆地和吐鲁番盆地三大区域。在采样期间开展钻

井活动的区域,监测区块尽量覆盖所有一级地质单

元。最终监测区块为塔里木盆地库车

塔北地区、塔

北地区、塔中隆起,吐鲁番盆地的吐鲁番坳陷带和三

塘湖盆地的中央坳陷带,准噶尔盆地的盆地西部隆

起、北部陆梁隆起和中央凹陷及东部隆起

[3]

2.1.3 监测泥浆体系选择

在采样期间尽量覆盖所有泥浆体系,最终采样涉

及到的泥浆体系有:有机盐体系、混油泥浆体系、氯化

钾聚磺体系、聚磺体系、聚合物体系、钾钙基聚磺体

系、双保体系、MEG体系、弱凝胶体系、聚磺混油体

系。其中丙烯酸、丙烯腈、环氧乙烷、环氧丙烷、甲醛

和丙烯酰胺只选择钻井泥浆体系最复杂的两个聚磺

体系样品和一个新型MEG泥浆体系样品进行检测。

2.2 

对检测结果需参照相应的标准进行筛选

控制因子筛选采用的标准

,浸出毒

性检测主要是考虑岩屑作为污染源,其溶于水的污染

物在降水的条件下对地表水和地下水造成污染,因此

参照的标准为《污水综合排放标准》(GB8978

1996)

中的三级排放标准。毒性物质含量检测主要是考虑

岩屑中的污染物通过粉尘、污染物的挥发等途径对人

体健康的影响,因此参照《土壤环境质量建设用地土

壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600—2018),

土壤环境质量

)》(GB36600—2018)

建设用地土壤污染风险管控标准

中没有的锌、苯酚、菲、蒽

蒽、芘、芴、苯并[g,h,i]芘、苊、二氢苊、咔唑、石油类

筛选值

矿物油

试行

参照

)》,

《上海市场地土壤环境健康风险评估

钡、苯并[j]荧蒽、吡啶参照美国土

壤《区域筛选值》,铬参照北京市《场地土壤环境风险

评价筛选值》(DB11/T811

2011),水溶性盐分参照

同步调查的新疆油田区域土壤背景值,急性毒性参照

《危险废物鉴别标准急性毒性初筛》(GB5085.2—

2.3 

2007)

检测结果分析

标准。

2.3.1 浸出毒性检测结果分析

第2期         高庆国等:新疆油气田钻井岩屑中特征污染物控制因子筛选研究

浸出毒性检测结果见表1。通过与《污水综合排

放标准》(GB8978

1996)三级标准相比较,岩屑中有

pH、铜、锌、铅、汞、钡、砷、铬、六价铬、无机氟化物、氰

化物、苯并[a]芘和COD

cr

浓度超标。最大占标率较

高的有锌(316%)、铅(343%)、钡(48714%)、砷

(320%)、铬(960%)、六价铬(196%)、无机氟化物

(425%)、氰化物(270%)、苯并[a]芘(24667%)和

COD

cr

(2900%),超标率较高的有pH(50%)、钡

(82%)、六价铬(29%)、无机氟化物(29%)、苯并[a]

芘(100%)和COD

cr

(79%)。综合最大占标率和超标

苯并[a]芘和COD

cr

应作为重点控制因子。

率来看,pH、锌、铅、钡、砷、铬、六价铬、无机氟化物、

表1 处理前岩屑浸出毒性最大占标率及超标率情况

toxicityofcuttingsbeforetreatment

标准值

(mg/L)

6~9

0.1

0.05

0.7

0.5

1.5

0.5

20

0.00003

5.0

150

5.0

0.5

0.5

Table.1 Ratioofmaximumground

levelconcentrationtostandardconcentrationandover

limitrateofleaching

检测值范围

7.9~11.8

(mg/L)

最大占标率

(%)

140

122

316

343

48714

320

960

196

425

270

10

82

31

19

24667

2900

32

31

85

105

51

超标率

(%)

50

11

82

11

11

29

29

100

79

序号

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

项目

pH

无机氟化物

甲苯

邻二甲苯/苯乙烯

苯并[a]芘

丙烯酸

丙烯腈

丙烯酰胺

环氧乙烷

环氧丙烷

COD

cr

甲醛

苯酚

对二甲苯

乙苯

六价铬

0.0015~0.0514

0.000005~0.0523

0.005~0.848

0.0025~0.98

0.00005~0.052

0.0002~2.7

0.0075~85

0.005~14.4

0.05~1.6

0.035~341

0.025~3.43

0.013~15.80

0.016~2.44

氰化物(以CN

计)

0.00005~0.0920

0.00005~0.1870

0.0001~0.0074

未检出

未检出

未检出

未检出

170~14580

1.20~1.60

未检出

0.0025~0.310

0.0001~0.3060

0.0001~0.4080

2.3.2 毒性物质含量检测结果分析

油)超过标准值,其中苯并[a]芘、苯并[a]蒽和石油

类(矿物油)占标率较高,分别为883%、211%和

3531%,各因子除了石油类超标率为80%较高外,其

他各因子超标率均不高。

毒性物质含量检测结果见表2。通过与相关标

准比较,有苯并[a]芘、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、二

苯并[a,h]蒽、茚苯[1,2,3

cd]芘和石油类(矿物

    新 疆 环 境 保 护                 第41卷

苯并[a]芘、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、二苯并

[a,h]蒽和茚苯[1,2,3

cd]芘一般来源于石油类或

有机处理剂,因此这些因子之间很可能会存在一定的

相关性,对各样品毒性物质含量进行相关性分析,结

果见表3,由表3可以看出,苯并[a]芘和苯并[a]蒽、

苯并[b]荧蒽、二苯并[a,h]蒽及茚苯[1,2,3

cd]芘

之间相关性很好,但和石油类相关性还不够高,因此

可以运用他们之间的相关性关系,选择一个因子代表

苯并[a]芘、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、二苯并[a,h]

蒽及茚苯[1,2,3

cd]芘作为控制因子。最大占标率

可以表明该污染物对环境影响贡献大小,最大占标率

越高,说明对环境影响越大,因此可以选择苯并[a]

芘作为控制指标。根据以上分析,毒性物质含量中可

以将苯并[a]芘和石油类(矿物油)作为控制因子。

表2 毒性物质含量检测值最大占标率及超标率情况

Table.2 Ratioofmaximumground

levelconcentrationtostandardconcentrationandover

limitratio

oftoxicsubstancecontentdetermined

检测值范围

(mg/kg)

50.2~4314

0.107~2.34

0.008~0.44

0.156~6.54

3.08~26.3

0.0008~2.36

0.0006~0.48

0.0018~2.25

0.0008~1.4

0.025~0.27

0.001~8.03

31.7~444

8.47~40

0.395~174

18~246

标准值

(mg/kg)

18000

10000

800

220000

900

60

38

65

最大占标率

(%)

43

22

44

18

59

883

211

92

15

107

11

142

超标率

(%)

序号

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

项目

甲苯

对二甲苯

邻二甲苯

苯酚

乙苯

2500

1200

570

10000

1.5

15

15

640

28

苯并[a]芘

苯并[b]荧蒽

苯并[k]荧蒽

荧蒽

茚苯[1,2,3

cd]芘

苯并[j]荧蒽

苯并[a]蒽

0.025~13.25

0.025~31.63

0.05~0.2783

0.025~4.443

0.025~1.605

0.025~7.614

0.025~7.796

0.025~11.27

0.025~27.26

0.025~12.38

0.025~21.25

0.05~8.957

0.05~27.46

0.025~13.83

二苯并[a,h]蒽

151

1.5

70

1.8

10000

3801

2851

1293

6060

15

2851

第2期         高庆国等:新疆油气田钻井岩屑中特征污染物控制因子筛选研究

30

31

32

33

34

35

36

苯并[g,h,i]芘

二氢苊

咔唑

吡啶

2851

4693

1367

1200

10770

6700

87

0.025~20.37

0.025~0.025

0.025~0.025

3150~236000

8420

1.25~1.25

0.025~4.05

3531

80

石油类(矿物油)

可溶性盐

表3 毒性物质含量超标因子相关性

Table.3 Correlationofover

limitfactorsoftoxicsubstancecontent

项目

苯并[a]芘

苯并[a]蒽

苯并[b]荧蒽

二苯并[a,h]蒽

茚苯[1,2,3

cd]芘

石油类

苯并[a]芘

0.99

0.99

0.92

0.98

0.83

0.95

0.24

0.99

0.83

0.83

0.96

0.77

0.18

0.28

0.871

苯并[a]蒽苯并[b]荧蒽二苯并[a,h]蒽茚苯[1,2,3

cd]芘石油类

2.3.3 急性毒性检测

根据小鼠经口急性毒性和经皮急性毒性试验,鉴

cd]芘和石油类,综合分析确定的重点控制因子为

苯并[a]芘和石油类。

均为无毒。

3) 样品的小鼠经口急性毒性和经皮急性毒性显示

4) 由于浸出毒性检测和毒性物质含量检测筛选出

的重点控制因子并不完全相同,因此在不同的环境敏

感区应重点关注的因子也不尽相同,在水环境敏感区

应重点关注筛选出的浸出毒性物质重点控制因子,在

干旱区应重点关注苯并[a]芘和石油类。

参考文献

[1]ManagementofWastesfromtheExploration,Development,andPro⁃

ductionofCrudeOil,NaturalGas,andGeothermalEnergy[R].Wash⁃

[2]周金葵,钻井液工艺技术[M].北京:石油工业出版社,2009.

[3]杨海波,陈磊,孔玉华等.准噶尔盆地构造单元划分新方案[J].新

疆石油地质,2004,25(6):687

76,83.

ingtoll:VnitedstatesEnvironmentalProtectionAgency,1987.

定结果见表4。由表4可以看出,各样品无论是经口

急性毒性还是经皮急性毒性毒性等级均为无毒,说明

检测样品急性毒性危害不大。

表4 部分样品急性毒性检测情况

Table.4 Acutetoxicitytestofsomesamples

项目

12个样品经口急性毒性

4个样品经皮急性毒性

急性毒性

检测值

>5000mg/kg

>2g/kg.bw

毒性等级

无毒

无毒

3 结论

1) 岩屑中污染物浸出毒性检测超标的有:pH、铜、

锌、铅、汞、钡、砷、铬、六价铬、无机氟化物、氰化物、苯

pH、锌、铅、钡、砷、铬、六价铬、无机氟化物、苯并[a]

芘和COD

cr

并[a]芘和COD

cr

,综合分析确定的重点控制因子为:

2) 岩屑中毒性物质含量超标的有:苯并[a]芘、苯

作者简介:

高庆国(1979

),男,河北秦皇岛人,大学本科,高级工程

师,从事清洁生产及环境标准研究工作。E

mail:397393909@qq.com

并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、二苯并[a,h]蒽、茚苯[1,2,

2024年4月12日发(作者:素裕)

新疆环境保护2019,41(2):01~05                        EnvironmentalProtectionofXinjiang

新疆油气田钻井岩屑中特征污染物控制因子筛选研究

830011;2.新疆环境污染监控与风险预警重点实验室,新疆 乌鲁木齐 830011;3.新疆清洁生产工程技术研

究中心,新疆 乌鲁木齐 830011)

高庆国

1,2,3

,章媛媛

1,2,3

,俞 音

1,2,3

,姜 雪

1,2,3

(1.新疆环境保护科学研究院,新疆 乌鲁木齐 

摘要:在新疆准噶尔、塔里木、吐哈三大盆地,选取聚合物、聚磺等10种钻井液体系钻井产生的28个钻井岩屑,分别检测了重金

属、苯系物、多环芳烃、CODcr、石油类、溶解性总盐、钻井液中可能含有的其他特征有机污染物及小鼠经口、经皮肤急性毒性等因

子,最终筛选出了钻井岩屑的浸出毒性和毒性物质含量重点控制因子,为钻井岩屑的环境管理提供技术支撑。

关键词:钻井岩屑;特征污染物;筛选

中图分类号:X708  文献标识码:A  文章编号:1008

2301(2019)02

0001

05

ControlFactorScreeningforSpecificPollutantsinDrillingCuttingsfromXinjiangOilandGasFields.GAO

Qing

guo

1,2,3

,ZHANGYuan

yuan

1,2,3

,YUYin

1,2,3

,JIANGXue

1,2,3

(1.XinjiangAcademyofEnvironmentalProtec⁃

tionScience,Urumqi,Xinjiang830011;2.XinjiangKeyLaboratoryforEnvironmentalPollutionMonitoringandRisk

Urumqi,Xinjiang830011,China).EnvironmentalProtectionofXinjiang2019,41(2):01~05

Warning,Urumqi,Xinjiang830011;3.XinjiangEngineeringTechnologyResearchCenterforCleanerProduction,

Abstract:28samplesofdrillingcuttingsweretakenfrom10kindsofdrillingfluidsystemssuchaspolymerandpoly⁃

sulfonateinthreemajorbasinsinXinjiang:JunggarBasin,TarimBasinandTurpan

HamiBasin.Heavymetal,ben⁃

zeneseries,polycyclicaromatichydrocarbon(PAH),CODcr,oils,totaldissolvedsalt,otherpossiblespecificorgan⁃

icpollutantsinthedrillingfluid,aswellasmiceoralandacuteskintoxicityandotherfactorsweretestedrespectively.

providingtechnicalsupportfortheenvironmentalmanagementofdrillingcuttings.

Keywords:drillingcuttings;specificpollutants;screening

1 新疆油气田钻井泥浆及岩屑处理情况概述

新疆是中国石油天然气资源大区,准噶尔、塔里

木、吐哈三大盆地是新疆油气储存量最为丰富的地

区。自20世纪90年代以来,新疆石油天然气产业迅

速发展,油气勘探重大发现不断,已成为我国油气产

量增长的主要地区,是我国石油天然气工业最大的战

略接替区。油气田在勘探开发过程中采用旋转钻机

进行钻探作业,旋转钻井作业循环系统需要加入水基

或油基钻井液形成泥浆,泥浆被通过空心钻杆泵送下

来为钻头提供润滑和清除岩屑。进入钻柱的泥浆挟

带岩屑由钻柱外环形空间上返到井口,经过泥浆处理

收稿日期:2019

04

17

Finally,thekeycontrolfactorsofleachingtoxicityandtoxicsubstancecontentofdrillingcuttingswerescreenedout,

系统清除掉大尺寸沙粒及岩屑后,泥浆经泥浆管线将

泥浆打入套管内循环使用,岩屑排出地面

[1]

。油田

每年新疆各油田累计产生废弃钻井泥浆及岩屑

约1.40

×

10

钻井液中添加了各种化学处理剂和活性剂,成分

在勘探开发过程中均会产生大量的废弃泥浆及岩屑,

比较复杂,一般都含有重金属、油类、膨润土、聚合物、

碱和化合物(包括有机物)等对人、畜和环境有害的

物质,如磺化沥青、磺化栲胶、磺化褐煤等。废弃泥浆

及岩屑中也会携带大量的钻井液成分,同时由于循环

    新 疆 环 境 保 护                 第41卷

泥浆还与地层中的岩石混合,地层中的重金属等污染

物成分也会进入泥浆中,因此废弃泥浆及岩屑成分复

杂,对环境危害较大。如何筛选废弃钻井泥浆及岩屑

中的主要污染物对制定相关标准及环境管理均具有

重要意义。

2 油气田钻井岩屑中特征污染物控制因子的筛选

2.1 

2.1.1 

监测考虑的因素

钻井岩屑中主要污染物来源于钻井液

监测因子选择

、地层中的

矿物质以及钻到目的层时带出的原油,其中钻井液是

最主要污染物来源。钻井液成分复杂,水基钻井液中

一般会加入无机药剂和有机药剂,无机药剂有碱类、

碳酸盐、氯化物、硫酸盐、磷酸盐、硅酸盐、铬酸盐等,

有机药剂有丙烯类共聚物、纤维素及其衍生物、木质

素及其衍生物、淀粉类、酚醛树脂类、沥青类等,同时

在部分复杂地层中还会加入白油或柴油

[2]

特征因子筛选按照浸出毒性和毒性物质含量分

别进行筛选。根据钻井液成分、地层中的矿物成分及

可能含有的原油成分,参照《危险废物鉴别标准浸出

毒性鉴别》(GB5085.3—2007)、《污水综合排放标

准》(GB8978

1996)、《土壤环境质量建设用地土壤

污染风险管控标准(试行)》(GB36600—2018)等标

准,浸出毒性监测项目为:pH、铜、锌、镉、铅、汞、钡、

镍、砷、铬、六价铬、无机氟化物、氰化物、苯、甲苯、乙

苯、间

对二甲苯、邻二甲苯/苯乙烯、苯酚、苯并[a]

芘、丙烯酸、丙烯腈、环氧乙烷、环氧丙烷、甲醛、丙烯

酰胺、COD

cr

等共计27项,浸出毒性检测按照《固体废

物浸出毒性浸出方法翻转法》(GB5086.1

1997)进

行制样。毒性物质含量监测项目为:铜、锌、镉、铅、

汞、钡、镍、砷、铬、苯、甲苯、乙苯、间

对二甲苯、邻二

甲苯、苯酚、苯并[a]芘、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、苯

并[j]荧蒽、苯并[k]荧蒽、二苯并[a,h]蒽、萘、菲、

蒽、荧蒽、芘、屈、芴、茚苯[1,2,3

cd]芘、苯并[g,h,

i]

溶性盐总量

芘、苊、二氢苊

、咔唑、吡啶、石油类(矿物油)和水

为了了解钻井岩屑毒性,还对12个样品测试了

经口急性毒性和4个样品测试了经皮急性毒性。所

选样品主要为成份最为复杂的聚磺体系,试验方法为

中要求的鉴定方法

化妆品卫生规范》

或者《化学品毒性鉴定技术规范》

2.1.2 

新疆油田按照区域主要分布在塔里木盆地

监测区块选择

、准噶

尔盆地和吐鲁番盆地三大区域。在采样期间开展钻

井活动的区域,监测区块尽量覆盖所有一级地质单

元。最终监测区块为塔里木盆地库车

塔北地区、塔

北地区、塔中隆起,吐鲁番盆地的吐鲁番坳陷带和三

塘湖盆地的中央坳陷带,准噶尔盆地的盆地西部隆

起、北部陆梁隆起和中央凹陷及东部隆起

[3]

2.1.3 监测泥浆体系选择

在采样期间尽量覆盖所有泥浆体系,最终采样涉

及到的泥浆体系有:有机盐体系、混油泥浆体系、氯化

钾聚磺体系、聚磺体系、聚合物体系、钾钙基聚磺体

系、双保体系、MEG体系、弱凝胶体系、聚磺混油体

系。其中丙烯酸、丙烯腈、环氧乙烷、环氧丙烷、甲醛

和丙烯酰胺只选择钻井泥浆体系最复杂的两个聚磺

体系样品和一个新型MEG泥浆体系样品进行检测。

2.2 

对检测结果需参照相应的标准进行筛选

控制因子筛选采用的标准

,浸出毒

性检测主要是考虑岩屑作为污染源,其溶于水的污染

物在降水的条件下对地表水和地下水造成污染,因此

参照的标准为《污水综合排放标准》(GB8978

1996)

中的三级排放标准。毒性物质含量检测主要是考虑

岩屑中的污染物通过粉尘、污染物的挥发等途径对人

体健康的影响,因此参照《土壤环境质量建设用地土

壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600—2018),

土壤环境质量

)》(GB36600—2018)

建设用地土壤污染风险管控标准

中没有的锌、苯酚、菲、蒽

蒽、芘、芴、苯并[g,h,i]芘、苊、二氢苊、咔唑、石油类

筛选值

矿物油

试行

参照

)》,

《上海市场地土壤环境健康风险评估

钡、苯并[j]荧蒽、吡啶参照美国土

壤《区域筛选值》,铬参照北京市《场地土壤环境风险

评价筛选值》(DB11/T811

2011),水溶性盐分参照

同步调查的新疆油田区域土壤背景值,急性毒性参照

《危险废物鉴别标准急性毒性初筛》(GB5085.2—

2.3 

2007)

检测结果分析

标准。

2.3.1 浸出毒性检测结果分析

第2期         高庆国等:新疆油气田钻井岩屑中特征污染物控制因子筛选研究

浸出毒性检测结果见表1。通过与《污水综合排

放标准》(GB8978

1996)三级标准相比较,岩屑中有

pH、铜、锌、铅、汞、钡、砷、铬、六价铬、无机氟化物、氰

化物、苯并[a]芘和COD

cr

浓度超标。最大占标率较

高的有锌(316%)、铅(343%)、钡(48714%)、砷

(320%)、铬(960%)、六价铬(196%)、无机氟化物

(425%)、氰化物(270%)、苯并[a]芘(24667%)和

COD

cr

(2900%),超标率较高的有pH(50%)、钡

(82%)、六价铬(29%)、无机氟化物(29%)、苯并[a]

芘(100%)和COD

cr

(79%)。综合最大占标率和超标

苯并[a]芘和COD

cr

应作为重点控制因子。

率来看,pH、锌、铅、钡、砷、铬、六价铬、无机氟化物、

表1 处理前岩屑浸出毒性最大占标率及超标率情况

toxicityofcuttingsbeforetreatment

标准值

(mg/L)

6~9

0.1

0.05

0.7

0.5

1.5

0.5

20

0.00003

5.0

150

5.0

0.5

0.5

Table.1 Ratioofmaximumground

levelconcentrationtostandardconcentrationandover

limitrateofleaching

检测值范围

7.9~11.8

(mg/L)

最大占标率

(%)

140

122

316

343

48714

320

960

196

425

270

10

82

31

19

24667

2900

32

31

85

105

51

超标率

(%)

50

11

82

11

11

29

29

100

79

序号

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

项目

pH

无机氟化物

甲苯

邻二甲苯/苯乙烯

苯并[a]芘

丙烯酸

丙烯腈

丙烯酰胺

环氧乙烷

环氧丙烷

COD

cr

甲醛

苯酚

对二甲苯

乙苯

六价铬

0.0015~0.0514

0.000005~0.0523

0.005~0.848

0.0025~0.98

0.00005~0.052

0.0002~2.7

0.0075~85

0.005~14.4

0.05~1.6

0.035~341

0.025~3.43

0.013~15.80

0.016~2.44

氰化物(以CN

计)

0.00005~0.0920

0.00005~0.1870

0.0001~0.0074

未检出

未检出

未检出

未检出

170~14580

1.20~1.60

未检出

0.0025~0.310

0.0001~0.3060

0.0001~0.4080

2.3.2 毒性物质含量检测结果分析

油)超过标准值,其中苯并[a]芘、苯并[a]蒽和石油

类(矿物油)占标率较高,分别为883%、211%和

3531%,各因子除了石油类超标率为80%较高外,其

他各因子超标率均不高。

毒性物质含量检测结果见表2。通过与相关标

准比较,有苯并[a]芘、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、二

苯并[a,h]蒽、茚苯[1,2,3

cd]芘和石油类(矿物

    新 疆 环 境 保 护                 第41卷

苯并[a]芘、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、二苯并

[a,h]蒽和茚苯[1,2,3

cd]芘一般来源于石油类或

有机处理剂,因此这些因子之间很可能会存在一定的

相关性,对各样品毒性物质含量进行相关性分析,结

果见表3,由表3可以看出,苯并[a]芘和苯并[a]蒽、

苯并[b]荧蒽、二苯并[a,h]蒽及茚苯[1,2,3

cd]芘

之间相关性很好,但和石油类相关性还不够高,因此

可以运用他们之间的相关性关系,选择一个因子代表

苯并[a]芘、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、二苯并[a,h]

蒽及茚苯[1,2,3

cd]芘作为控制因子。最大占标率

可以表明该污染物对环境影响贡献大小,最大占标率

越高,说明对环境影响越大,因此可以选择苯并[a]

芘作为控制指标。根据以上分析,毒性物质含量中可

以将苯并[a]芘和石油类(矿物油)作为控制因子。

表2 毒性物质含量检测值最大占标率及超标率情况

Table.2 Ratioofmaximumground

levelconcentrationtostandardconcentrationandover

limitratio

oftoxicsubstancecontentdetermined

检测值范围

(mg/kg)

50.2~4314

0.107~2.34

0.008~0.44

0.156~6.54

3.08~26.3

0.0008~2.36

0.0006~0.48

0.0018~2.25

0.0008~1.4

0.025~0.27

0.001~8.03

31.7~444

8.47~40

0.395~174

18~246

标准值

(mg/kg)

18000

10000

800

220000

900

60

38

65

最大占标率

(%)

43

22

44

18

59

883

211

92

15

107

11

142

超标率

(%)

序号

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

项目

甲苯

对二甲苯

邻二甲苯

苯酚

乙苯

2500

1200

570

10000

1.5

15

15

640

28

苯并[a]芘

苯并[b]荧蒽

苯并[k]荧蒽

荧蒽

茚苯[1,2,3

cd]芘

苯并[j]荧蒽

苯并[a]蒽

0.025~13.25

0.025~31.63

0.05~0.2783

0.025~4.443

0.025~1.605

0.025~7.614

0.025~7.796

0.025~11.27

0.025~27.26

0.025~12.38

0.025~21.25

0.05~8.957

0.05~27.46

0.025~13.83

二苯并[a,h]蒽

151

1.5

70

1.8

10000

3801

2851

1293

6060

15

2851

第2期         高庆国等:新疆油气田钻井岩屑中特征污染物控制因子筛选研究

30

31

32

33

34

35

36

苯并[g,h,i]芘

二氢苊

咔唑

吡啶

2851

4693

1367

1200

10770

6700

87

0.025~20.37

0.025~0.025

0.025~0.025

3150~236000

8420

1.25~1.25

0.025~4.05

3531

80

石油类(矿物油)

可溶性盐

表3 毒性物质含量超标因子相关性

Table.3 Correlationofover

limitfactorsoftoxicsubstancecontent

项目

苯并[a]芘

苯并[a]蒽

苯并[b]荧蒽

二苯并[a,h]蒽

茚苯[1,2,3

cd]芘

石油类

苯并[a]芘

0.99

0.99

0.92

0.98

0.83

0.95

0.24

0.99

0.83

0.83

0.96

0.77

0.18

0.28

0.871

苯并[a]蒽苯并[b]荧蒽二苯并[a,h]蒽茚苯[1,2,3

cd]芘石油类

2.3.3 急性毒性检测

根据小鼠经口急性毒性和经皮急性毒性试验,鉴

cd]芘和石油类,综合分析确定的重点控制因子为

苯并[a]芘和石油类。

均为无毒。

3) 样品的小鼠经口急性毒性和经皮急性毒性显示

4) 由于浸出毒性检测和毒性物质含量检测筛选出

的重点控制因子并不完全相同,因此在不同的环境敏

感区应重点关注的因子也不尽相同,在水环境敏感区

应重点关注筛选出的浸出毒性物质重点控制因子,在

干旱区应重点关注苯并[a]芘和石油类。

参考文献

[1]ManagementofWastesfromtheExploration,Development,andPro⁃

ductionofCrudeOil,NaturalGas,andGeothermalEnergy[R].Wash⁃

[2]周金葵,钻井液工艺技术[M].北京:石油工业出版社,2009.

[3]杨海波,陈磊,孔玉华等.准噶尔盆地构造单元划分新方案[J].新

疆石油地质,2004,25(6):687

76,83.

ingtoll:VnitedstatesEnvironmentalProtectionAgency,1987.

定结果见表4。由表4可以看出,各样品无论是经口

急性毒性还是经皮急性毒性毒性等级均为无毒,说明

检测样品急性毒性危害不大。

表4 部分样品急性毒性检测情况

Table.4 Acutetoxicitytestofsomesamples

项目

12个样品经口急性毒性

4个样品经皮急性毒性

急性毒性

检测值

>5000mg/kg

>2g/kg.bw

毒性等级

无毒

无毒

3 结论

1) 岩屑中污染物浸出毒性检测超标的有:pH、铜、

锌、铅、汞、钡、砷、铬、六价铬、无机氟化物、氰化物、苯

pH、锌、铅、钡、砷、铬、六价铬、无机氟化物、苯并[a]

芘和COD

cr

并[a]芘和COD

cr

,综合分析确定的重点控制因子为:

2) 岩屑中毒性物质含量超标的有:苯并[a]芘、苯

作者简介:

高庆国(1979

),男,河北秦皇岛人,大学本科,高级工程

师,从事清洁生产及环境标准研究工作。E

mail:397393909@qq.com

并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、二苯并[a,h]蒽、茚苯[1,2,

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