致密油气钻井废弃物稳固化处理是致密油气藏开发中亟需解决的问题,其关键在于废弃物的资源化利用及二次浸出污染。为此,本文针对致密油气钻井废弃物的污染性,提出并研究了致密油气钻井废弃物高强度固化及表面涂覆技术,形成的配套技术可望推动钻井废弃物环保工艺的发展,实现致密油气藏的环境友好型勘探开发。调取胜利油田钻井废弃固相,通过正交试验及单因素分析优选了高强度固化体系配方,分析了固化物水化产物及微观结构,研究了固化体系高强度形成机理,测试了固化体系对污染物的封固性能,探究了不同因素对体系强度的影响规律。构建的最佳复合固化体系为:100g废弃物+5g H₂O+28g MgO+19g MgCl₂+0.4g改性剂+21g粉煤灰。体系28d抗压强度39.65MPa,废弃物处理率69.78%,当致密细针状水化产物5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O呈交错空间网状结构,可形成有效机械联锁,实现固化高强度,同时环保性能达到国家排放标准。体系强度受成型压力、浸泡和废弃物组成等因素影响,成型压力增加,石英、NaCl、重晶石含量增大提高固化物强度;浸泡、油类、粘土矿物含量增大对强度起负面作用。高强度固化研究中存在的浸泡7d强度损失率63.190%,Cd、Mn、Cr离子浸出问题,制约了其资源化利用环境。为此,通过正交试验及单因素分析优选了表面涂覆工艺,研究了涂覆层对固化物的表面改性和封固效果,评价了涂覆层、涂覆固化物涂覆效果,分析了表面涂覆作用机理。获得了最佳表面涂覆工艺:龄期14d以上+憎水树脂2层涂覆+刷涂+室温养护,养护1d。涂覆固化物表面接触角为79.56°,吸水率为3.036%,浸水7d强度损失率21.091%,强疏水作用,防水性能良好;耐温7d、耐H₂O、10%HCl、10%H₂SO₄溶液浸泡7d性能强,耐10%NaOH溶液浸泡性能较差;浸出液COD满足国家一级标准,重金属离子均未检出。对比涂覆效果评价结果分析表面涂覆作用机理,固化物表面粗糙、孔隙发育,利于涂覆材料附着、渗入,涂覆后孔隙结构消失;通过红外光谱分析,固化物表面出现酯类特征峰,涂覆层渗入固化物与表面紧密结合。涂覆层和涂覆固化物综合性能相似,涂覆固化物保留了涂覆层的优良性能,改善了表面性能,提高了环境适应性和环保性。