一種廢鉆井泥漿處理方法
【專利摘要】本發明針對廢鉆井泥漿中有大量的鉆屑粉末和可溶性鹽含量較高的特點，利用浮選分離的方法初步分離出重晶石，然后對于浮選后的重晶石進行進一步的表面改性，使其完全適應于重新配置鉆井泥漿，將分離重晶石過程中產生的鉆屑和廢液污泥混合經過磨碎后方回注到地層中。本發明提供的方法具有環境友好、經濟效益良好的特點。
【專利說明】一種廢鉆井泥漿處理方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鉆井廢棄物處理領域，特別是廢鉆井泥漿處理方法。
【背景技術】
[0002]鉆井廢棄物由鉆井廢泥漿、鉆井產生的廢水以及鉆肩等組成，具有油類、固體懸浮物、重金屬離子含量高、含水率變化大，難于脫水等特點，是目前油氣田的主要污染源之一。鉆井廢棄物如果直接排放會影響農作物的生長，長期堆放后會滲入土壤，并進一步污染地下水。因此對廢鉆井泥漿進行無害化處理越來越引起人們的重視。鉆井泥漿隨鉆井工藝需要和地質條件等而有所不同。國內的鉆井泥漿主要由黏土、鉆肩、加重材料(主要是重晶石、水泥等)、化學添加劑、無機鹽組成的多相穩定體系。目前我國每年因為鉆井產生的廢物總排放量高達200萬立方米，陸地的鉆井廢物大多采用固化處理。
[0003]目前國際上公認為最環保的鉆井廢泥漿處理方法是將鉆井廢棄物粉碎漿化后注入合適的地層。鉆井巖肩通過研磨粉碎和篩分并加入適當的水，在注入地層前如需要還可加入適量的稠化劑。這一技術目前主要在國外和國內的部分海上油田采用。
[0004]國內目前尚未開發出較為合適鉆井泥漿處理設備和工藝，大部分油田都采用固化方式處理鉆井廢棄物，即向鉆井廢物物種加入大量的固化劑，使其中的水分被吸附固化成固體物就地掩埋，主要的固化劑包括石灰、粉煤灰、水泥、水玻璃，硅酸鹽等。這樣的處理方法實際上并不能將有害物質完全固化，其隱藏的有害物會慢慢釋放到土壤和地下水中，難以避免二次污染。
[0005]隨著國內外對于環境保護力度的不斷加強，對于鉆井廢棄物的排放要求會越來越嚴格，通過添加固化劑處理鉆井廢棄物的方式必然會被禁止，尋找真正綠色的鉆井污染物處理方法才是正確的選擇。
[0006]另一方面，廢鉆井泥漿中的主要組分除了鉆肩以外，其他的很多組分如重晶石、可溶性的鹽等有價值的材料，只要采取合理的工藝方法，不僅可以帶來顯著的生態環境效益，還可以變廢為寶，產生一定的經濟效益。目前國內外研宄主要的廢鉆井液回收利用方法包括分離回收廢鉆井泥漿中的重晶石、鉆肩等。其中重晶石用來再次配制鉆井泥漿，鉆肩則用來作為水泥原料或直接作為建筑材料。目前國內外已經公開的廢鉆井泥漿重晶石回收方法主要是離心沉降工藝。該工藝存在操作費用高，鉆肩分離不徹底的問題。
[0007]CN1887752A公開了一種油田廢棄泥漿污油泥資源化處理的方法。該處理方法包括廢棄泥漿污泥沖洗脫肩、稀釋吸附、破膠破穩除油、固結及固液分離、濾餅中和反洗脫鹽、濾液中和氧化過濾再處理、泥餅固化利用。可以徹底解決鉆井生產過程中產生的廢棄物和采油注水系統產生的污油泥的污染問題和廢物綜合利用問題，變廢為寶，可獲得較大的經濟效益。
[0008]CN101302067A公開了一種水基體系鉆井廢泥漿固液分離液無害化處理工藝方法，主要包括以下工藝步驟:待處理的水基體系鉆井廢泥漿固液分離液用工業酸將其PH值調節至不大于5，pH值調節后加入fenton試劑進行氧化處理，氧化反應后加入中和劑將pH值調節至7-8，進行中和反應，中和反應后經過濾除去濾渣送入微生物反應器，用取自活性污泥經培養、馴化、篩選后的微生物進行生物降解處理。水基體系鉆井廢泥漿固液分離液經本發明處理后，排出水流的各項檢測指標均不超標，完全達到了中國政府制定的污水綜合排放標準，且處理成本低，處理效率高。
【發明內容】
[0009]本發明針對廢鉆井泥漿中有大量的鉆肩粉末和可溶性鹽含量較高的特點，利用浮選分離的方法初步分離出重晶石，然后對于浮選后的重晶石進行進一步的表面改性，克服了回收重晶石重新使用時泥漿穩定性差的缺點，使用該方法回收的重晶石配制的泥漿與使用新重晶石配制的泥漿性能基本沒有差異。采用本發明回收重晶石后產生的鉆肩殘渣和廢液污泥混合經過磨碎后重新回注到地層中，解決了泥漿廢棄物處理的問題。本發明提供的方法具有環境友好、經濟效益良好的特點。
[0010]從廢鉆井泥漿中浮選回收的重晶石粉，由于在浮選的過程中加入了浮選機對重晶石表面進行了改性，因此在重新用于配制鉆井泥漿時需要對重晶石進行表面改性，使其重新具有親水性，本發明人根據反復試驗，發現通過加入季銨鹽類表面活性劑以及聚乙二醇就可以實現表面改性，尤其是通過二者的加入比例，甚至可以達到比新重晶石粉更好的表面改性效果。
[0011]本發明公開了一種從廢鉆井泥漿回收處理方法，包括以下步驟:(1)對廢鉆井泥漿過篩，除去粒徑大于Imm的固體顆粒；(2)加入硫酸，調整廢鉆井泥漿中的pH值為6_7 ；
(3)、加入適量的水，控制泥漿懸濁液的密度在1.2-1.3g/ml ； (4)加入浮選添加劑至浮選機中，經過5-10天浮選得到重晶石；(5)浮選得到的重晶石用改性劑進行表面改性；(6)將浮選重晶石過程中產生的廢水和泥漿以及步驟(I)過濾產生固體顆粒鉆肩混合并粉碎至粒徑小于3mm，得到粉碎泥漿；(7)將步驟(6)得到的粉碎泥漿回注到地層中。其中所述浮選添加劑的加入量是每立方米泥漿，水玻璃600-1000g，油酸300-500g，十二烷基磺酸鈉300-500g，檸檬酸 50-100go
[0012]其中浮選步驟進行1-6次，優選進行3-4次。
[0013]所述改性劑是聚乙二醇和季銨鹽，其用量為每噸重晶石使用l_5kg聚乙二醇，2_8kg季銨鹽。所述季銨鹽是本領域常見的季銨鹽型陽離子表面活性劑，優選
[0014]改性劑中所述季銨鹽和聚乙二醇的質量比為1-2:1。
[0015]所述改性劑中還可以加入木質素磺酸鹽，加入量為每噸重晶石l_5kg。所述木質素磺酸鹽優選是木質素磺酸鈉或木質素磺酸鋁。
[0016]聚乙二醇的重均分子量為300-1000。
[0017]所述硫酸的質量濃度是1_30%。
[0018]在回注到底層的過程中，還可以加入固化劑，所述固化劑可以是硅酸鹽水泥、明礬、硅酸鈉、石灰等常規的固化劑中的一種或多種。
[0019]本發明中優選油酸作為捕收劑，改變重晶石顆粒表面的親水性，使重晶石顆粒具有可浮性，水玻璃用于用于抑制泥漿中的硅酸鹽顆粒，使得重晶石顆粒和鉆肩類的硅酸鹽類物質順利分離開來，保證重晶石的純度。檸檬酸用于進一步調節泥漿中的PH值，十二烷基磺酸鈉作為分散劑用于調節顆粒的聚集速度，保證浮選的質量。
【具體實施方式】
[0020]實施例1
[0021]勝利油田廢鉆井泥漿150m3，除去其中較大的雜物后，用篩孔為20目過篩分離出泥漿中較大的鉆肩，在反應釜中加入濃度為30%的硫酸，并充分攪拌，待鉆肩的pH值達到6為止，加入適量的水，將泥漿的密度控制在1.25g/ml，加入水玻璃150kg，油酸45kg，十二烷基磺酸鈉45kg，檸檬酸15kg，再攪拌條件下將泥漿導入浮選池中進行浮選，經過5d，得到重晶石粉47噸，加入50kg聚乙二醇，季銨鹽10kg進行改性，即得到可以重復使用的重晶石粉，將回收的重晶石粉用于配制鉆井泥漿配制新的鉆井泥漿，得到的鉆肩以及浮選產生的廢水污泥共經過混合，磨碎至于粒徑小于3_，回注到地層中。
[0022]實施例2
[0023]勝利油田廢鉆井泥漿210m3，除去其中較大的雜物后，用篩孔為20目過篩分離出泥漿中較大的鉆肩，在反應釜中加入濃度為15%的硫酸，并充分攪拌，待鉆肩的pH值達到6.5為止，加入適量的水，將泥漿的密度控制在1.3g/ml，加入水玻璃210kg，油酸90kg，十二烷基磺酸鈉50kg，檸檬酸20kg，再攪拌條件下將泥漿導入浮選池中進行浮選，經過5d，得到重晶石粉61噸，加入60kg聚乙二醇，季銨鹽60kg進行改性，即得到可以重復使用的重晶石粉，將回收的重晶石粉用于配制鉆井泥漿配制新的鉆井泥漿，得到的鉆肩以及浮選產生的廢水污泥共經過混合，磨碎至于粒徑小于3_，回注到地層中。
[0024]實施例3
[0025]華北油田廢鉆井泥漿100m3，除去其中較大的雜物后，用篩孔為20目過篩分離出泥漿中較大的鉆肩，在反應釜中加入濃度為25%的硫酸，并充分攪拌，待鉆肩的pH值達到6為止，加入適量的水，將泥漿的密度控制在1.27g/ml，加入水玻璃120kg，油酸50kg，十二烷基磺酸鈉40kg，檸檬酸10kg，再攪拌條件下將泥漿導入浮選池中進行浮選，經過7d，得到重晶石粉25噸，加入30kg聚乙二醇，季銨鹽60kg進行改性，即得到可以重復使用的重晶石粉，將回收的重晶石粉用于配制鉆井泥漿配制新的鉆井泥漿，得到的鉆肩以及浮選產生的廢水污泥共經過混合，磨碎至于粒徑小于3_，回注到地層中。
【權利要求】
1.一種鉆井廢棄物處理方法，包括以下步驟:(I)對廢鉆井泥漿過篩，除去粒徑大于Imm的固體顆粒；(2)加入硫酸，調整廢鉆井泥漿中的pH值為6-7 ; (3)、加入適量的水，控制泥漿懸濁液的密度在1.2-1.3g/ml ; (4)加入浮選添加劑至浮選機中，經過5_10天浮選得到重晶石；(5)浮選得到的重晶石用改性劑進行表面改性；(6)將浮選重晶石過程中產生的廢水和泥漿以及步驟(I)過濾產生固體顆粒鉆肩混合并粉碎至粒徑小于3_，得到粉碎泥漿；(7)將步驟(6)得到的粉碎泥漿回注到地層中。其中所浮選添加劑的加入量以每立方米泥漿計，加入水玻璃600-1000g、油酸300-500g、十二烷基磺酸鈉300_500g、檸檬酸50_100g。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述浮選步驟進行1-6次。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于步驟(4)中所述的改性劑是乙二醇和季銨鹽，其用量為每噸重晶石使用l_5kg聚乙二醇，2-8kg季銨鹽。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于所述季銨鹽和乙二醇的質量比為1-2:1。
5.如權利要求3所述的方法，其特征在于所述聚乙二醇的重均分子量為300-1000。
6.如權利要求4所述的方法，其特征在于步驟(4)中所述的改性劑還包括木質素磺酸鹽，其用量為每噸重晶石使用l_5kg。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于所述木質素磺酸鹽是木質素磺酸鈉和木質素磺酸鋁中的一種或多種。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述固化劑是硅酸鹽水泥、明礬、硅酸鈉或石灰中的一種或多種。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述硫酸的質量濃度為1_30%。
【文檔編號】C09K8/03GK104445338SQ201410643143
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月13日 優先權日:2014年11月13日
【發明者】邢青松, 惠學芹, 咸斌, 朱效波, 高翠芳 申請人:鹽城工學院