一种钻井废弃液的处理方法技术

一种钻井废弃液的处理方法，包括如下步骤：步骤1、初步过滤除；步骤2、制备采用蛭石加入碳酸氢钠和水制成悬浮液，搅拌反应后离心，再向离心后的固体物质中加入水和阳离子聚丙烯酰胺，搅拌反应制备复合混凝剂；步骤3、向初步过滤后的钻井废弃液中加入复合混凝剂，反应后加入盐酸调节体系pH为6.9

【技术实现步骤摘要】
一种钻井废弃液的处理方法


[0001]本专利技术涉及钻井液处理
，具体涉及一种钻井废弃液的处理方法。

技术介绍

[0002]石油工业，尤其我国的石油工业勘探开发初期都在人烟稀少的地区，影响不明显，随着石油工业的发展，石油钻井带来的污染问题逐渐受到社会的重视。世界各国都建立了相应的法律条文保护生态环境。钻井液是石油和天然气钻井过程中必不可少的物质，为了达到安全、快速钻井的目的，使用了各种类型的钻井液添加剂，而且随着钻井深度的添加和难度的加大，钻井液中加入的化学添加剂种类和数量也越来越多，使得钻井废弃液的成分也越来越复杂，危害也越来越大。
[0003]钻井废弃液从其组成来看主要有黏土、钻屑、加重材料、化学添加剂、无机盐、油的多相稳定悬浮液，且具有较高的pH值，导致环境污染的有害成分为油类、盐类、杀菌剂、化学添加剂、重金属(如汞、铜、镉、铬及铅等)、高分子有机化合物生物降解产生的低分子有机化合物和碱性物质。对环境造成的影响主要表现为：(1)对地表水和地下水资源的污染；(2)导致土壤板结(主要是盐、碱和重金属影响)影响植物生长；(3)对于水生动物和飞禽的影响。
[0004]对于钻井废弃液的处理有分散处理法、循环适用法、回收再利用法、脱水法、破乳法及回注法等。其中脱水法，是利用化学絮凝剂絮凝、沉降和机械分离等强化措施，使钻井废弃液中的固液两相得以分离。钻井废弃液中由于含有膨润土，具有很强的水化能力，又加有大量的添加剂，使得钻井废弃液中的固体颗粒很难分离，现已经发现了很多无机和有机絮凝剂，对于不同的废弃物的絮凝处理，取得了很好的效果。现有技术中就有采用AlCl3和聚丙烯酰胺作为混凝剂使用的，但大多在絮凝之前均需要添加脱稳剂对钻井废弃液进行脱稳处理，才能使得后续絮凝产生较好的效果。而阳离子聚丙酰胺直接作为絮凝剂使用时，对于钻井液中油类物质的去除效果较差。蛭石作为吸附剂吸附钻井液中固相物质时效果也不明显。

技术实现思路

[0005]基于上述技术问题，本专利技术目的在于提供一种钻井废弃液的处理方法，有效去除钻井液中的固相物质，降低钻井液中的含油量、粘度及密度等指标，使其达到可排放标注，并可以直接回收重复使用。
[0006]本专利技术目的通过如下技术方案实现：
[0007]一种钻井废弃液的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0008]步骤1、初步过滤
[0009]首先通过振动筛筛布除去钻井废弃液中大粒径的悬浮体固体颗粒；再通过旋流器除去钻井废弃液中中小粒径的劣质固相；
[0010]步骤2、复合混凝剂的制备
[0011]采用蛭石加入碳酸氢钠和水制成悬浮液，搅拌反应10h后离心，再向离心后的固体
物质中加入水和阳离子聚丙烯酰胺，搅拌反应8h后依次进行离心、干燥和研磨；
[0012]步骤3、混凝
[0013]向初步过滤后的钻井废弃液中加入复合混凝剂，搅拌进行混凝反应，然后加入盐酸调节体系pH为6.9
‑
7.1，再继续搅拌反应；
[0014]步骤4、过滤
[0015]将钻井废弃液通过压滤机进一步除去劣质固相，将处理后的钻井废弃液进行排放或重新配成满足设计性能参数的钻井液进行重复使用。
[0016]作为对上述方案的进一步优化，所述步骤2悬浮液中，蛭石、碳酸氢钠和水的质量比为10:1:90～100。
[0017]作为对上述方案的进一步优化，所述步骤2中固体物质、阳离子聚丙烯酰胺和水的质量比为5:1:45～50。
[0018]作为对上述方案的进一步优化，所述步骤2中的搅拌反应是每间隔1h搅拌5min，搅拌速率为120
‑
150rpm。
[0019]钻井废弃液成分复杂，从物理化学观点看，它是一种多相不稳定体系，包括悬浮体(如重晶石粉、钻屑、粘土粉等)、胶体(如高聚合物、膨润土的水溶液等)和真溶液(如氯化钠、碳酸钠的水溶液等)及油相，其中起主要成分是胶体成分。
[0020]蛭石本身具有吸附特性，能够聚集吸附悬浮固体颗粒，但是单独使用时，其表面极强的亲水性以及层间大量的阳离子水解，限制了其对于钻井液中有机物的吸附。阳离子聚丙烯酰胺本身具备絮凝特性，但是，单独使用时，其对于钻井液中油类物质的亲和性较差，在占据胶体表面吸附位点后，很容易恢复脱离吸附位点恢复到“再稳定状态”，很难实现降低钻井液含油量的目的。
[0021]本专利技术中以蛭石作为载体，在碳酸氢钠作用下，阳离子聚丙烯酰胺进入其层间位置后，使得蛭石基本结构层之间的距离增大，增大了蛭石的阳离子交换容量，同时其作为一个非密闭空间，在投加入钻井废弃液中后，阳离子聚丙烯酰胺能够缓缓释出，并在载体蛭石内外形成体系连接，阳离子聚丙烯酰胺与蛭石层间原先存在的无机阳离子形成置换，促使蛭石和阳离子聚丙烯酰胺产生协同作用，使其形成疏水性有机蛭石复合体系，大大增加其从水中去除有机污染物的能力。此外，复合混凝剂加入钻井液中，形成溶解态物质(阳离子聚丙烯酰胺和蛭石可溶成分)和颗粒态物质(蛭石不可溶成分)，溶解态物质会发挥对胶体粒子的电中和作用，促使胶体脱稳，同时颗粒态物质在溶解态物质作用下会有效吸附脱稳后粒子和小的絮体，使得絮体逐渐壮大。在该过程中阳离子聚丙烯酰胺吸附在多个胶体微粒表面，形成了胶体微粒之间的桥架，从而促使胶体脱稳，最后加入盐酸，我们发现，在盐酸作用下，阳离子聚丙烯酰胺分子链会发生断裂，抑制分子链从未恢复“再稳定状态”的胶体表面吸附位点脱离，也促进了已经形成“再稳定状态”的胶体表面重新空位吸附位点，供给不同的阳离子聚丙烯酰胺吸附，从而达到脱稳效果。
[0022]作为对上述方案的进一步优化，所述步骤3中混凝反应的搅拌速率是300rpm，反应时间为30
‑
40min，其中复合混凝剂和钻井废弃液的质量比为1:500。
[0023]作为对上述方案的进一步优化，所述步骤3中加入盐酸后，继续以200rpm搅拌反应10min。
[0024]最具体地，一种钻井废弃液的处理方法，其特征在于，按如下步骤进行：
[0025]步骤1、初步过滤
[0026]首先通过振动筛筛布除去钻井废弃液中大粒径的悬浮体固体颗粒；再通过旋流器除去钻井废弃液中中小粒径的劣质固相；
[0027]步骤2、复合混凝剂的制备
[0028]采用蛭石加入碳酸氢钠和水制成悬浮液，按照120
‑
150rpm的搅拌速率，每隔1h搅拌5min，搅拌反应10h后离心，蛭石、再向离心后的固体物质中加入水和阳离子聚丙烯酰胺，按照120
‑
150rpm的搅拌速率，每隔1h搅拌5min，搅拌反应8h后依次进行离心、干燥和研磨得复合混凝剂，所述碳酸氢钠和水的质量比为10:1:90～100，固体物质、阳离子聚丙烯酰胺和水的质量比为5:1:45～50；
[0029]步骤3、混凝
[0030]向初步过滤后的钻井废弃液中加入复合混凝剂，以300rpm搅拌进行混凝反应30
‑
40min，然后加入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻井废弃液的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、初步过滤首先通过振动筛筛布除去钻井废弃液中大粒径的悬浮体固体颗粒；再通过旋流器除去钻井废弃液中中小粒径的劣质固相；步骤2、复合混凝剂的制备采用蛭石加入碳酸氢钠和水制成悬浮液，搅拌反应10h后离心，再向离心后的固体物质中加入水和阳离子聚丙烯酰胺，搅拌反应8h后依次进行离心、干燥和研磨；步骤3、混凝向初步过滤后的钻井废弃液中加入复合混凝剂，搅拌进行混凝反应，然后加入盐酸调节体系pH为6.9
‑
7.1，再继续搅拌反应；步骤4、过滤将钻井废弃液通过压滤机进一步除去劣质固相，将处理后的钻井废弃液进行排放或重新配成满足设计性能参数的钻井液进行重复使用。2.如权利要求1所述的一种钻井废弃液的处理方法，其特征在于：所述步骤2悬浮液中，蛭石、碳酸氢钠和水的质量比为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤超，肖文燕，
申请(专利权)人：重庆水利电力职业技术学院，
类型：发明
国别省市：