本发明属于土壤污染改良技术领域，具体涉及一种关于油气田钻井泥屑的处理方法。
背景技术：
当前，环境保护是我国的一项基本国策，保持社会、经济和环境的可持续协调发展已成为我国的战略性任务和目标。随着环境法规的不断完善以及人们对环保意识的加强，相关部门相继制定了各项环境保护条例，将会严格限制钻井泥浆岩屑的任意排放。在石油和天然气钻井过程中钻井液是必不可或缺的重要物资。为达到安全、快速钻井的目的，使用了各种类型的钻井液添加剂，而且随着钻井深度增加和难度加大，配制泥浆时需加入水和为润滑作用加入的各种油品以及膨润土、加重剂等；为改善泥浆性能而加入的泥浆添加剂有无机盐、无机聚合物、有机物、合成高聚物和表面活性剂等物质。由于钻井深度的增加和钻井周期的延长，以及泥浆的种类大量增加，添加物类也越来越多，使得废弃泥浆中的各种成分的浓度越来越高，一口钻井在钻井液中添加物多达几十种物质，重量达百吨之多，在钻井作业完成后，绝大多数钻井液被挟至井上，除配制泥浆所添加的物质外，还要包括钻进地层时混入的地下水、钻屑、粘土、原油等废弃物近千吨之多。由于油气钻井的野外作业特征，如何对钻井废弃泥浆进行处理显得日益重要，是油气能源生产与生态环境保护长期面对和必须解决的科学问题。若没有一个好的处理方式，泥浆岩屑则不可避免成为污染物，对泥浆岩屑处理不当，对土壤、地表水和地下水等周围环境造成严重的影响，为植物生长和人畜安全埋下了隐患，长期危害当地生态环境；处理利用得当，作为资源在农牧业生产上将发挥巨大作用。
目前，国内外对钻井废弃物处理技术主要有：简单就地处理排放、异地集中处理、回填处理、坑内密封、土地耕作、固化、固—液分离、焚烧、微生物处理等。但这些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：(1)处理效果好的，成本太高；比如传统的直接固化处理，其方法是让污水池中的废弃物在重力作用下自然沉降形成清液与污泥，然后排掉上部清液，余下的淤泥再加入固化剂直接固化，而后填埋。这种方法由于需处理的废弃物总量中含水量较高，对化学药剂消耗很大，成本高，效果也不理想，不能完全消除污染隐患；(2)处理成本低的，环保要求又达不到；比如土地耕作法，其是将钻井废弃物去除部分水分后，将废弃泥浆池中的污泥和钻屑直接喷撒到土壤以下，与土壤混合后，利用土壤自身的净化特性如吸附、吸收及生物降解等作用，从而达到处理钻井废弃物的目的。但是由于该方法中，钻井废弃物中含有一部分可溶性盐有机盐、有机污染物及重金属等，在长期雨淋的条件下容易发生迁移污染地下水源，并且其中的重金属离子被植物吸收，造成其向其它生物系统转移，从而对人类的生活环境造成更严重的危害。因此，在国家环境保护法律法规要求日益严格的现状下，如何实现对钻井岩屑泥浆无害化和资源化利用，开展对岩屑泥浆综合治理技术研究，为最终实现岩屑泥浆的无害化、资源化，为岩屑泥浆处置的经济性、环境安全性创造条件，对实现绿水青山、保护生态环境永续发展具有重要的现实意义。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种关于油气田钻井泥屑的处理方法，解决现有处理钻井泥屑的方法对土壤损害大、不环保且处理成本高的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种关于油气田钻井泥屑的处理方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，将钻井现场产生的钻井泥屑中加入粉碎的秸秆，搅拌均匀；
步骤2，将经步骤1处理的钻井泥屑中加入腐殖酸，络合钻井泥屑中的重金属离子；
步骤3，将经步骤2处理的钻井泥屑中接入微生物制剂，即完成对钻井泥屑的处理。
本发明的特点还在于，
步骤1中，钻井泥屑与秸秆的质量比为1:0.05～0.2。
步骤1中，秸秆的粒径为5mm～50mm。
步骤2中，钻井泥屑与腐殖酸的质量比为1:0.1～0.15。
步骤2中，重金属离子为砷、汞、铅、镉、铬中的一种或几种。
步骤3中，钻井泥屑与微生物制剂的质量比为1:0.005～0.01。
步骤3中，微生物制剂为胶质芽孢杆菌或枯草芽孢杆菌。
本发明的有益效果是，
(1)本发明一种关于油气田钻井泥屑的处理方法，利用粉碎的秸秆，补充碳基营养，且是当前植物生长所需的第一营养元素；同时吸收泥屑中水分，降低泥屑含水量至20％～30％以下；
(2)本发明一种关于油气田钻井泥屑的处理方法，利用腐植酸高分子表面活性剂优良的吸附作用、螯合作用、多官能团的键合作用，对泥浆中重金属进行络合，对有机质进行改性，得到能显著改善泥浆属性，改善土壤团粒结构，并能制成专用于改良沙漠土壤的土壤改良剂；
(3)本发明一种关于油气田钻井泥屑的处理方法，添加微生物制剂，利用微生物与土壤协同促进作用，两者联合有利于促进和提高降解污染物的能力，有利于微生物将钻井泥屑中的复杂有机物一部分转化成腐殖质组分，一部分降解为简单的无机物甚至co2和h2o，从而使钻井泥屑中的污染物得到去除，达到资源化利用的目的。
(4)本发明一种关于油气田钻井泥屑的处理方法，能够使改良后的钻井泥屑成为有养土和土壤改良剂应用于农牧区生产中。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明：
本发明一种关于油气田钻井泥屑的处理方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，将钻井现场产生的钻井泥屑中加入粉碎的秸秆，秸秆粒径为5mm～50mm，钻井泥屑与秸秆的质量比为1:0.05～0.2，搅拌均匀；
步骤2，将经步骤1处理的钻井泥屑中加入腐殖酸，钻井泥屑与腐殖酸的质量比为1:0.1～0.15，络合钻井泥屑中的重金属离子，重金属离子为砷、汞、铅、镉、铬中的一种或几种；
步骤3，将经步骤2处理的钻井泥屑中接入微生物制剂，钻井泥屑与微生物制剂的质量比为1:0.005～0.01，微生物制剂为胶质芽孢杆菌或枯草芽孢杆菌，即完成对钻井泥屑的处理。
实施例1
步骤1，将钻井现场产生的钻井泥屑中加入粉碎的秸秆(粒径为5mm～50mm)，钻井泥屑与秸秆的质量比为1:0.05，搅拌均匀；
步骤2，将经步骤1处理的钻井泥屑中加入腐殖酸，钻井泥屑与腐殖酸的质量比为1:0.12，络合钻井泥屑中的重金属离子，重金属离子为砷、汞、铅、镉、铬中的一种或几种；
步骤3，将经步骤2处理的钻井泥屑中接入微生物制剂，钻井泥屑与微生物制剂的质量比为1:0.005，微生物制剂为胶质芽孢杆菌或枯草芽孢杆菌，即完成对钻井泥屑的处理。
实施例2
步骤1，将钻井现场产生的钻井泥屑中加入粉碎的秸秆(粒径为5mm～50mm)，钻井泥屑与秸秆的质量比为1:0.1，搅拌均匀；
步骤2，将经步骤1处理的钻井泥屑中加入腐殖酸，钻井泥屑与腐殖酸的质量比为1:0.1，络合钻井泥屑中的重金属离子，重金属离子为砷、汞、铅、镉、铬中的一种或几种；
步骤3，将经步骤2处理的钻井泥屑中接入微生物制剂，钻井泥屑与微生物制剂的质量比为1:0.008，微生物制剂为胶质芽孢杆菌或枯草芽孢杆菌，即完成对钻井泥屑的处理。
实施例3
步骤1，将钻井现场产生的钻井泥屑中加入粉碎的秸秆(粒径为5mm～50mm)，钻井泥屑与秸秆的质量比为1:0.2，搅拌均匀；
步骤2，将经步骤1处理的钻井泥屑中加入腐殖酸，钻井泥屑与腐殖酸的质量比为1:0.15，络合钻井泥屑中的重金属离子，重金属离子为砷、汞、铅、镉、铬中的一种或几种；
步骤3，将经步骤2处理的钻井泥屑中接入微生物制剂，钻井泥屑与微生物制剂的质量比为1:0.01，微生物制剂为胶质芽孢杆菌或枯草芽孢杆菌，即完成对钻井泥屑的处理。
上述3项实施例均按照本发明的处理方法对钻进泥屑进行处理，本发明还设有空白对照，均在长庆油田进行的试验，即钻井泥屑未经任何处理；种植的作物为玉米、黑豆、高粱、马铃薯、苜蓿、谷子、荞麦共7种，对实施例1、实施例2、实施例3及空白对照的种植区植物样品及土壤样品进行采集，7种植物各采集20份，土壤样品各采集50份，并进行了分析。
对采集土样钻井泥屑处理后及空白对照的营养成分进行检测，检测结果详见表1；
表1钻井泥屑处理前后营养成分比较
由上表可知，经本发明处理方法处理后的钻井泥屑具有丰富的矿质营养价值，能满足农作物生长营养需求，显著提高和改善农作物产量和品质，可直接作为肥料施用或作为土壤改良剂。
对采集的植物样品玉米、黑豆、高粱、马铃薯、苜蓿、荞麦和谷子7种作物进行植物生产量、产量、品质和重金属含量进行记载与检测，具体如下：
(1)生物量：生物量是反映作物生长状况的重要指标之一，与农作物长势、单产和产量的形成密切相关，试验结果表明钻井泥屑处理后农作物的地上生物量高于处理前。处理后泥屑玉米地上生物量为1607.1～2649.9kg/亩，与处理前相比较，增幅在5.18％～51.5％，平均增加23.9％；高粱地上生物量增加10.4％；苜蓿地上生物量平均增加15.8％；荞麦地上生物量差异最明显，处理后荞麦平均生物量是处理前的3.62倍。
(2)产量：处理后泥屑区种植的作物玉米、荞麦、高梁、谷子、大豆、马铃薯、苜蓿7种作物均表现为显著增产，试验结果详见表2；
表2作物产量情况对比(单位：kg/亩)
由上表可知，经本发明处理方法处理后的钻井泥屑，种植的作物均增产，说明本发明处理方法可行，有利于作物的生产。
(3)对作物品质的影响，试验结果表明：利用本发明处理方法处理的钻井泥屑对谷类作物的生长发育及品质有明显的改善和提高作用。处理后的钻井泥屑使提高了玉米籽粒粗蛋白的含量，其平均值为8.67％，较处理前粗蛋白平均提高了2.11％；处理后的钻井泥屑使提高了籽粒还原性糖的含量，较处理前含量平均提高了5.13％；处理后的钻井泥屑使提高了玉米籽粒淀粉含量，其平均值为53.55％，处理前玉米籽粒粗淀粉的含量为52.63％，处理后的玉米籽粒淀粉含量较处理前的玉米籽粒淀粉含量提高了0.92％。
利用本发明处理方法处理后的钻井泥屑明显提高了马铃薯的粗蛋白和还原性糖平均含量，其分别提高了13.58％和45.98％；荞麦和高粱的还原性糖平均含量分别提高了38.90％和47.01％，对其他品质指标的影响不大。
利用本发明处理方法处理后的钻井泥屑明显提高了牧草还原性糖和淀粉含量，与处理前相比较，苜蓿还原性糖和淀粉平均含量分别提高了28.12％和8.42％。
(4)农产品安全生产评估：依据《食品安全国家标准食品中污染物限量(gb2762-2017)》作为农作物(谷类/豆类)重金属污染评价标准,《国家饲料卫生标准(gb13078-91)》作为苜蓿重金属污染评价标准(见表3)，对处理后各种植区农产品(谷物和牧草)和苜蓿进行重金属的检测结果表明：
a、农产品中重金属元素含量均处在安全状态，未发现有样品值超标。与食品安全国家标准比较，玉米重金属cd平均含量为0.079mg/kg，cr平均含量为0.81mg/kg；黑豆重金属cd平均含量在0.055mg/kg，黑豆重金属cr的平均含量为0.032mg/kg，玉米以及其他农作物重金属含量均在食品污染限量范围内，农产品可食部分处于安全状态。
b、种植的苜蓿处于安全状态。与国家饲料卫生标准比较，苜蓿重金属pb含量为0.75mg/kg，cr含量平均为0.09mg/kg，as含量平均为0.21mg/kg，作为饲料产品苜蓿未超出污染物限量范围，处于安全状态。
表3农产品安全质量指标(mg/kg)
由a、b结果表明，本发明处理方法处理后的钻井泥屑种植的谷类/豆类及牧草均在农产品安全质量指标范围内。
(5)由本发明处理方法处理后的钻井泥屑区农作物的氨基酸含量分析结果可知：处理后钻井泥屑中种植的玉米籽粒氨基酸总量与处理前相比较，玉米氨基酸含量平均增加27.6％；荞麦、谷子、黑豆和马铃薯等农产品氨基酸总量也明显提高，处理后钻井泥屑中种植的荞麦氨基酸总量较处理前平均提高36.0％；处理后钻井泥屑中种植的黑豆氨基酸含量平均增加27.0％；处理后钻井泥屑中种植的马铃薯氨基酸总量平均提高27.3％；处理后钻井泥屑中种植的苜蓿的氨基酸平均总含量为3.4kg/亩，处理前的含量为1.98kg/亩，平均提高了71.7％。
本发明一种关于油气田钻井泥屑的处理方法，通过在长庆油田的试验，对产生的钻井泥屑随时进行转运处理，不仅现场处理速度快，效果好、占地面积小，而且井场内农作物产量、品质提升显著，牧区优势种群的高度和盖度分别提高72.5％和36.9％，取得了良好的经济效益、社会效益和环保效益。本发明处理方法利用粉碎的秸秆，补充碳基营养，且是当前植物生长所需的第一营养元素；利用腐植酸高分子表面活性剂优良的吸附作用、螯合作用、多官能团的键合作用，对泥浆中重金属进行络合，对有机质进行改性，得到能显著改善泥浆属性，改善土壤团粒结构，并能制成专用于改良沙漠土壤的土壤改良剂；添加微生物制剂，利用微生物与土壤协同促进作用，两者联合有利于促进和提高降解污染物的能力，有利于微生物将钻井泥屑中的复杂有机物一部分转化成腐殖质组分，一部分降解为简单的无机物甚至co2和h2o，从而使钻井泥屑中的污染物得到去除，达到资源化利用的目的。处理后的钻井泥屑适于植物的生产，提高植物的产量、品质及营养成分，并且重金属含量均在农产品安全质量指标范围内，适于种植，变废为宝、环保且成本低。