一种钻井废液化学强化固液分离方法技术

本发明专利技术涉及一种钻井废液化学强化固液分离方法；将钻井废液同清水混合，调节钻井废液固含量为５～１０％，毛细抽吸时间≤２５００ｓ；加入脱稳剂为硫酸或硝酸０．３～０．５％、聚硅氯化铝０．４～１．０％和聚合硫酸铁０．２～０．３％；加入吸附剂为生石灰１～１．５％和氯化钙０．５～１％；加入絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺或两性聚丙烯酰胺０．００５～０．０１５％；经离心机完成固液分离，分离固相和液相分别排放，离心机离心因数为２０００～２２００ｇ，出泥含水率≤７０％，出水固含≤０．５％，固相回收率≥９０％；采用本发明专利技术降低了钻井废液后续深度处理的难度，为液相的资源化回用创造了有利条件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油田钻井
，特别涉及一种钻井废液化学强化固液分离方 法。属于石油工业的油气田地面工程技术。
技术介绍
在石油天然气开发生产过程中，钻井作业产生大量钻井废液。随着钻井深度增 加和难度加大，钻井液中加入的化学添加剂的种类和数量也越来越多，钻井废液的成分 也变得越来越复杂，其中含有的烃类、无机盐、高分子聚合物、重金属等成分，一旦因 处置不当进入周边环境，将带来严重的生态环境影响。目前，《国家危险废物名录》已 明确将钻井废液列入其中，面对日益严格的环境标准，钻井废液的处理处置问题亟待解 决。钻井废液的传统处理方式有循环利用、固结处理、回注处理等。循环利用技术 是通过对不同类型的钻井液分类管理，将部分优质钻井液去除掉大颗粒固相杂质后，添 加辅助药剂重新应用于其它油井的钻探过程，但是该技术的应用受到施工布井和钻井液 循环次数的限制。固结处理方式一般采用固结剂、粉煤灰等材料，同钻井液混合固结， 然后覆土填埋或者用于铺设井场和道路，该技术由于大量加入固化剂，废弃物总量和处 理成本大幅增加。回注处理则对地层条件要求较高，且存在污染地下水环境的风险。 上述处理方法，难以妥善解决钻井废液高稳定性、高污染负荷的问题，导致处理成本较 高、适应性较差。因此，破坏其稳定结构，降低污染负荷是实现钻井废液深度处理的关 键。目前国内部分企业已经在钻井废液固液分离处理方面开展了部分研究，中原石 油勘探局钻井院在钻井废液固液分离处理剂方面进行了有益探索，西南石油大学基于该 原理开发的车载移动设备可以完成钻井废水的有效处理，但是还难以实现钻井废液的有 效分离。
技术实现思路
本专利技术的目的是采用一种由脱稳剂、吸附剂、絮凝剂等组成的药剂配方，以 及机械分离设备，实现钻井废液的脱稳、减量和固液分离，有效降低需无害化处置的固 体废物体积、降低液相污染负荷和后续处理难度。本专利技术采用的技术方案是钻井废液化学强化固液分离设备由缓冲调节池1、 脱稳反应池2、吸附反应池3、絮凝反应池4、卧螺离心机5、加药系统6组成。在缓冲 调节池1内，将钻井废液同一定量的清水混和，降低钻井废液的塑性粘度，提高其他药 剂的反应效率。经稀释调节后的钻井废液进入脱稳反应池2，由加药系统6投加脱稳剂， 降低粘土颗粒粘度和剪切力，拆散联结结构，破坏其稳定状态。经脱稳反应的钻井废液 进入吸附反应池3，由加药系统6加入吸附剂，进一步压缩粘土颗粒表面双电层，增加颗 粒的比重和体积。经吸附反应的钻井废液进入絮凝反应池4，由加药系统6加入絮凝剂，将粘土颗粒聚结为大尺寸颗粒。经絮凝反应的钻井废液进入卧螺离心机5，在其中完成固 液分离，分离固相和液相分别排放。下面各成分以钻井废液质量100%为基准；所述缓冲调节池1处理出液固含为5 10%，毛细抽吸时间(CST)《2500s。脱稳反应池(2)投加的脱稳剂配方(质量百分比，下同)为硫酸/硝酸0.3 0.5%,聚硅氯化铝0.4 1.0%、聚合硫酸铁0.2 0.3%。吸附反应池3投加的吸附剂配方为生石灰1 1.5%、氯化钙0.5 1%。絮凝反应池4投加的絮凝剂配方为阳离子聚丙烯酰胺/阴离子聚丙烯酰胺/两性聚丙烯酰胺0.005 0.015%。离心机5离心因素为2000 2200g，出泥含水率《70%，出水固含《0.5%，固相 回收率>90% ο所述钻井废液化学强化固液分离技术，全流程停留时间为21 28min，其中稀 释缓冲阶段3 4min、脱稳反应阶段6 8min、吸附反应阶段6 8min、絮凝反应阶段 6 8min0本专利技术所述的化学强化固液分离方法，首先利用脱稳药剂的中和、吸附、螯合 等作用机理，降低粘土颗粒粘度和剪切力，拆散联结结构，破坏其稳定状态；然后利用 吸附剂的吸附性能，进一步压缩粘土颗粒表面双电层，使其处于游离状态，同时增加颗 粒的比重和体积；最后利用高分子絮凝剂的卷扫、吸附、架桥作用，将粘土颗粒聚结为 大尺寸颗粒，再利用机械分离装置完成固液分离。分离出泥含水率可降至70%以下，便 于进一步投加固结药剂后无害化处理。因为加入各种药剂的脱稳和吸附等作用，钻井废 液中的大部分污染物随粘土颗粒进入固相，残留在液相中的成分大幅度减少，有效降低 了后续液相深度处理的难度，为液相的资源化回用创造了有利条件。1.脱稳、吸附、混凝、离心技术联合应用，可以实现钻井废液高效固液分离。2.经处理后的固相体积明显减小，含水率由90%降至70%以下，无害化处理难 度降低。3.离心出水固含降至0.5%以下，污染物含量较低，便于后续深度处理。4.与传统固化工艺比较，药剂费降低40 50元/m3，运行费用降低20%。附图说明图1钻井废液化学强化固液分离方法流程示意图。图中，1.缓冲调节池，2.脱稳反应池，3.吸附反应池，4.絮凝反应池，5.卧螺离 心机，6.加药系统。具体实施例方式本项目完成了钻井废液化学强化固液分离的理论研究，研制了处理能力为IOm3/ h的钻井废液处理装置，现场试验能实现钻井废液的高效固液分离处理，装置出泥含水率 65 68%，出水固含0.3 0.5%。钻井废液化学强化固液分离装置由缓冲调节池1、脱稳反应池2、吸附反应池 3、絮凝反应池4、卧螺离心机5、加药系统6组成。实施例1下面各成分以钻井废液质量100%为基准；所述缓冲调节池1处理出液固质量含为5%，毛细抽吸时间(CST)《2500s。脱稳反应池2投加的脱稳剂配方(质量百分比，下同)为硝酸0.3%、聚硅氯化 铝0.4%和聚合硫酸铁0.2%。吸附反应池3投加的吸附剂配方为生石灰和氯化钙0.5%。絮凝反应池4投加的絮凝剂配方为阳离子聚丙烯酰胺0.015%。离心机5离心因素为2000 2200g，出泥含水率《70%，出水固含《0.5%，固相 回收率>90%。全流程停留时间为21 28min，其中稀释缓冲阶段3 4min、脱稳反应阶段6 8min、吸附反应阶段6 8min、絮凝反应阶段6 8min。实施例2下面各成分以钻井废液质量100%为基准；所述缓冲调节池1处理出液固含为10%，毛细抽吸时间(CST)《2500s。脱稳反应池2投加的脱稳剂配方(质量百分比，下同)为硫酸0.3%、聚硅氯化 铝1.0%和聚合硫酸铁0.3%。吸附反应池3投加的吸附剂配方为生石灰1.5%和氯化钙1%。絮凝反应池4投加的絮凝剂配方为阴离子聚丙烯酰胺0.015%。离心机5离心因素为2000 2200g，出泥含水率《70%，出水固含《0.5%，固 相回收率>90%。全流程停留时间为21 28min，其中稀释缓冲阶段3 4min、脱稳反应阶段6 8min、吸附反应阶段6 8min、絮凝反应阶段6 8min。实施例3下面各成分以钻井废液质量100%为基准；所述缓冲调节池1处理出液固含为7%，毛细抽吸时间(CST)《2500s。脱稳反应池2投加的脱稳剂配方(质量百分比，下同)为硝酸0.5%、聚硅氯化 铝0.6 %和聚合硫酸铁0.3 %。吸附反应池3投加的吸附剂配方为生石灰和氯化钙0.8%。絮凝反应池4投加的絮凝剂配方为两性聚丙烯酰胺0.005%。离心机5离心因素为2000 2200g，出泥含水率《70%，出水固含《0.5%，固 相回收率>90%。全流程停留时间为21 28min，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻井废液化学强化固液分离方法，设备由缓冲调节池（１）、脱稳反应池（２）、吸附反应池（３）、絮凝反应池（４）、卧螺离心机（５）、加药系统（６）组成，其特征在于：下面各成分以钻井废液质量１００％为基准；在缓冲调节池（１）内，将钻井废液同清水混合，调节钻井废液固相质量百分比为５～１０％，毛细抽吸时间（ＣＳＴ）≤２５００ｓ；经稀释调节后的钻井废液进入脱稳反应池（２），由加药系统（６）投加脱稳剂，加入脱稳剂质量百分比为硫酸或硝酸０．３～０．５％、聚硅氯化铝０．４～１．０％和聚合硫酸铁０．２～０．３％；经脱稳反应的钻井废液进入吸附反应池（３），由加药系统（６）加入吸附剂，加入吸附剂质量百分比为生石灰１～１．５％和氯化钙０．５～１％；经吸附反应的钻井废液进入絮凝反应池（４），由加药系统（６）加入絮凝剂，加入絮凝剂质量百分比为阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺或两性聚丙烯酰胺０．００５～０．０１５％；经絮凝反应的钻井废液进入离心机（５），在其中完成固液分离，分离固相和液相分别排放，离心机（５）离心因素为２０００～２２００ｇ，出泥含水率≤７０％，出水固含≤０．５％，固相回收率≥９０％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓皓，刘光全，张晓飞，许毓，王蓉沙，谢水祥，赵欣梅，岳勇，吴百春，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团安全环保技术研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]