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废弃钻井液脱稳处理技术中破胶剂的研究

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废弃 钻井 液脱稳 处理 技术 中破胶剂 研究
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废 弃钻井液脱稳处理技术中破胶剂的研究黄振东(长江大学化学与环境工程学院 ,湖北 荆州 434023)摘 要:油气田环境污染主要是废弃钻井液给环境带来的,对于其污染,目前国内钻井井场普遍采用固化处理后掩埋复耕的方法,但固化体中的污染物易被水浸泡出来,仍存在污染环境的风险 。室内实验研究表明,采用先脱稳后固化的处理技术,得到的固化体具有一定强度,固化体浸出液无毒 、无污染,达到国家污水综合排放标准二级标准要求 。关键词:废弃钻井液;脱稳固化;破胶剂中图分类号: 献标识码: A 文章编号: 10072009) 03of in 34023,il of is by to of in by it in of We of it of el 2009振东( 1982-),男,福建漳州人,大学本科,主要研究方向:工程与工艺 。湖 南 农 机 5 6 卷第 3 期 ·为达到安全 、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 ,使得其废弃物的成分也变得越来越复杂 ,危害也越来越大 ,因此对其进行再处理对资源再利用有着非常重要的意义 。1 废弃钻井液的来源及破胶原理(1)废弃钻井液来源 :在石油与天然气钻探过程中 ,废弃钻井液的主要来源如图 1 所示 。(2)破胶原理概述 :因为钻井泥浆中加入了大量的各种护胶剂 ,致使废弃钻井泥浆体系中具有表面活性的固体比普通污泥要高很多 ,废弃钻井泥浆脱稳的难度也就大大增加了 。 通过加入各种化学处理剂 (破胶剂 )改变钻井泥浆的物理 、化学性质 ,破坏钻井泥浆的胶体体系 ,促使悬浮的细小颗粒聚结成较大的絮凝体 ,再由过滤 、离心等机械手段达到固液分离的目的 ,这种方法就称为化学强化固液分离 ,而选择一种好的破胶剂对更好地研究脱稳固化处理有着更重要的意义 。 破胶的原理就是通过把聚合物分解成小分子量的泥浆循环系统漏失的泥浆废弃钻井液储存池随 钻 井 过 程 涌出的地层水地面设备 、钻台钻井工具的冲洗水起下钻作业流失的泥浆替换过程流失的废弃泥浆放喷过程产生的废液地面设备跑 、冒 、滴的油污泥 浆 罐 的掏洗水图 1 废弃钻井液主要来源黄 振东:废弃钻井液脱稳处理技术中破胶剂的研究第 36 卷第 3 期23图 3 各破胶剂破胶后出水 2 破胶剂的选择根据以上对破胶原理的阐述 ,破胶后废弃钻井泥浆中会有较大量的高分子物质同粘土一起分离出来 。因此 ,破胶剂不选用阳离型高分子材料 ,主要考虑无机盐类及无机混凝剂 ,初步选定的物质有 :聚合 ,实验选用 4 种破胶剂对红南平 9进行筛选实验研究 ,破胶剂种类和代号如表 1 所示 。表 1 破胶剂种类和代号破胶剂种类聚合 0%20%20%2 倍序号12345(1)聚合 将聚合 0%的溶液 。 取一定量的废弃钻井泥浆盛于烧杯中 ,逐滴加入配制好的聚合 随着聚合 废弃钻井泥浆开始变得更稠 ,慢慢的有较多絮体从中分离出来 , 并有少量清液从中析出 ,此时破胶完成 。 加入聚合 形成的絮体较小但致密 ;加入 高分子溶液后 ,形成的絮体大且致密 ,破胶后沉降分离容易 ,出水率在 53%左右 ,离心分离后出水率约为 62%。 出水 在 右 ,该指标达到排放标准 。(2)破胶试验 :将 配制成 10%的溶液 。 取一定量的废弃钻井泥浆盛于烧杯中 ,逐滴加入配制好的 溶液并搅拌 ,随着 溶液的加入 ,废弃钻井泥浆开始变得更稠 ,慢慢的有较多絮体从中分离出来 , 并有少量清液从中析出 ,此时破胶完成 。 加入 破胶后 ,形成的絮体较小且松散 ,加入 高分子溶液后 ,仍不能形成较大的絮体 ,整个体系呈悬浊状态 ,沉降分离较难 ,出水率小于 10%,离心分离后出水率仍小于 40%。(3)将 0%的溶液 ,取一定量的废弃钻井泥浆盛于烧杯中 ,逐滴加入配制好的 随着 钻井废液开始变得更稠 , 慢慢地有较多絮体从中分离出来 ,并有清液从中析出 ,此时破胶完成 。 加入 形成的絮体较小但致密 ,加入 高分子溶液后 ,形成的絮体大且致密 ,破胶后沉降分离容易 ,出水率在 50%左右 ,离心分离后出水率约为 60%,出水在 右 ,该指标达到排放标准 。(4)将 0%的溶液 。取一定量的废弃钻井泥浆盛于烧杯中 ,逐滴加入配制好的 废弃钻井泥浆开始变得更稠 ,慢慢地有较多絮体从中分离出来 , 并有清液从中析出 ,此时破胶完成 。 加入 形成的絮体较小且松散 ,加入 高分子溶液后 ,形成的絮体仍较松散 ,破胶后沉降分离较难 ,出水率在 35%左右 ,离心分离后出水率约 45%,出水 为 右 ,该指标达到排放标准 。(5)胶试验 : 将浓盐酸稀释 5 倍配制成 2 的溶液 。取一定量的废弃钻井泥浆盛于烧杯中 ,逐滴加入配制好的 液并搅拌 , 随着 液的加入 ,废弃钻井泥浆开始变得更粘稠 ,慢慢地有较多呈凝胶状絮体从中分离出来 , 并有清液从中析出 ,此时破胶完成 。 加入 胶后 ,形成的絮体非常致密 ,破胶后沉降分离非常容易 ,出水率在 60%左右 ,离心分离后出水率变化不大 ,仍约为 60%,出水 在1 左右 ,需要加碱调节到 6 以上方可排放 。(6)试验分析 :所有的破胶剂处理废弃钻井液实验效果列表 2 所示 。 由表 2 数据可作图 2、图 3。表 2 破胶剂处理废弃钻井液实验效果破胶剂种类聚合 )21753542256437852136色度(倍 )100350200300380出水体积(%)6240604560备注效果一般效果一般出水强酸性沉降分离后出水图 2 不同破胶剂破胶后出水体积出水体积80%60%40%20%0%聚合 农 机 2009 年 5 月24根据实验及破胶后出水率情况可以看出 , 其中破胶能力比另外两种要好一些 。 但由于单独使用盐酸 胶 ,会引起 到很低 (),需要加碱调到 6 以上方可排放 , 使处理工艺流程增加 ,且盐酸是液体 ,运输不如另外两种方便 ,盐酸具有腐蚀性 ,使用过程中有一定的危险性 。 对于其他两种破胶剂 ,聚合 而且聚合 有利于油田的应用 。 因此 ,笔者觉得选择聚合 比较方便 。 将聚合 。表 3 未处理样品和聚合 )234562175样品未处理聚合 倍 )1500100 可明显看出 ,原来的 23456 降到2175,除去率达到 效果明显 ,色度由原来的1500 降低到 100,向中性发展 ,而且出水率达到62%,所以选择聚合 3 破胶剂投量的确定取 100 弃钻井泥浆于烧杯中 , 逐滴加入配制好的聚合 0 2 4 搅拌 ,随着聚合 废弃钻井泥浆开始变得更稠 ,慢慢的有较多絮体从中分离出来 ,并有少量清液从中析出 ,此时破胶完成 。 取破胶后的滤液进行出水体积 ,色度测定 ,考察聚合 实验数据如表 4 所示 。表 4 实验数据破胶剂加量()8000(8 0000(10 2000(12 4000(14 6000(16 水体积 (%)60%63%65%66%66%)23542253220821642145色度 (倍 )15012012010096备注有点浑浊比较清澈沉降分离后出水把以上数据处理成出水 出水体积随破胶剂加量的变化曲线见图 4。图 4 出水体积与出水 破胶剂加量的变化曲线破胶剂的量 ( 10 12 14 16240022002000出水)7065605550出水体积(%)出水体积(1)聚合 (2)投加量较小时 ,破胶作用不完全 ,处理后出水色度较高 ,大 ,水体混浊 。(3)当投加量达到在较适宜的投加量 12000(12 ,出水颜色和除 果较好 。 继续增大破胶剂投加量 ,由于破胶作用已较完全 ,色度和 变化趋于平缓 。(4)选定破胶剂投加量 12000 。参 考 文 献[ 1]于怀清 D] .[ 2]朱权云,熊春平 J] 999,( 2) .[ 3]李爱英 J] 1998,( 2) .[ 4]赵立志 R] 1995.[ 5]朱墨,张进,赵雄虎 J] 1995,( 3) .[ 6]倪怀英 J] 992,( 6) .
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