一种利用海上水基钻井固相制备混凝土的方法和混凝土技术

本发明专利技术提供了一种利用海上水基钻井固相制备的混凝土，以重量百分比计，包括：钻屑和/或滤饼5％～10％、水泥15％～20％、粗集料50％～56％、细集料10％～19％和余量的水；以及可选地，含量不超过10％的偏高岭土。本发明专利技术还提供了一种利用海上水基钻井固相制备混凝土的方法，包括：对海上油气开采钻井阶段产生的废弃物混合物进行处理得到钻屑和滤饼；将钻屑和/或滤饼与水泥、粗集料、细集料进行混合均匀得到干基混合物；按照需要的水胶比向干基混合物中加入水，混合均匀得到混凝土。借助于本发明专利技术的方法，有效实现了海上油气田钻井固相废弃物资源化再利用。物资源化再利用。物资源化再利用。

【技术实现步骤摘要】
一种利用海上水基钻井固相制备混凝土的方法和混凝土


[0001]本专利技术涉及海上油气田钻井废弃物资源化再利用的
，具体涉及一种利用海上水基钻井固相制备混凝土的方法和混凝土。

技术介绍

[0002]海上水基钻井固相是海上油气田钻井作业过程中产生的钻井废弃泥浆及钻井岩屑，主要由地底岩屑、膨润土、重晶石和泥浆处理剂等组成。以往针对海上水基钻井固相主要采用直接排海的粗放处理方式，随着国家日趋严格的环境保护政策，已不允许海上油气田钻井固相废弃物直接排海，均需在海上经处理后运回内陆处置。钻井废弃物运回内陆后，不仅占用大量土地资源，还存在潜在的环境安全隐患，急需探索有效的末端处置工艺。
[0003]资源化处理技术可实现废弃物再利用，通过一定的手段赋予废弃物新的利用价值，变废为宝，处理废弃物的同时产生新的价值。如何有效实现钻井固相废弃物资源化利用，国内外针对陆上油气田相关废弃物开展了大量研究，形成了多种技术。
[0004]公开号为CN 105712681 A的中国专利技术专利申请公开了一种以油基钻屑残渣作为掺合料的混凝土，其主要方法是将水泥、细集料、粗集料、油基钻屑残渣和粉煤灰混合搅拌均匀，再加入水和减水剂混合搅拌均匀而成，各组份的重量百分比为水泥9～15％、细集料22～29％、粗集料40～46％、油基钻屑残渣3～15％、粉煤灰2～5％、水6～8％、减水剂0.15～0.25％。该方法中主要利用陆上页岩气开采过程中开采产生的油基岩屑经热解处理后产生的残渣，其在化学成分、矿物组成方面等与海上钻井固相存在较大差异，海上钻井固相存在高含盐特点，陆上处理工艺无法完全套用于海上钻井固相废弃物处理。同时该处理方法存在配方较复杂，原材料使用种类较多，油基岩屑脱油残渣掺量较少等问题。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，本专利技术提供了一种利用海上水基钻井固相制备混凝土的方法和混凝土。本专利技术通过利用海上油气田钻井固相废弃物部分替代细集料，并优选地辅以偏高岭土提高混凝土性能，从而实现海上油气田钻井固相废弃物资源化再利用。
[0006]具体来说，本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0007]一种利用海上水基钻井固相制备的混凝土，以重量百分比计，包括：钻屑和/或滤饼5％～10％、水泥15％～20％、粗集料50％～56％、细集料10％～19％和余量的水。
[0008]可选地，还包括含量不超过10％的偏高岭土。
[0009]可选地，所述钻屑和/或滤饼采用如下方法得到：
[0010]对海上油气开采钻井阶段产生的废弃物混合物利用振动筛分选，得到的固相废弃物即为钻屑；
[0011]振动筛分选得到的液相与废弃钻井液进行絮凝压滤，形成的块状固体废弃物即为滤饼；
[0012]优选地，对钻屑和滤饼进行烘干、破碎、筛分使其粒径在0.5mm以下，其中烘干应在
100～110℃下将固相中含水率降至5％以下，再进行破碎处理。
[0013]可选地，所述偏高岭土采用如下方法得到：高岭土在600～900℃进行脱水形成无水硅酸铝，然后粉磨制得粉末。
[0014]可选地，所述细集料是粒径为0.35～0.5mm的中砂，所述粗集料是粒径为5～10mm的破碎的卵石。
[0015]一种利用海上水基钻井固相制备混凝土的方法，包括以下步骤：
[0016]步骤S1：对海上油气开采钻井阶段产生的废弃物混合物进行处理得到钻屑和滤饼；
[0017]步骤S2：将钻屑和/或滤饼与水泥、粗集料、细集料进行混合均匀得到干基混合物；
[0018]步骤S3：按照需要的水胶比向干基混合物中加入水，混合均匀得到混凝土。
[0019]可选地，步骤S1进一步包括：
[0020]步骤S11:对海上油气开采钻井阶段产生的废弃物混合物利用振动筛分选，得到固相废弃物，即为钻屑；
[0021]步骤S12：振动筛分选得到的液相与废弃钻井液进行絮凝压滤，形成块状固体废弃物，即为滤饼；
[0022]优选地，步骤S13：对钻屑和滤饼进行烘干、破碎、筛分使其粒径在0.5mm以下，其中烘干应在100～110℃下将固相中含水率降至5％以下，再进行破碎处理。
[0023]可选地，以混凝土总重量为100％计，在步骤S2中，按照钻屑和/或滤饼5％～10％、水泥15％～20％、粗集料50％～56％、细集料10％～19％的配比进行混合。
[0024]可选地，在步骤S2中，还加入含量不超过10％的偏高岭土。
[0025]可选地，在步骤S3中，所述需要的水胶比是0.50～0.52。
[0026]相比于现有技术，本专利技术的利用海上水基钻井固相制备混凝土的方法和混凝土，至少具有如下有益效果：
[0027]一、本专利技术利用海上钻井平台水基钻井固相废弃物部分替代细集料制备混凝土，可有效解决海上钻井固相废弃物上岸后末端处置问题。
[0028]二、钻井固相为硅铝质材料，具有一定的火山灰活性，同时粒径分布合理，通过控制钻井固相替代细集料比例可以有效控制混凝土产品性能。
[0029]三、钻井固相废弃物中的氯离子等污染物质可被有效固结在混凝土体系中，减少浸出可能性，可避免潜在的钢筋腐蚀风险。
[0030]四、利用偏高岭土高火山灰活性以及粒径较小的特点，与钻井固相混掺制备混凝土，可在一定程度上弥补钻井固相对产品性能的影响，制备出性能优良的混凝土产品。
[0031]五、本专利技术制备工艺简单，成本低廉，处置效率高，同时规模化生产后还可以产生一定经济效益。
附图说明
[0032]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。在附图中：
[0033]图1是本专利技术一种实施方式的利用海上水基钻井固相制备混凝土的方法的工艺流
程图。
具体实施方式
[0034]为了充分了解本专利技术的目的、特征及功效，通过下述具体实施方式，对本专利技术作详细说明。本专利技术的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。下述名词术语除非另有说明，否则均具有本领域技术人员通常理解的含义。
[0035]首先应当说明的是，在本专利技术中，“海上钻井固相废弃物”、“海上水基钻井固相”、“钻井固相”、“钻井固相废弃物”、“海上钻井平台水基钻井固相”、“海上钻井平台水基钻井固相废弃物”以及类似的表述都具有相同的含义，是指对海上油气开采钻井阶段产生废弃物混合物(包括岩屑与废弃钻井液等的混合物)进行处理之后得到的钻屑、滤饼等固相废弃物。
[0036]与陆上钻井固相废弃物相比，海上钻井固相废弃物中含有大量的海上沉积岩成分，这导致了其含有高浓度的氯化盐，《混凝土质量控制标准》(GB50164
‑
2011)中规定氯离子含量不得超过1％，高含盐特性限制了海上钻井固相在混凝土中的应用潜力。此外，海上钻井固相火山灰活性较低，潜在水硬性较弱，无法作为胶凝材料单独本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用海上水基钻井固相制备的混凝土，其特征在于，以重量百分比计，包括：钻屑和/或滤饼5％～10％、水泥15％～20％、粗集料50％～56％、细集料10％～19％和余量的水。2.根据权利要求1所述的利用海上水基钻井固相制备的混凝土，其特征在于，还包括含量不超过10％的偏高岭土。3.根据权利要求1所述的利用海上水基钻井固相制备的混凝土，其特征在于，所述钻屑和/或滤饼采用如下方法得到：对海上油气开采钻井阶段产生的废弃物混合物利用振动筛分选，得到的固相废弃物即为钻屑；振动筛分选得到的液相与废弃钻井液进行絮凝压滤，形成的块状固体废弃物即为滤饼；优选地，对钻屑和滤饼进行烘干、破碎、筛分使其粒径在0.5mm以下，其中烘干应在100～110℃下将固相中含水率降至5％以下，再进行破碎处理。4.根据权利要求2所述的利用海上水基钻井固相制备的混凝土，其特征在于，所述偏高岭土采用如下方法得到：高岭土在600～900℃进行脱水形成无水硅酸铝，然后粉磨制得粉末。5.根据权利要求1所述的利用海上水基钻井固相制备的混凝土，其特征在于，所述细集料是粒径为0.35～0.5mm的中砂，所述粗集料是粒径为5～10mm的破碎的卵石。6.一种利用海上水基钻井固相制备混凝土的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：对海上油气开采钻...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，耿铁，金容旭，张忠亮，郭晓轩，熊邦泰，
申请(专利权)人：中海油田服务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：