针对页岩地层具有易水化膨胀的特点[1]，在进入页岩气目的层前需采用强抑制性、能够满足水敏性地层的油气层保护需要的油基泥浆钻井，该阶段会产生油基钻屑。据统计[2]，单井油基钻屑产生量为250～350 m3。油基钻屑中含矿物油、页岩碎屑及钻井液添加剂等，成分复杂，属多相体系，其中油基钻屑中矿物油所占比例为10%以上，因此，油基钻屑具备危险性与资源性双重属性。目前，对油基钻屑主要采取回收处理，以回收油基钻屑中的矿物油成分。其中，热脱附处理技术广泛应用于回收处理油基钻屑，该技术是在缺氧或无氧条件下，采用热辐射间接加热的方式将油基钻屑加热至目标温度400 ℃，加热约2 h，完成目标污染物与岩屑颗粒分离，热脱附过程燃料不与油基钻屑直接发生接触，不易产生二英等有害物质，且热脱附过程最大程度减小对矿物油品的破坏。

固体废物热处理回收矿物油组分及特性分析目前已有报道，如姬爱民等[3]对污泥热解油组分及特性进行了分析。因多环芳烃(PAHs)毒性大，热处理回收矿物油中PAHs一直备受关注，胡艳军等[4-5]对污泥热解油中PAHs分布特征进行了研究，认为热解油中PAHs含量与污泥自身赋存的自由PAHs含量具有一定关联。Chiang等[6]研究发现，污泥热解油中主要含有低中环PAHs。目前的研究多基于污泥的热解，由于页岩气在我国属新兴行业，针对油基钻屑回收矿物油组成与特性研究较为鲜见。矿物油经钻井与热脱附成为回收矿物油的2个过程分别对矿物油组分、PAHs分布的影响，回收的矿物油相比配制油基泥浆的基油组分发生的变化，回收矿物油是否满足配置油基泥浆的基本性质，均有待深入研究。因此，有必要对矿物油组成特点及成分变化开展研究，以揭示矿物油油品的变化规律。

对西南某页岩气田中油基泥浆、油基钻屑中矿物油与回收矿物油进行采样，测试分析3类样品中矿物油组成。对矿物油中有机物主要成分及所占比例进行研究，并探讨了矿物油组分随钻井与热脱附过程的分布及组成特征变化趋势，以期为油基钻屑热脱附处理技术评价与回收矿物油最终去向和环境风险评估提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集

油基泥浆、油基钻屑中矿物油，回收矿物油，配置油基泥浆所用矿物油均来自西南某页岩气田。其中，油基泥浆为新配置，未进行钻井作业；油基钻屑在泥浆循环系统中振动筛出口收集；回收矿物油来自油基钻屑热脱附处理站，采样时先将油桶中矿物油混匀，以保证样品具有代表性。油基泥浆与油基钻屑来源于4个钻井平台，每个样品采集1 kg。样品采集后置于广口棕色玻璃瓶中，冷藏保存。

1.2 样品预处理与分析

将油基泥浆、油基钻屑置于离心机中，在4 000 rmin条件下离心5 min，上层矿物油待用。

“爸，你为什么要这样拼命？你本该安享晚年！”父亲这才说出原因：“小锦，我是想多挣点钱买些树苗，还有些树苗没有种，我干上几个月，这买树苗的钱就全有了。”

按照含碳数将矿物油总石油烃类分为C6～C9、C10～C14、C15～C28和C29～C36 4段，其中，C6～C9采用US EPA 8260C[7]测定，C10～C14、C15～C28与C29～C36采用US EPA 8015C[8]标准测定。

油基泥浆、油基钻屑中矿物油与回收矿物油样品预处理方法：取1 mL油样于10 mL离心管内，加入四氯化碳配制成体积比为0.04%的溶液，置于旋涡混合器上振荡使油样全部混合均匀，加入1 g无水硫酸钠去除水分后，进行气相色谱-质谱(GC-MS)分析。

中国特色社会主义道路的形成和确立并非呼之即来、俯拾即得，更不是从天上掉下来的，而是马克思主义中国化的产物，是在改革开放40年的探索与实践中得来的，是在我们党领导人民进行伟大社会革命97年的实践中得来的，是在近代以来中华民族由衰至盛170多年的历史进程中得来的，是从对5000年中华文明的积累、变革、传承的科学总结中得来的，是党和人民经历千辛万苦、坚持长期奋斗、付出高昂代价所取得的宝贵成果，真乃是千磨万砺方寻获，千淘万漉始得之。其中不仅充盈着中国共产党人和中华民族的毅力、智慧和勇气，而且更赋有坚持不懈、顽强不屈的探索、创新、开拓与拼搏精神。

钻井过程与热脱附过程生成PAHs所占比例与组分存在一定差异，为进一步探讨PAHs的分布特征及来源，对矿物油中PAHs进行多特征比值分析。研究表明[23-24]，双比值法不仅能反映PAHs来自热解或石油类污染，还能更准确反映PAHs特征。本研究选用BaA(BaA+Chr)-Fla(Fla+Pyr)和InP(InP+BghiP)-BaPBghiP的双比值法对PAHs进行识别，结果见图4。

矿物油中PAHs以US EPA列出的16种优控PAHs污染物为代表：2环的萘(Nap)；3环的苊烯(Acy)、苊(Ace)、芴(Flu)、菲(Phe)、蒽(Ant)；4环的芘(Pyr)、荧蒽(Fla)、苯并[a]蒽(BaA)、(Chr)；5环的苯并[b]荧蒽(BbF)、苯并[k]荧蒽(BkF)、苯并[a]芘(BaP)、二苯并[a,h]蒽(DBA)；6环的茚并[1,2,3-cd]芘(IcdP)、苯并[ghi]芘(BghiP)。

对以上16种PAHs采用高效液相色谱(HPLC)测定：分离柱为VP-ODS(150 L× 4.6 mm)；流动相采用乙腈 ∶水为9∶1的混合物，流速为1 mLmin，柱温为30 ℃。分别抽取相同体积的矿物油样品和混合标准使用液，采用外标法对样品进行测定。对16种PAHs的所占比例进行算术相加得到总PAHs，进一步计算各环数的PAHs占总PAHs的比例。

1.3 矿物油性能评价试验

2.2.1 3类矿物油组分

2 结果与分析

2.1 矿物油总石油烃类分布特征

对比油基泥浆中矿物油与油基钻屑中矿物油组分可知，油基泥浆矿物油中烯烃类与非烃类组分所占比例为20%，经钻井后油基钻屑矿物油中烯烃类与非烃类所占比例降低，出峰不明显；油基钻屑矿物油中烷烃类所占比例增加。其中，氯代烃在油基泥浆矿物油中未检出，而在油基钻屑矿物油中出峰明显，所占比例为11.25%。矿物油经钻井过程后烷烃类中异构烷烃与卤代烃所占比例增加明显，推测是由于在钻井过程中烷烃类发生异构化和取代反应；此外，芳烃类由6种增至16种，所占比例由12.11%提高为23.90%，主要是油基泥浆矿物油在钻井过程发生化学反应生成新的PAHs[12]，进而造成芳烃类所占比例与种类的增加。加之单环与2环芳烃具有较强的挥发性[13]，而钻井与油基泥浆循环过程是高温和机械作用强度较大的过程，使低环数的芳烃易挥发，造成所占比例有所降低。结合非烃类化合物所占比例大幅降低，PAHs所占比例增加的现象，推测是酯类物质如邻苯二甲酸丁酯在钻井过程中发生反应，形成更稳定的茚、萘类等PAHs类[14]。非烃类物质所占比例降低还可能是因为非烃类物质能与沥青质和胶质发生酯化反应而结合到沥青质上，成为沥青质的一部分，本试验样品预处理是高速离心油基泥浆，取上层矿物油，而沥青质与岩屑等成分在底部，造成测试样品中非烃类物质所占比例降低。

外部建设环境对铁路项目勘察设计所涉及的环境评价、土地预审、水土保持、文物保护、地灾评估、压矿评估、通航论证、航道立交协议、专题论证等工作，都提出了愈加苛刻的要求。铁路总公司要求进一步加强节约能源和环境保护全过程管理工作；铁路项目建设要少占耕地，减少对城镇、农田的人为分割，增加桥梁所占线路的比例。这需要总体不断加强知识积累、更新理念，确保勘察设计依法合规。

  

图1 矿物油中总石油烃类分布Fig.1 Distribution of total carbon hydrocarbons in mineral oil

由图1可知，3类矿物油样品中总石油烃类分布基本一致，均以C15～C28所占比例最高，为65.13%～68.51%；C10～C14次之，为30.96%～33.88%；C6～C9所占比例最小，为0.19%～0.37%。该结果与典型油基钻屑中总石油烃类分布一致[9]。

回收矿物油中C15～C28所占比例相比其他2种矿物油略有减少，而C10～C14所占比例增加3个百分点左右，主要原因是热脱附处理目标温度为400 ℃，略高于烃类有机物裂解温度(370 ℃)[10]，因此，在热脱附过程中存在矿物油裂解反应。相比其他2种矿物油，回收矿物油中重组分(C29～C36)所占比例略有增加，这主要是由于在钻井和热脱附过程中矿物油轻组分有少量损失[11]，加之在热脱附过程的高温条件下，矿物油易老化生成重组分。但总体上3类矿物油与典型柴油成分的碳链长度分布很相近[11]，钻井和热脱附过程对矿物油中总石油烃类分布影响较小。

2.2 矿物油组分分布特征

参照现场工程实践采用的油基泥浆配方进行泥浆配制，测定其塑性黏度、动切力、动塑比、破乳电压等相关参数。

对比分析油基钻屑中矿物油与回收矿物油组分可知，二者差异较小，主要为烷烃类和芳烃类，但各组分所占比例存在一定差异。其中油基钻屑中矿物油经热脱附过程后卤代烃所占比例进一步增加，为17.56%；芳烃类所占比例变化不大，单环芳烃所占比例由4.06%减至2.21%，PAHs所占比例由19.83%增至22.15%。这主要是由于高温过程有利于环化反应和聚合生成多环芳香族化合物[15]，从而生成新的复杂芳烃。

油基泥浆、油基钻屑中矿物油与回收矿物油的GC-MS图谱如图2所示，组分如表1所示。从图2和表1可以看出，3类矿物油组成存在一定的差异，说明矿物油经钻井与热脱附过程组分发生了变化。油基泥浆矿物油中检出的主要有机物为烷烃类、烯烃类、芳烃类、非烃类(酚类、酯类等)，而油基钻屑矿物油中有机物主要包括烷烃类(含卤代烃)和芳烃类。

纸质词典和电子词典适合不同的场合，用于不同的目的。王少斌在《电子词典和纸质词典在英语学习中的效率比较》一文中指出：纸质词典的优点：一是解释全面[10]，二是在查完某个单词后可以在纸质词典上记录自己的感悟，可以圈圈点点；缺点是体积大，携带不便，查阅时需逐页逐行查找，比较繁琐。而电子词典的优点是体积小、重量轻，便于携带，便于查阅，可以随时随地使用，功能多，还具有发音设备，可以领读、跟读。但是由于电子词典的显示屏的局限性，所有词条不能一览无余，对词条的解释也不是很全面，收录的词汇量少。

  

图2 油基泥浆、油基钻屑中矿物油与回收矿物油GC-MS图谱Fig.2 Comparison of GC-MS mineral oil in oil-based mud, mineral oil in oil-based cuttings and recycled mineral oil

 

表1 油基泥浆、油基钻屑中矿物油与回收矿物油组分Table 1 Chemical compositions of mineral oil in oil-based mud, mineral oil in oil-based cuttings and recycled mineral oil

  

组分类别油基泥浆中矿物油油基钻屑中矿物油回收矿物油烷烃类(含卤代烃)十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、十六烷、十七烷、十八烷、十九烷、二十烷、二十一烷、二十二烷、二十三烷、环二十四烷等壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、十六烷、十七烷、十八烷、十九烷、二十烷、二十一烷、二十二烷、二十三烷、六氯乙烷、2,6-二甲基十一烷、7-甲基十三烷、2-己基十三烷、2,6,10-三甲基十二烷、2,6,10,14-四甲基十五烷、2,6,10,14-四甲基十六烷等六氯乙烷、十一烷、十二烷、己基环己烷、7-甲基十三烷、十三烷、2-己基十三烷、2,6,11-三甲基十二烷、十四烷、7-甲基十五烷、十五烷、十六烷、2,6,10-三甲基十五烷、十七烷、2,6,10,14-四甲基十五烷、十八烷、十九烷、二十烷、二十一烷、二十二烷、二十三烷等烯烃类十二烯、十六烯、十八烯、二十一烯、二十二烯等——芳烃类四甲基苯、萘、6-甲基-1,2,3,4-四氢萘、2-甲基萘、1-甲基萘、1,6-二甲基萘四甲基苯、1,2,3,4-四氢萘、2,3-二氢-1,6-二甲基-1H茚、萘、2-甲基-1,2,3,4-四氢萘、6-甲基-1,2,3,4-四氢萘、5-甲基-1,2,3,4-四氢萘、2-甲基萘、5,7-二甲基-1,2,3,4-四氢萘、1,6-二甲基萘、1,7-二甲基萘等四甲基苯、1,2,3,4-四氢萘、萘、2-甲基-1,2,3,4-四氢萘、1-甲基-1,2,3,4-四氢萘、2,3-二氢-5,6-二甲基-1H茚、6-甲基-1,2,3,4-四氢萘、5-甲基-1,2,3,4-四氢萘、2-甲基萘、2,7-二甲基-1,2,3,4-四氢萘、5,7-二甲基-1,2,3,4-四氢萘、1,6-二甲基萘、1,7-二甲基萘、2,3-二甲基萘、2,3,6-三甲基萘等非烃类邻苯二甲酸二丁酯、2,4-二叔丁基苯酚、己二酸二(2-乙基己基)酯等——

矿物油总石油烃类分布见图1。

根据本调查结果可以发现，中学体育教师的工作满意度为基本满意，且满意程度较低。其中，最满意的是工作性质，最不满意的是职业认同感，而对于同事关系和工作环境的满意度居中。本研究中满意度较高的是工作性质和同事关系，这可能与体育教师的工作特殊性密切相关。中学体育教师对工作性质和同事关系的满意度较高，究其原因，一方面可能是因为体育老师在“应试教育”模式中所承担的压力较小，教师间的相互竞争也较小，因而同事之间的矛盾较少，关系不会过于紧张；另一方面，体育教师的教学环境主要是在户外，教学内容也较为轻松活泼，与课堂教学相比不容易带来较大的压力。

第四，“高校师资培训一体化”认同上存在差异。认同是影响师资培训效果的重要因素，甚至是关键因素，但又是常被忽略的因素。北京聚集了全国的优质教育资源，对津冀的高校人才产生了“虹吸效应”，高等教育超常规发展，优势和“优越感”并存。津冀教师希望能够借助这些资源来提升自己，而北京的师资在本地区即可获取优质资源，加之传统观念和惯性思维，缺乏协同发展的愿景和使命感，对于一体化的培训存在认同差异，“协同文化”需进一步形成。从2017年和2018年京津冀高校师资培训体系组织的相关培训来看，北京高校教师参与的积极性不高。

油基钻屑矿物油热转化性能好，因而易结焦生炭[16]，也是热脱附技术常见的工程难题，而芳烃是主要的结焦母体[17]，因此，降低矿物油中芳烃所占比例，优化工艺技术参数，可降低结焦现象。

PAHs为矿物油中的特征污染物，环数越高的PAHs环境危害性越大，因此，对3类矿物油中PAHs组分及其分布特征展开研究。将16种PAHs分为2+3环(低环)、4环(中环)和5+6环(高环)[18]。3类矿物油中各环PAHs所占比例如图3所示。

2.2.2 3类矿物油中PAHs组分分布特征

对比3类矿物油组分及分布特点发现，钻井过程造成矿物油组分变化较热脱附过程大，主要是由于钻井过程条件较为复杂，是高温高压、机械强度大且受矿物质影响的过程；而热脱附反应目标温度为400 ℃，且反应过程不额外添加化学药剂，最大程度不破坏油基钻屑中矿物油组分。

  

图3 3类矿物油中各环PAHs所占比例Fig.3 Distribution of PAHs with different numbers of rings in 3 kinds of mineral oil

从图3可以看出，3类矿物油中PAHs均是低环所占比例较高，为56.0%～97.51%，其中以油基泥浆矿物油最高；3类矿物油中PAHs中环分别占2.49%、28.21%与33.98%，以回收矿物油中所占比例最高；回收矿物油中高环PAHs为10.02%，其他2类矿物油中所占比例极低。

基础矿物油中含有一定量的PAHs[19]，经钻井

与热脱附后出现PAHs中低环逐步向中高环转变的趋势。但钻井与热脱附过程PAHs组分变化存在一定差异：经钻井过程，矿物油中PAHs主要为2环所占比例减少，3环与4环所占比例增加；热脱附过程矿物油中4环以上PAHs所占比例增加。矿物油中PAHs生成复杂，与物料本身和反应过程密切相关[20]，油基泥浆中含有添加剂较多，有机结构体在钻井与热脱附过程发生化学反应生成PAHs。造成钻井与热脱附影响矿物油中PAHs变化趋势不同的关键因素是反应温度与时间[21]，油基泥浆使用温度约为200 ℃，经泥浆循环系统后循环使用，而热脱附反应温度约为400 ℃，整个热脱附过程约为2 h。除此之外，PAHs的变化趋势也受本身的物理化学性质影响，分子量小的低环PAHs易挥发[22]，钻井与热脱附过程机械扰动较强，温度也相对较高，可能会造成低环PAHs的逸散，进而造成中高环PAHs所占比例的增加。

2.2.3 矿物油中PAHs来源解析

学校是儿童学习的场所，学校教育是儿童接受教育必不可少的要素。关于乡村小学应肩负的重要使命，林春生在《抗战期中的乡村小学》中提出了“乡村小学要与地方领袖合作，竭力协助完成军事计划；组织与训练青年；对乡村民众灌输爱国爱民的民族思想和战时常识；设法提高农村的战时生产。”［10］

矿物油组成采用安捷伦7890B-5977A GC-MS分析。气相色谱条件：色谱柱(DB-5MS)为60 m×0.25 mm×0.25 μm，恒流模式，载气为氦气(纯度不低于99.999%)，流速为1.0 mLmin；升温程序起始温度为60 ℃，保持2 min，以10 ℃min升至280 ℃，保持10 min；进样口温度为270 ℃；分流进样，分流比为2∶1；进样体积为1 μL；采用单四级杆质谱检测器，电子轰击离子源(EI)，离子源温度为230 ℃，四级杆温度为150 ℃，GC-MS接口温度为280 ℃，溶剂延迟8 min。用面积归一法计算出样品中各系列化合物所占比例。

  

图4 3类矿物油中PAHs双比值Fig.4 The PAHs double ratio in 3 fainds of mineral oils

由图4可知，回收矿物油主要落在BaA(BaA+Chr)大于0.35的区域，表明PAHs主要来源于高温氧化或燃烧。油基钻屑矿物油中PAHs主要落在0.20～0.35区域，表明其来源是石油源与燃烧源。而油基泥浆矿物油中PAHs的BaA(BaA+Chr)相对其他2种矿物油偏低。经Fla(Fla+Pyr)判断，3类矿物油PAHs基本落在小于0.40区域，主要为石油源。经InP(InP+BghiP)-BaPBghiP判别，油基泥浆和油基钻屑矿物油PAHs的InP(InP+BghiP)小于0.35，回收矿物油PAHs的InP(InP+BghiP)为0.35～0.60，明显高于其他2种矿物油；3种矿物油PAHs的BaPBghiP基本落在小于0.40的区域。2种双比值法得到判断结果较为一致，油基钻屑矿物油中PAHs主要来源于石油，而经钻井后矿物油中PAHs污染源转变为混合源，经热脱附后PAHs污染源主要为混合源与燃烧源。

2.3 回收矿物油性能评价

采用柴油与回收矿物油作为基油配制油基泥浆，并对油基泥浆性能进行评价，结果见表2。

安装轴系时，使用拉线法确定轴系理论轴线，为了减小误差，要计算所用钢线的扰度。安装尾轴管时，要对尾轴管进行圆度和圆柱度以及两端轴承孔同轴度检查，检测结果要满足设计要求。

没有洗澡。一切随兴而起。白日被汗液和阳光渗透的肌肤，带有黏腻的触感和气味，却更使人缠绵纠葛，也是他从未有过的特别体验。她的身体纤瘦有力，肌肤如玉石清凉，肉身如同黑洞，本能吸收对峙融合中的力量和矛盾，神情却始终有一种镇定自若。略带冷淡，一言不发，冷眼旁观他的兴奋。他确信她是经验丰富的女子，对肉身有出自天性的爱慕痴缠。一个24岁心意深邃的东方女子。她的过往、历史和秘密无从探测。

 

表2 回收矿物油与0#柴油配制油基泥浆性能对比Table 2 Comparison of properties of recoverd mineral oil-based mud and O# cliesel based mud

  

基础油状态塑性黏度∕(MPa·s)动切力∕Pa动塑比∕〔Pa∕(MPa·s)〕Φ6∕Φ3破乳电压∕V0#柴油滚前40.713.50.33173∕2642滚后45.517.50.38467∕6750回收矿物油滚前43.514.20.32644∕3685滚后45.617.30.37947∕6775

注：试验条件为120 ℃热滚16 h，50 ℃测试流变性;高温高压失水测试条件为70 ℃、30 min、3.445 MPa。

由表2可知，成品油和回收矿物油所配油基泥浆滚前滚后的性能相差不大，具有较好的流变性和乳液稳定性，动塑比大于0.3 Pa(MPa·s)，破乳电压均大于600 V。其中，回收矿物油所配油基泥浆破乳电压略有增大，主要由于回收矿物油成分较柴油复杂，其中胶质的缩合芳环结构(芳香环数、芳香片层)及烷基侧链结构多、极性强、体系分散稳定性好[25]。除此之外，回收矿物油中支链烷烃所占比例也较柴油多，含有的极性基团烃类和其他杂质较多，增加了矿物油的稳定性，致使破乳电压略有增加。

对回收矿物油和0#柴油的流变性、乳化性能等进行分析对比，认为回收矿物油作为基油配置的油基泥浆性能与原柴油配制的油基泥浆性能相当，可用于配置油基泥浆，减少配置油基泥浆的柴油使用量，降低生产成本，实现资源回收。

3 结论

(1)相比热脱附过程，矿物油在钻井过程发生的组分变化更大。经钻井过程后，矿物油中非烃类所占比例降低，而芳烃类有机物种类增加，所占比例增多。油基钻屑在热脱附过程对污染物去除方式除挥发等物理过程外，还存在一定的化学反应，主要表现为芳烃类与卤代烃类所占比例增加。

(2)3类矿物油中均以低环PAHs为主，矿物油经钻井与热脱附过程高环PAHs出现逐渐增多的趋势，且3类矿物油中PAHs来源不尽相同。

(3)回收矿物油作为基油配制的油基泥浆基本性能与柴油配制的油基泥浆相当，流变性与乳化性能均较好。

很多研究涉及港口的投资扩张，其中大多数基于博弈论或优化模型，从港口能力管理的角度研究最优投资量[3]和投资时机[4]问题，而忽视港口所有权不同时投资港口的目的不同以及最终的均衡状态不同的问题。

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