發(fā)布時(shí)間：2020-04-03 17:43

【摘要】：頁(yè)巖氣是一種產(chǎn)自極低孔隙、從富有機(jī)質(zhì)暗色頁(yè)巖地層系統(tǒng)中開(kāi)采出來(lái)的非常規(guī)天然氣,具有清潔、高效、儲(chǔ)量豐富的特點(diǎn)。自2010年以來(lái),我國(guó)大力發(fā)展頁(yè)巖氣的勘探開(kāi)發(fā)工作,已探明頁(yè)巖氣可開(kāi)采儲(chǔ)量居全球第一,頁(yè)巖氣產(chǎn)量排全球第三。與此同時(shí),頁(yè)巖氣開(kāi)采也帶來(lái)了一系列鉆井廢棄物的治理難題。為滿(mǎn)足開(kāi)采的技術(shù)需要,不同的鉆井液被廣泛應(yīng)用于頁(yè)巖氣的開(kāi)采過(guò)程,包括水基鉆井液、油基鉆井液等。油基鉆井液的大規(guī)模使用,產(chǎn)生了大量的油基鉆井泥漿和含油鉆屑。常規(guī)處理技術(shù)常采用焚燒、熱解、固化填埋等手段,但這些方法仍具有局限性。為此,從鉆井廢棄物減量化、資源化和無(wú)害化處理的角度出發(fā),本研究擬采取微生物處理技術(shù)對(duì)頁(yè)巖氣開(kāi)采產(chǎn)生的含油鉆屑進(jìn)行降解處理。本研究選取西南某頁(yè)巖氣田產(chǎn)生的鉆井巖屑(水基鉆屑和含油鉆屑)對(duì)其進(jìn)行理化性質(zhì)及成分的測(cè)定,衡量其受污染程度。以含油鉆屑中提取的原油篩選具有降解能力的功能菌;對(duì)篩選出的降解菌進(jìn)行生理生化和分子學(xué)鑒定;并以單一環(huán)境因素為變量研究降解功能菌的降解性能和最佳降解條件;在最適降解條件下,利用篩選的降解功能菌處理含油鉆屑,驗(yàn)證其降解性能;通過(guò)添加生物質(zhì)材料強(qiáng)化降解功能菌對(duì)含油鉆屑的降解,最終進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)小試,考察該技術(shù)手段的可行性。本研究取得如下結(jié)果:(1)該頁(yè)巖氣田產(chǎn)生的水基鉆屑經(jīng)壓濾后呈灰褐色泥餅狀,含油鉆屑經(jīng)過(guò)熱解技術(shù)預(yù)處理后呈黑色,散發(fā)濃重油泥味。經(jīng)測(cè)定,水基鉆屑pH為8.47,含水率4.12%,有機(jī)質(zhì)含量3.21%,含油量為2680 mg/kg;含油鉆屑pH為7.94,偏堿性,含水率6.69%,有機(jī)質(zhì)含量5.74%,含油量為13879 mg/kg。按照《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》,水基鉆屑含油量超過(guò)一類(lèi)用地環(huán)境篩選值2.24倍;含油鉆屑作為危險(xiǎn)廢物其含油量超過(guò)建設(shè)用地風(fēng)險(xiǎn)管控值二類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)2倍,需進(jìn)行嚴(yán)格把控并提出一定的修復(fù)治理措施。(2)從含油鉆屑中最終篩選出3株降解功能菌,命名為ZX-2,ZX-3和ZX-5。3種菌均為革蘭氏陰性菌,通過(guò)觀察菌落形態(tài)、生理生化鑒定和16S rDNA鑒定,ZX-2和ZX-3均屬銅綠假單胞菌屬(Pseudomonas aeruginosa),ZX-5屬糞產(chǎn)堿菌屬(Alcaligenes faecalis)。(3)篩選的3株降解功能菌在降解原油實(shí)驗(yàn)中,在接種量為10%,pH范圍在7~8之間,鹽濃度為0.5%的條件下能夠最大程度降解原油。通過(guò)提供高濃度鹽環(huán)境,考察3株降解菌對(duì)鹽的耐受性,當(dāng)鹽濃度大于7%時(shí)降解菌基本無(wú)法存活,在3%鹽濃度條件下還能保證一定活性,基本可以滿(mǎn)足對(duì)鉆井巖屑高鹽濃度的耐受要求。單一菌株在最適條件下對(duì)含油鉆屑進(jìn)行降解,降解效果不佳,ZX-2、ZX-3、ZX-5的降解率分別為:24.8%、37.61%和34.58%。將3株降解功能菌進(jìn)行等量復(fù)配,在適宜降解條件下,經(jīng)15 d處理,含油鉆屑降解率達(dá)52.1%。(4)為強(qiáng)化微生物對(duì)含油鉆屑的降解能力,在進(jìn)行含油鉆屑降解時(shí)通過(guò)添加10%質(zhì)量比的牛糞有機(jī)肥或腐熟污泥強(qiáng)化修復(fù)過(guò)程;將室內(nèi)試驗(yàn)放大,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)小試實(shí)驗(yàn),經(jīng)過(guò)126天處理,添加牛糞有機(jī)肥和腐熟污泥的兩組實(shí)驗(yàn),石油類(lèi)降解率分別為64.5%和64.8%。通過(guò)GC-MS檢測(cè)添加了牛糞有機(jī)肥的實(shí)驗(yàn)組在降解前后有機(jī)成分的變化,一定程度上說(shuō)明微生物利用了鉆屑中一部分直鏈烷烴及芳香烴等有機(jī)物,該法可以有效降低含油鉆屑中石油類(lèi)物質(zhì)的含量。
【圖文】：

運(yùn)輸和處理過(guò)程有產(chǎn)生污染的風(fēng)險(xiǎn)。若要對(duì)其進(jìn)行處理，首先要了解其基本的理化性質(zhì)，對(duì)其污染程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。本章對(duì)兩類(lèi)鉆井巖屑，水基鉆屑和含油鉆屑的理化性質(zhì)（pH、含水率、有機(jī)質(zhì)）、含油率和有機(jī)組分等指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定，為后續(xù)微生物篩選及修復(fù)工作奠定基礎(chǔ)。2.1 材料與設(shè)備2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料本實(shí)驗(yàn)采用取自西南某頁(yè)巖氣田二開(kāi)斜井段產(chǎn)生的兩類(lèi)鉆井巖屑，水基鉆屑經(jīng)壓濾脫水后呈灰色泥餅狀，并伴有刺激性氣味，主要含有石油類(lèi)化合物、潤(rùn)滑劑、聚合物、KCl、純堿等。含油鉆屑是油基泥漿鉆井巖屑采用熱解工藝（張曼麗 等，2018）進(jìn)行初步脫油處理后的廢棄物，如圖 2-1 所示。

含油量 2680 mg/kg 13879 mg/kg外觀 灰白色 黑色頁(yè)巖氣田的兩類(lèi)鉆井巖屑進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)其結(jié)果可以看出，兩較低分別為 4.12%和 6.69%。pH 值偏高，可能受鉆井液中無(wú)機(jī)影響，水基鉆屑 pH 為 8.47，含油鉆屑 pH 為 7.94；水基鉆屑1%、含油鉆屑的有機(jī)質(zhì)含量為 5.74%，灼燒過(guò)程中產(chǎn)生難聞的油機(jī)質(zhì)含量的差異也與其含油量不同有關(guān)，，水基鉆屑含油量約為油鉆屑含油量較高平均約為 13879 mg/kg。量測(cè)定結(jié)果分析石油醚稀釋原油的特征吸收波長(zhǎng) 220~260nm 的掃描，測(cè)定其吸225 nm 波長(zhǎng)為該類(lèi)原油的最佳吸收波長(zhǎng)，測(cè)定的結(jié)果如圖 2-2
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：X741;X172

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 秦佳;張威;劉晶;馮明溪;廖瑩;陳弘;;美國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)狀況分析[J];大慶石油地質(zhì)與開(kāi)發(fā);2014年04期

2 和澤康;馬傳明;周愛(ài)國(guó);劉存富;蔡鶴生;李小倩;劉運(yùn)德;方玲;;頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)中水土環(huán)境污染的同位素技術(shù)[J];地質(zhì)學(xué)報(bào);2015年S1期

3 ;我國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)利用三步走模式[J];江漢石油科技;2013年04期

4 葉偉強(qiáng);;氣井遠(yuǎn)程調(diào)控技術(shù)在涪陵頁(yè)巖氣田的應(yīng)用[J];江漢石油科技;2016年02期

5 ;頁(yè)巖氣11-12月份部分項(xiàng)目進(jìn)展匯總[J];氣體分離;2016年06期

6 ;頁(yè)巖氣9-10月份部分項(xiàng)目進(jìn)展匯總[J];氣體分離;2017年05期

7 ;賈承造:頁(yè)巖氣要大干不要快上[J];氣體分離;2012年02期

8 郭玉志;;頁(yè)巖氣“十二五”規(guī)劃發(fā)布主攻勘探開(kāi)發(fā)[J];氣體分離;2012年02期

9 趙俊;;中國(guó)頁(yè)巖氣大發(fā)展急需解決的7個(gè)問(wèn)題[J];氣體分離;2013年01期

10 ;江西省頁(yè)巖氣研究院成立[J];氣體分離;2013年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 樊偉鵬;姚軍;孫海;樊冬艷;;考慮不同尺度裂縫的頁(yè)巖氣耦合流動(dòng)模型[A];第十屆全國(guó)流體力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2018年

2 劉秋菊;;我國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的環(huán)境法律規(guī)制探析[A];湖北省法學(xué)會(huì)法經(jīng)濟(jì)學(xué)研究會(huì)2017年年會(huì)摘要集[C];2017年

3 崔永強(qiáng);;頁(yè)巖氣成因及頁(yè)巖氣工業(yè)[A];2017中國(guó)地球科學(xué)聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（二十）——專(zhuān)題42：地幔地球化學(xué)與鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石成因、專(zhuān)題43：地球化學(xué)進(jìn)展[C];2017年

4 陳衛(wèi)東;;頁(yè)巖氣招標(biāo)已過(guò)兩輪 民企仍在“打醬油”[A];2015年國(guó)際貨幣金融每日綜述選編[C];2015年

5 薛蓮;白如栻;劉琦;呂如卉;;頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展和環(huán)境影響評(píng)估的現(xiàn)狀和啟示[A];《環(huán)境工程》2018年全國(guó)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2018年

6 黃毅;張樹(shù)東;楊小兵;;測(cè)井信息在頁(yè)巖氣水平井評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[A];2016年全國(guó)天然氣學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2016年

7 李季;;頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)過(guò)程中的水資源保護(hù)問(wèn)題及技術(shù)發(fā)展建議[A];2016年全國(guó)天然氣學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2016年

8 付斌;;淺析我國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展所面臨的問(wèn)題[A];2016年全國(guó)天然氣學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2016年

9 金慶花;張大權(quán);翟剛毅;;關(guān)于推進(jìn)我國(guó)頁(yè)巖氣跨越式發(fā)展的思考與建議[A];第一屆全國(guó)青年地質(zhì)大會(huì)論文集[C];2013年

10 孟慶芬;張思?jí)?孟帥;黃曉偉;梅海;;微生物烴檢測(cè)技術(shù)在四川盆地頁(yè)巖氣“甜點(diǎn)”勘探中的應(yīng)用[A];中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)2015學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要匯編（中冊(cè)）[C];2015年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 特派記者 雷鵬程 王瑩;我省頁(yè)巖氣商業(yè)銷(xiāo)售今年有望在遠(yuǎn)安破題[N];三峽日?qǐng)?bào);2020年

2 記者 于德福;黔南坳陷頁(yè)巖氣勘查前景廣闊[N];中國(guó)自然資源報(bào);2020年

3 記者 于德福;貴州明確頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)[N];中國(guó)自然資源報(bào);2020年

4 記者 戴瑩;涪陵頁(yè)巖氣田強(qiáng)化管理促生產(chǎn)平穩(wěn)高效[N];中國(guó)石化報(bào);2020年

5 本報(bào)記者 孫書(shū)博;北美:盈利提升活力增強(qiáng)[N];中國(guó)化工報(bào);2013年

6 特約記者 顧定槐;“新鉆11國(guó)”將引領(lǐng)亞洲發(fā)展[N];中國(guó)化工報(bào);2013年

7 思遠(yuǎn);坐擁資源，命運(yùn)何以大不同[N];中國(guó)化工報(bào);2013年

8 龐曉華;加石化業(yè)深受頁(yè)巖氣革命滯后之苦[N];中國(guó)化工報(bào);2013年

9 謝昭萍 王珂;業(yè)界觀點(diǎn):廣泛應(yīng)用路還很長(zhǎng)[N];中國(guó)化工報(bào);2014年

10 石景文;阿爾及利亞石化產(chǎn)業(yè)跑起來(lái)了[N];中國(guó)化工報(bào);2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 姜磊;強(qiáng)改造作用下川南下古生界頁(yè)巖氣保存條件研究[D];成都理工大學(xué);2019年

2 顏磊;川南海相頁(yè)巖氣測(cè)井綜合評(píng)價(jià)技術(shù)及應(yīng)用研究[D];成都理工大學(xué);2019年

3 徐浩;南方海相頁(yè)巖儲(chǔ)層微觀孔隙表征方法及含氣特征分析[D];成都理工大學(xué);2019年

4 王蜜蕾;利用甲烷吸附動(dòng)態(tài)過(guò)程數(shù)據(jù)計(jì)算含水頁(yè)巖滲透率的方法[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2019年

5 孫寅森;鄂爾多斯盆地東部山西組頁(yè)巖孔隙表征及控制因素[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2019年

6 徐壯;地層條件下頁(yè)巖總孔隙度的定量化表征與預(yù)測(cè)[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué);2019年

7 楊現(xiàn)禹;納米材料增強(qiáng)頁(yè)巖井壁穩(wěn)定性的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué);2019年

8 袁偉;鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)7段富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖形成機(jī)理[D];中國(guó)石油大學(xué)(北京);2018年

9 陳義忠;基于非常規(guī)能源的水-能耦合系統(tǒng)模擬評(píng)估與多層決策[D];華北電力大學(xué)(北京);2019年

10 何堅(jiān);頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)納米孔隙中CO_2/CH_4置換及運(yùn)移機(jī)理研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2019年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 梁峰;水化學(xué)及環(huán)境因素對(duì)龍馬溪組頁(yè)巖元素遷移的影響[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2019年

2 章樂(lè)彤;重慶地區(qū)富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖地球化學(xué)特征及地質(zhì)意義[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2019年

3 王浩;燕山地區(qū)中-新元古界頁(yè)巖氣成藏地質(zhì)條件研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2019年

4 魏靜;我國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展問(wèn)題與對(duì)策研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2019年

5 李恬;頁(yè)巖含水率對(duì)甲烷吸附的影響研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2019年

6 孫哲;頁(yè)巖氣井井口引射式增壓工具優(yōu)化研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2019年

7 任臣意;柴東石炭系頁(yè)巖三維離散裂隙網(wǎng)絡(luò)模型與塊體化研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2019年

8 劉雅雪;頁(yè)巖氣含油鉆屑降解菌的選育及降解技術(shù)研究[D];成都理工大學(xué);2019年

9 何沂;基于稀疏自編碼的頁(yè)巖氣層反射地震信號(hào)表征研究[D];成都理工大學(xué);2019年

10 劉家良;基于頁(yè)巖孔隙成像應(yīng)用的Au/Fe_3O_4復(fù)合納米材料的制備[D];成都理工大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2613506