油氣田鉆井廢棄油基泥漿的資源化利用方法
【專利摘要】本發明公開了一種油氣田鉆井廢棄油基泥漿的資源化利用方法。首先將產生的廢棄油基泥漿收集到接收罐中沉降，沉降后上部產生流體泥漿，下部產生固體泥漿；將流體泥漿和固體泥漿倒入加熱爐的料筒內進行加熱裂解蒸發，蒸發裂解產生的油氣水成分依次送入油氣包、冷凝器進行降溫，然后進入油氣水三相分離器進行分離，分離后產生的油從出口進入油品罐利用、水進入冷凝罐利用、可燃氣送入加熱爐作為燃料利用；蒸餾后產生的殘渣排出作為型煤原料利用；產生的煙氣處理達標后排出；產生的爐渣排出用于鋪路或填埋。通過本發明能夠使廢棄鉆井油基泥漿中的油類得到充分回收，實現資源的無害化、資源化綜合利用。
【專利說明】油氣田鉆井廢棄油基泥漿的資源化利用方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于油氣田廢棄的鉆井油基泥漿的無害化處理和資源化綜合利用【技術領域】，具體是涉及一種油氣田鉆井廢棄油基泥漿的資源化利用方法。
【背景技術】
[0002]隨著石油工業的不斷發展，深井和超深井的勘探、開發力度日益增加，油基泥漿具有優良的性能，在此類鉆井工程中應用越來越廣泛，同時水敏地層、鹽膏層等特殊地層的鉆井工作中，油基泥漿也得到廣泛的應用。但油基泥漿的應用過程中，產生大量的廢棄油基泥漿和含油鉆屑，如不加以有效處理將對當地環境造成極大的損害。目前我國常用的油基泥漿以柴油基、白油基、生物油基、礦物油基、合成油基為主，含油鉆屑、固井泥漿、堵漏返排漿、完井清罐等環節產生含油固廢產生量單井約250-500m3，含油鉆屑等固體物含油量體積大約為18-30%，如不加以有效處理，在造成環境污染的同時也將造成巨大的資源浪費。
[0003]油氣田鉆井生產過程中廢棄的油基泥漿因含有大量的油相溶劑(原油、柴油或白油)，成為油氣田污染治理的環保難題。由于油氣田鉆井井位分布點多面廣，這些油基泥漿若長期得不到妥善治理，就會對周圍的土壤、水源、農田和空氣造成十分嚴重的污染，給人類健康、生活和生產活動帶來極大的危害。
[0004]目前，大部分油氣田都采用了向廢棄油基泥漿中添加水泥、石灰拌合使其硬化后填埋的方法進行處理，時間長了，油類等有害成分易滲出、揮發和流失；有些油氣田雖然也用化學的方法或焚燒處理的方法對其進行了處理，但不能做到達標處理和資源化的目標要求。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是:根據目前油氣田鉆井產生的廢棄油基泥漿現有處理技術存在的不足之處，提供一種油氣田鉆井廢棄油基泥漿的資源化利用方法。本發明通過一套資源化的工藝技術使廢棄鉆井油基泥漿中的油類得到充分回收，實現資源的無害化、資源化綜合利用。
[0006]為了解決上述問題，本發明采用的技術方案是:
本發明提供一種油氣田鉆井廢棄油基泥漿的資源化利用方法，所述利用方法包括以下步驟:
a、將鉆井過程產生的廢棄油基泥漿收集到沉降罐中進行沉降，沉降罐放置在鉆井井場廢棄油基泥漿產生出口的下方，廢棄油基泥漿沉降后沉降罐上部產生流體泥漿，下部沉降得到固體泥漿；
b、將步驟a得到的流體泥漿用泥漿泵提升至加熱爐，由流體泥漿進液口送入加熱爐料筒內；固體泥漿從加熱爐殘渣進出料口裝入料筒，待裝入的廢棄油基泥漿達到加熱爐料筒容積的三分之二時停止加入，關閉各個進料口，然后在料筒不斷往復轉動的條件下進行加熱，加熱至500?600°C,廢棄油基泥衆在加熱條件下進行裂解蒸發，當油氣水成分蒸發完后停止加熱；
C、將步驟b廢棄油基泥漿裂解蒸發產生的油氣水成分依次送入油氣包、冷凝器進行降溫，當溫度降至< 85°c，油氣水成分進入油氣水三相分離器，油和水凝析出來成為液體，分別處于分離器的中層和底層；氣態的燃氣處在分離器的頂部；凝析出來的油從分離器側中部出口進入油品儲罐利用，凝析得到的水從分離器的底部出水口進入冷凝水循環罐利用，多余的水作為油田工業水利用；燃氣由分離器頂部出口進入安全水封罐，再由安全水封罐通過輸氣管線送入加熱爐作為燃料利用；
d、油基泥漿經加熱爐加熱處理后，產生的油氣水成分蒸餾后，剩余的固體殘渣由加熱爐料筒出料口排出，排出的殘渣作為制作型煤的原料利用；
e、加熱爐加熱處理油基泥漿產生的煙氣從頂部的煙道排出，依次通過濕式除塵器、布袋除塵器，除塵達標后再經引風機由煙?排入大氣。
[0007]根據上述的油氣田鉆井廢棄油基泥漿的資源化利用方法，步驟b中在料筒不斷往復轉動的條件下進行加熱，所述料筒轉動的速度為10?30轉/分鐘。
[0008]根據上述的油氣田鉆井廢棄油基泥漿的資源化利用方法，步驟b中加熱爐下方安裝有型煤鍋爐燃燒裝置，鍋爐燃燒裝置中的爐排裝置采用鏈條爐排或液壓推進式爐排，加熱爐料筒外側安裝有保溫外殼，保溫外殼與爐排裝置相連，加熱爐料筒圓周與保溫外殼和爐排裝置的間隙形成燃燒室，燃燒室的間隙距離為40?80cm，鍋爐燃燒裝置采用型煤或蜂窩煤作燃料；燃燒室底部裝有助燃燃燒器，爐排裝置設有鼓風和配風系統，通過風量調節控制燃燒室溫度為500?1100°C，通過燃燒室內的溫度使加熱爐料筒內的溫度逐步升溫至500 ?600。。。
[0009]根據上述的油氣田鉆井廢棄油基泥漿的資源化利用方法，所述助燃燃燒器采用柴油、天然氣或油氣混合燃燒器。
[0010]根據上述的油氣田鉆井廢棄油基泥漿的資源化利用方法，步驟d中所述排出的殘渣作為制作型煤的原料利用，殘渣作為制作型煤原料利用時，其型煤原料配比組成為殘渣40wt%、煤粉40wt %、粘土 10wt%、石灰3wt %和水7wt %;各種原料經攪拌用型煤機制作而成，型煤制成長方形。
[0011]根據上述的油氣田鉆井廢棄油基泥漿的資源化利用方法，加熱爐燃燒后產生的爐灰自動落入位于加熱爐爐體左下方的灰渣池中，然后由自動排灰機排出加熱爐外，這些爐灰用于鋪路或填埋。
[0012]本發明的積極有益效果:
1、本發明通過一套資源化的工藝技術使廢棄鉆井油基泥漿中的油類得到充分回收，實現資源的無害化、資源化綜合利用，有利于環保，并且還大大減少了資源浪費。因此，本發明具有顯著的社會效益和經濟效益。
[0013]2、通過本發明技術方案可實現廢棄鉆井油基泥漿不落地隨鉆處理或集中處理，消滅常規鉆井泥漿池，節約鉆井占地和鉆前工程投資。
[0014]3、本發明技術方案加熱蒸餾裂解余氣作為燃料利用，蒸餾裂解后殘渣作為制作型煤燃料利用，焚燒后的爐渣油含量達標，徹底解決油基泥漿的污染隱患，消除環境風險。
[0015]4、本發明技術方案工藝技術中配套濕式除塵器和布袋除塵器，保證煙氣能夠達標排放。
[0016]5、本發明處理過程中加熱爐爐體燃燒裝置采用型煤或蜂窩煤作燃料，燃燒室底部裝有燃燒器進行助燃，可用天然氣或柴油輔助燃燒，適應野外鉆井對燃料的不同需求。
[0017]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1本發明油氣田鉆井廢棄油基泥漿的資源化利用方法的工藝技術流程示意圖。
[0018]【具體實施方式】:
以下結合具體應用實例對本發明作進一步說明，但這些應用實例并不限制本發明的內容。
[0019]應用實施例一:中國石油化工股份有限公司華東分公司彭水頁巖氣勘探開發油基泥漿處理應用實例。
[0020]2013年，中國石油化工股份有限公司華東分公司在四川彭水縣進行頁巖氣勘探開發，油基泥漿處理采用本發明技術方案處理4 口井，共計處理1000余方油基泥漿，處理過程的詳細步驟如下:
1)、首先將鉆井現場的廢棄油基泥漿收集到專用的廢棄油基泥漿接收罐(即沉降罐)中進行沉降，接收罐放置在鉆井井場廢棄油基泥漿產生出口的下方(保證鉆井生產過程中廢棄油基泥漿、巖屑不落地污染)，沉降后接收罐上層得到較稀的流體泥漿，下部得到粘度較大的固體泥漿(即較大固體顆粒物較多的含油泥漿巖屑)；
2)、將產生的較稀流體泥漿用泥漿泵提升至油基泥漿加熱爐的水平圓柱旋轉加熱料筒中，由流體泥漿進液口送入；粘度較大的固體泥漿用人工或機械的辦法從水平圓柱旋轉加熱料筒的固體泥漿巖屑殘渣進出料口裝入，待裝入的廢棄油基泥漿達到水平圓柱旋轉加熱料筒容積的三分之二時，關閉進液口閥門和進出料口密封蓋板，開動傳動機構，帶動水平圓柱旋轉加熱料筒以10?30轉/分鐘的轉速往復轉動(料筒的旋轉是通過一套位于加熱爐左側的減速機-齒輪機構實現的);
水平圓柱旋轉加熱料筒下方安裝有型煤鍋爐燃燒裝置，其中爐排裝置采用鏈條爐排，水平圓柱旋轉加熱料筒外側安裝有保溫外殼，該保溫外殼與爐排裝置相連，水平圓柱旋轉加熱料筒圓周與保溫外殼和爐排裝置的間隙形成燃燒室，間隙為40-80cm，燃料采用型煤或蜂窩煤作燃料，從型煤進口裝入，燃燒室底部裝有助燃用燃燒器，燃燒器采用油氣混合燃燒器，爐排裝置設有鼓風和配風系統，并通過風量調節控制燃燒室溫度在50(TC至110(TC之間，燃料燃燒直接水平圓柱旋轉加熱料筒加熱，使料筒內的溫度逐步加熱到500°C并保持；此時，料筒內的廢棄油基泥漿在不斷加熱的條件下進行裂解蒸發，產生的油、氣成分便攜帶著少量過熱水蒸汽從泥漿中揮發分離出來，成為氣態混合物即油氣水成分；待水平圓柱旋轉加熱料筒內的油基泥漿油水成分蒸發裂解完畢，停止供熱，使加熱爐爐體自然降溫，當溫度降至常溫時，打開進出料口，反轉加熱料筒，剩余的固體殘渣由固體泥漿巖屑殘渣進出料口排出爐外；
3)、將上步驟裂解蒸發產生的油氣水成分經密閉管線依次進入油氣包、冷凝器降溫，使溫度降至85°C及以下后進入油氣水三相分離器，油和水便凝析出來成為液態，并因比重的不同而分別處于油氣水三相分離器的中層和底層；而在同樣的溫度下仍為氣態的燃氣則處在油氣水三相分離器的頂部；凝析出的油從油氣水三相分離器側中部的出口進入油品儲罐利用；凝析出的水從油氣水分離器的底部出水口進入冷凝水循環罐利用，多余的水作為油田工業水利用；可燃氣則由油氣水分離器頂部的出口管線進入安全水封罐，再從安全水封罐出來順著專用的輸氣管線從位于加熱爐側下部的進氣口進入爐腔內作為燃料進行利用；
其中冷凝器是靠循環冷水實現冷卻的，通過專用水泵把循環水罐中的冷水從冷凝水進口送入，再從冷凝水出口返回循環水罐，反復使用；
4)、廢棄油基泥漿中的油氣水成分經加熱爐加熱蒸餾分離后，剩余的固體殘渣由料筒進出料口排出爐外；這些殘渣由于含有部分裂解產生的余碳，作為制作型煤的原料利用，殘洛型煤的原料制作配比為40wt%的殘洛、40wt%的煤粉、10wt%粘土、3wt%石灰和7wt%水,各種原料經攪拌用型煤機制作而成，型煤制成長方形，制成的型煤平鋪在爐排上；
5)、加熱爐加熱處理油基泥漿產生的煙氣從位于頂部的煙道先后通過濕式除塵器和布袋除塵器，除塵達標后再經引風機由煙?排入大氣，排出的煙氣中粉塵、二氧化硫等污染物達標；
6)加熱爐經燃燒后產生的爐渣即爐灰自動落入位于加熱爐爐體左端下方的灰渣池中，然后由一套自動排灰機排出爐外，這些灰渣用于鋪路或填埋。
[0021]應用實施例二:中石化西北油田分公司塔河油田油基泥漿處理應用
2013年，中石化西北油田分公司塔河油田在塔中油區勘探開發，水平井用混油油基泥漿，采用本發明技術方案處理4 口井，共計處理1200余方油基泥漿，處理過程的詳細步驟如下:
1)、首先將鉆井現場的廢棄油基泥漿收集到專用的廢棄油基泥漿接收罐(即沉降罐)中進行沉降，接收罐放置在鉆井井場廢棄油基泥漿產生出口的下方(保證鉆井生產過程中廢棄油基泥漿、巖屑不落地污染)，沉降后接收罐上層得到較稀的流體泥漿，下部得到粘度較大的固體泥漿(即較大固體顆粒物較多的含油泥漿巖屑)；
2)、將產生的較稀流體泥漿用泥漿泵提升至油基泥漿加熱爐的水平圓柱旋轉加熱料筒中，由流體泥漿進液口送入；粘度較大的固體泥漿用人工或機械的辦法從水平圓柱旋轉加熱料筒的固體泥漿巖屑殘渣進出料口裝入，待裝入的廢棄油基泥漿達到水平圓柱旋轉加熱料筒容積的三分之二時，關閉進液口閥門和進出料口密封蓋板，開動傳動機構，帶動水平圓柱旋轉加熱料筒以10?30轉/分鐘的轉速往復轉動(料筒的旋轉是通過一套位于加熱爐左側的減速機-齒輪機構實現的)；
水平圓柱旋轉加熱料筒下方安裝有型煤鍋爐燃燒裝置，其中爐排裝置采用鏈條爐排，水平圓柱旋轉加熱料筒外側安裝有保溫外殼，該保溫外殼與爐排裝置相連，水平圓柱旋轉加熱料筒圓周與保溫外殼和爐排裝置的間隙形成燃燒室，間隙為40-80cm，燃料采用型煤或蜂窩煤作燃料，從型煤進口裝入，燃燒室底部裝有助燃用燃燒器，燃燒器采用油氣混合燃燒器，爐排裝置設有鼓風和配風系統，并通過風量調節控制燃燒室溫度在50(TC至110(TC之間，燃料燃燒直接水平圓柱旋轉加熱料筒加熱，使料筒內的溫度逐步加熱到500°C并保持；此時，料筒內的廢棄油基泥漿在不斷加熱的條件下進行裂解蒸發，產生的油、氣成分便攜帶著少量過熱水蒸汽從泥漿中揮發分離出來，成為氣態混合物即油氣水成分；待水平圓柱旋轉加熱料筒內的油基泥漿油水成分蒸發裂解完畢，停止供熱，使加熱爐爐體自然降溫，當溫度降至常溫時，打開進出料口，反轉加熱料筒，剩余的固體殘渣由固體泥漿巖屑殘渣進出料口排出爐外；
3)、將上步驟裂解蒸發產生的油氣水成分經密閉管線依次進入油氣包、冷凝器降溫，使溫度降至85°C及以下后進入油氣水三相分離器，油和水便凝析出來成為液態，并因比重的不同而分別處于油氣水三相分離器的中層和底層；而在同樣的溫度下仍為氣態的燃氣則處在油氣水三相分離器的頂部；凝析出的油從油氣水三相分離器側中部的出口進入油品儲罐利用；凝析出的水從油氣水分離器的底部出水口進入冷凝水循環罐利用，多余的水作為油田工業水利用；可燃氣則由油氣水分離器頂部的出口管線進入安全水封罐，再從安全水封罐出來順著專用的輸氣管線從位于加熱爐側下部的進氣口進入爐腔內作為燃料進行利用；
其中冷凝器是靠循環冷水實現冷卻的，通過專用水泵把循環水罐中的冷水從冷凝水進口送入，再從冷凝水出口返回循環水罐，反復使用；
4 )、廢棄油基泥漿中的油氣水成分經加熱爐加熱蒸餾分離后，剩余的固體殘渣由料筒進出料口排出爐外；這些殘渣由于含有部分裂解產生的余碳，作為制作型煤的原料利用，殘洛型煤的原料制作配比為40wt%的殘洛、40wt%的煤粉、10wt%粘土、3wt%石灰和7wt%水,各種原料經攪拌用型煤機制作而成，型煤制成長方形，制成的型煤平鋪在爐排上；
5)、加熱爐加熱處理油基泥漿產生的煙氣從位于頂部的煙道先后通過濕式除塵器和布袋除塵器，除塵達標后再經引風機由煙?排入大氣，排出的煙氣中粉塵、二氧化硫等污染物達標；
6)加熱爐經燃燒后產生的爐渣即爐灰自動落入位于加熱爐爐體左端下方的灰渣池中，然后由一套自動排灰機排出爐外，這些灰渣用于鋪路或填埋。
【權利要求】
1.一種油氣田鉆井廢棄油基泥漿的資源化利用方法，其特征在于，所述利用方法包括以下步驟: a、將鉆井過程產生的廢棄油基泥漿收集到沉降罐中進行沉降，沉降罐放置在鉆井井場廢棄油基泥漿產生出口的下方，廢棄油基泥漿沉降后沉降罐上部產生流體泥漿，下部沉降得到固體泥漿； b、將步驟a得到的流體泥漿用泥漿泵提升至加熱爐，由流體泥漿進液口送入加熱爐料筒內；固體泥漿從加熱爐殘渣進出料口裝入料筒，待裝入的廢棄油基泥漿達到加熱爐料筒容積的三分之二時停止加入，關閉各個進料口，然后在料筒不斷往復轉動的條件下進行加熱，加熱至500?600°C,廢棄油基泥衆在加熱條件下進行裂解蒸發，當油氣水成分蒸發完后停止加熱； C、將步驟b廢棄油基泥漿裂解蒸發產生的油氣水成分依次送入油氣包、冷凝器進行降溫，當溫度降至<85°C，油氣水成分進入油氣水三相分離器，油和水凝析出來成為液體，分別處于分離器的中層和底層；氣態的燃氣處在分離器的頂部；凝析出來的油從分離器側中部出口進入油品儲罐利用，凝析得到的水從分離器的底部出水口進入冷凝水循環罐利用，多余的水作為油田工業水利用；燃氣由分離器頂部出口進入安全水封罐，再由安全水封罐通過輸氣管線送入加熱爐作為燃料利用； d、油基泥漿經加熱爐加熱處理后，產生的油氣水成分蒸餾后，剩余的固體殘渣由加熱爐料筒出料口排出，排出的殘渣作為制作型煤的原料利用； e、加熱爐加熱處理油基泥漿產生的煙氣從頂部的煙道排出，依次通過濕式除塵器、布袋除塵器，除塵達標后再經引風機由煙?排入大氣。
2.根據權利要求1所述的油氣田鉆井廢棄油基泥漿的資源化利用方法，其特征在于:步驟b中在料筒不斷往復轉動的條件下進行加熱，所述料筒轉動的速度為10?30轉/分鐘。
3.根據權利要求1所述的油氣田鉆井廢棄油基泥漿的資源化利用方法，其特征在于:步驟b中加熱爐下方安裝有型煤鍋爐燃燒裝置，鍋爐燃燒裝置中的爐排裝置采用鏈條爐排或液壓推進式爐排，加熱爐料筒外側安裝有保溫外殼，保溫外殼與爐排裝置相連，加熱爐料筒圓周與保溫外殼和爐排裝置的間隙形成燃燒室，燃燒室的間隙距離為40?80cm，鍋爐燃燒裝置采用型煤或蜂窩煤作燃料；燃燒室底部裝有助燃燃燒器，爐排裝置設有鼓風和配風系統，通過風量調節控制燃燒室溫度為500?1100°C，通過燃燒室內的溫度使加熱爐料筒內的溫度逐步升溫至500?600°C。
4.根據權利要求3所述的油氣田鉆井廢棄油基泥漿的資源化利用方法，其特征在于:所述助燃燃燒器采用柴油、天然氣或油氣混合燃燒器。
5.根據權利要求1所述的油氣田鉆井廢棄油基泥漿的資源化利用方法，其特征在于:步驟d中所述排出的殘渣作為制作型煤的原料利用，殘渣作為制作型煤原料利用時，其型煤原料配比組成為殘洛40wt%、煤粉40wt %、粘土 10wt%、石灰3wt %和水7?七％。
6.根據權利要求1所述的油氣田鉆井廢棄油基泥漿的資源化利用方法，其特征在于:加熱爐燃燒后產生的爐灰自動落入位于加熱爐爐體左下方的灰渣池中，然后由自動排灰機排出加熱爐外，這些爐灰用于鋪路或填埋。
【文檔編號】E21B21/00GK104453747SQ201410506676
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月28日 優先權日:2014年9月28日
【發明者】胡廣杰, 趙軍勝, 郭學峰 申請人:濮陽市天地人環保工程技術有限公司