俄罗斯每年在石油和天然气开采过程中会产生多达30万吨钻屑,废弃物总量超9500万吨。这些钻屑是碎石、特殊溶液、油和化学物质的混合物,含有石油产品、重金属等对环境有害的物质。目前,人们采用掩埋或焚烧的方式处理,但成本高昂且无法彻底解决问题,污染物会渗入土壤和水体,造成环境污染。

为减少钻屑对环境的负面影响,此前人们尝试了机械脱水(用离心机去除多余液体)、焚烧、埋藏等多种处理方法,然而效果均不理想。埋藏的沉积物需数十年才能分解,其中的有害物质最终会渗入土壤和地下水,导致河流和湖泊污染。
彼尔姆理工大学(PNIPU)的科学家通过实验,找到了将钻屑用于道路建设并形成有效路面的方法。他们研究发现,钻井泥浆样本中含有浓度为0.1%至6.2%的环境有害物质,如石油、石油产品、氯化物和重金属。研究团队对一部分泥浆的原始状态以及去除灰尘和粘土颗粒后的状态分别进行研究,并将样品干燥以评估颗粒成分。
研究人员建议将泥浆中的矿物成分添加到沥青混凝土中,替代传统的粉末。泥浆中的油类产品适合用作沥青的粘合剂,可使其更具弹性并耐高温。为确定最佳添加比例,研究团队依次将泥浆以4%、8%和12%的浓度添加到混合物中。实验室测试表明,最佳泥浆含量在5%至7%之间。这里所指的是经过清洗的样品,其具有高强度、耐水性和抗荷载性,与普通矿物粉末相似,且符合俄罗斯国家标准(GOST)的要求。
PNIPU汽车与技术机械系教授、技术科学博士康斯坦丁·普金评论称,这种方法解决了危险废物的处理问题,并有助于降低建筑材料的生产成本。
将钻屑废料引入沥青混凝土成分中,可有效利用其矿物成分(占比60%以上)的材料资源,同时利用石油和石油产品形成沥青混凝土的结构。此外,还能将沥青混凝土混合料的生产成本降低约10 - 18%。该研究成果已发表在《俄罗斯生态与工业》杂志上,PNIPU科学家开发的技术方法将有助于改善沥青混凝土混合料的物理和机械性能,并消除与钻屑处理相关的环境问题。













