CN101397180A - 一种用于钻井废弃物集中处理及综合利用的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于钻井废弃物集中处理及综合利用的工艺方法，解决油气田区域钻井数量较多时大量钻井废弃物的处理和利用问题，克服单井治理费用高、污染分散、配套设施不全的缺陷，处理量大，能规模化生产，降低系统治理成本，快速彻底解决钻井废弃物的污染问题，满足钻井生产和保护环境的实际需要；通过隔油沉砂、自然均质调节储存、破稳降粘、固液分离、滤液加药气浮混凝沉降氧化过滤、滤后水脱盐、砂屑分离清洗、脱盐工艺组合，使钻井废弃物得以分类处理利用，使污油回收，砂屑清洗干净利用，污泥压制成饼制砖利用，经处理后的净化水回注地层或达标排放或脱盐处理达到农灌水标准；适用于钻井废弃物集中处理站建设。
Description
一、技术领域：本发明涉及油田钻井废液的处理和利用技术，尤其是一种用于钻井废弃物集中处理及综合利用的工艺方法。
二、背景技术：油气田勘探开发钻井过程中产生了大量的由钻井岩屑、钻井泥浆、钻井污水、污油形成的混合物—钻井废弃物，传统的处置方式是排放在井场的泥浆污水池中，按照池内就地治理办法进行固化处理，以减少其污染危害。由于泥浆污水储存池渗漏、溢池等存在长期的污染隐患，按照2008年8月1日实施的《国家危险废物名录》，废弃钻井液处理产生的污泥已列为危险废物，废物类别HW08，废物代码为071-002-08。面对更加严格的环保标准，钻井废弃物的集中治理和综合利用势在必行。
在此之前，人们对钻井废弃物的治理多以就地固化法治理为主，按目前的标准已不符合环保处置要求，我公司发明专利《一种油田废弃物污油泥资源化处理方法》ZL200610018062.0是一种较完善的解决方法，但对回收后集中处理预先没有提出除油措施，应用范围针对的是泥浆岩屑，过程中需加水稀释，《用于油田钻井压裂作业废液处理的工艺流程技术》ZL200410038043.5、《一种用于钻采废液集中处理的工艺技术》应用对象为油田含泥浆量较少的污水废液处理，对固相含量较大的钻井废弃物处理有局限性，处理量较小。
三、发明内容：本发明的目的是提供统筹解决污水、污油、岩屑、泥浆混合物的达标处理和综合利用问题的一种用于钻井废弃物集中处理及综合利用的工艺方法，它克服了其它技术的不足，将钻井废弃物中污油、岩屑、泥浆、含在污水中污油与污水分离后分类处理并达标利用，本发明的目的是这样实现的，其工艺流程为：通过隔油沉砂、自然均质调节储存、破稳降粘、固液分离、滤液加药气浮混凝沉降氧化过滤、滤后水脱盐、砂屑分离清洗工艺组合，使钻井废弃物得以分类处理利用，使污油回收，砂屑清洗干净利用，污泥压制成饼制砖利用，经处理后的净化水回注地层或达标排放，或脱盐处理达到农灌水标准。适用于钻井废弃物集中处理站建设。
具体过程是：钻井废弃物回收后首先进入隔油沉砂池，隔油沉砂沉浮时间控制在1小时及以上，上部上浮的游离油类通过刮油装置或溢流进入收油储存池回收，下部沉降的岩屑通过螺旋输送机提升进入砂水分离装置和洗砂装置，洗砂水通过洗砂水增压泵抽取预处理水、滤后净化水和达标水进行三级清洗，洗砂排水进入前端隔油沉降池再处理，中部泥浆水液体通过倒虹吸管或溢流进入自然调节储存池，从而实现油、砂和泥浆水液体的分离。
自然调节储存池的容积应能至少储存1口井及以上的废液量，自然调节储存池的泥浆水液体经污泥泵提升进入加药搅拌破稳脱水池，加入从第一套加药装置输入的药剂搅拌，使泥浆水液体破稳脱水后，经污泥增压泵加压0.3～2.5MPa，进入固液分离机进行固液分离，固液分离机采取压滤方式进行固液分离，分离出的泥饼经输送机排出，外运与页岩粉或粘土掺和烧制普通烧结砖利用，分离出的滤液进入滤液加药气浮池加入第二套加药装置送来的药剂混凝气浮，气浮可采用溶气水，除去滤液中的少量游离油、乳化油和部分溶解油，浮油渣进入隔油沉砂池再分离，气浮后的滤液水通过中下部倒虹吸管或溢流管进入混凝沉降池沉降，得到预处理水，沉降污泥进入加药搅拌破稳脱水池。预处理水可经洗砂水增压泵作为第一级洗砂用水。
经预处理的水，通过第三套加药装置加入氧化剂进入氧化池，在酸性条件下(PH值4～5之间)，保持氧化时间≥2小时及以上，调节PH值6～9之间再进入过滤吸附装置过滤，滤后水通过污(注)水泵回注安全地层或达标排放，也可用于第二级洗砂水，当考虑去除污水可溶性盐类指标或污水含盐量较高时，滤后水可用加热蒸发或自然蒸发的方法制取工业盐利用，蒸气的冷却水达标排放或作为第三级洗砂用水。
各种药剂的加入量根据废弃物的浓度按小样实验确定，第一套加药装置加入的药剂分别是先加石灰乳调PH值到9~14、再加硫酸铝溶液调PH值到5~7、聚丙烯酰胺7~10ppm；第二套加药装置加入的药剂分别是先加含氯量65％的次氯酸钙(钠)1％~3％(或二氧化氯1~60kg/m3，或30％双氧水1％~5％)、再加硫酸铝溶液调PH值到5~7(或聚合氯化铝1~20kg/m3)、聚丙烯酰胺7~8ppm；第三套加药装置加入的药剂分别是酸调PH值到5、氯酸钠溶液5~200ppm；氧化反应控制的PH值5，反应时间大于2小时，进过滤加烧碱溶液调PH值到6~7，出水达标排放。
本发明的意义：解决油气田区域钻井数量较多时大量钻井废弃物的处理和利用问题，克服单井治理费用高、污染分散、配套设施不全的缺陷，采取单井回收，集中处理，做到油、砂、泥、水分类分离，达标利用，处理量大，能规模化生产，降低系统治理成本，快速彻底解决钻井废弃物的污染问题，满足钻井生产和保护环境的实际需要。
四、附图说明：图1为一种用于钻井废弃物集中处理及综合利用的工艺方法的流程示意图。
五、具体实施方式：钻井废弃物回收后首先进入隔油沉砂池，隔油沉砂沉浮时间控制在1小时及以上，上部上浮的游离油类通过刮油装置或溢流进入收油储存池回收，下部沉降的岩屑通过螺旋输送机提升进入砂水分离装置和洗砂装置，洗砂水通过洗砂水增压泵抽取预处理水、滤后净化水和达标水进行三级清洗，洗砂排水进入前端隔油沉降池再处理，中部泥浆水液体通过倒虹吸管或溢流进入自然调节储存池，从而实现油、砂和泥浆水液体的分离。
自然调节储存池的容积应能至少储存1口井及以上的废液量，自然调节储存池的泥浆水液体经污泥泵提升进入加药搅拌破稳脱水池，加入从第一套加药装置输入的药剂搅拌，使泥浆水液体破稳脱水后，经污泥增压泵加压0.3～2.5MPa，进入固液分离机进行固液分离，固液分离机采取压滤方式进行固液分离，分离出的泥饼经输送机排出，外运与页岩粉掺和烧制普通烧结砖利用，分离出的滤液进入滤液加药气浮池加入第二套加药装置送来的药剂混凝气浮，气浮可采用溶气水，除去滤液中的少量游离油、乳化油和部分溶解油，浮油渣进入隔油沉砂池再分离，气浮后的滤液水通过中下部倒虹吸管或溢流管进入混凝沉降池沉降，得到预处理水，沉降污泥进入加药搅拌破稳脱水池。预处理水可经洗砂水增压泵作为第一级洗砂用水。
经预处理的水，通过第三套加药装置加入氧化剂进入氧化池，在酸性条件下(PH值4～5之间)，保持氧化时间≥2小时及以上，调节PH值6～9之间再进入过滤吸附装置过滤，滤后水通过污水泵回注安全地层或达标排放，也可用于第二级洗砂水，当考虑去除污水可溶性盐类指标或污水含盐量较高时，滤后水可用加热蒸发或自然蒸发的方法制取工业盐利用，蒸气冷却水达标排放或作为第三级洗砂用水。
各种药剂的加入量根据废弃物的浓度按小样实验确定，第一套加药装置加入的药剂分别是先加石灰乳调PH值到9~14、再加硫酸铝溶液调PH值到5~7、聚丙烯酰胺7~10ppm；第二套加药装置加入的药剂分别是先加含氯量65％的次氯酸钙(钠)1％~3％(或二氧化氯1~60kg/m3，或30％双氧水1％~5％)、再加硫酸铝溶液调PH值到5~7(或聚合氯化铝1~20kg/m3)、聚丙烯酰胺7~8ppm；第三套加药装置加入的药剂分别是酸调PH值到5、氯酸钠溶液5~200ppm；氧化反应控制的PH值5，反应时间大于2小时，进过滤加烧碱溶液调PH值到6~7，出水达标排放。
Claims (6)
1、一种用于钻井废弃物集中处理及综合利用的工艺方法，其特征是：通过隔油沉砂、自然均质调节储存、破稳降粘、固液分离、滤液加药气浮混凝沉降氧化过滤、滤后水脱盐、砂屑分离清洗工艺组合，使钻井废弃物得以分类处理利用，使污油回收，砂屑清洗干净利用，污泥压制成饼制砖利用，经处理后的净化水回注地层或达标排放或脱盐处理达到农灌水标准，适用于钻井废弃物集中处理站建设。
2、根据权利要求1所述的一种用于钻井废弃物集中处理及综合利用的工艺方法，其特征是：钻井废弃物回收后首先进入隔油沉砂池，隔油沉砂沉浮时间控制在1小时及以上，使游离油类上浮通过刮油装置或溢流进入收油储存池回收，下部沉降的岩屑通过刮泥集中用螺旋输送机或砂浆泵提升进入砂水分离装置和洗砂装置，洗砂水通过洗砂水增压泵抽取预处理水、滤后净化水和达标水，砂水分离装置和洗砂排出液进入前端隔油沉降池再处理，中部泥浆水混合液体通过倒虹吸管或溢流进入自然调节储存池，从而实现油、砂和泥浆水液体的分离。
3、根据权利要求1所述的一种用于钻井废弃物集中处理及综合利用的工艺方法，其特征是：自然调节储存池的容积应能至少储存1口井及以上的废液量，自然调节储存池的泥浆水混合液体经污泥泵提升进入加药搅拌破稳脱水池，加入从第一套加药装置输入的药剂搅拌，使泥浆水混合液体破稳脱水后，经污泥增压泵加压0.3～2.5MPa，进入固液分离机进行固液分离，固液分离机采取压滤或高速离心方式进行固液分离，分离出的泥饼经输送机排出，外运与粘土或页岩粉掺和烧制普通烧结砖利用，分离出的滤液进入滤液加药气浮池加入从第二套加药装置送来的药剂混凝气浮，气浮可采用溶气水，溶气水由溶气水泵、空压机、溶气水罐、曝气头制成，也可用射流曝气、水利旋流气浮中的任一种，除去滤液中的少量游离油、乳化油和部分溶解油，浮油渣进入隔油沉砂池再分离，气浮后的滤液水通过中下部倒虹吸管或溢流管进入混凝沉降池沉降，得到预处理水，沉降污泥进入加药搅拌破稳脱水池；预处理水可经洗砂水增压泵作为第一级洗砂用水。
4、根据权利要求1所述的一种用于钻井废弃物集中处理及综合利用的工艺方法，其特征是：经预处理的水，通过第三套加药装置加入氧化剂进入氧化池，在酸性条件下PH值4～5之间，保持氧化时间≥2小时及以上，调节PH值6～9之间再进入过滤吸附装置过滤，滤后水通过污水泵回注安全地层或达标排放，也可用于第二级洗砂水，当考虑去除污水可溶性盐类指标或污水含盐量较高时，滤后水可用加热蒸发或自然蒸发的方法制取工业盐利用，蒸气冷却水达标排放或作为第三级洗砂用水。
5、根据权利要求1所述的一种用于钻井废弃物集中处理及综合利用的工艺方法，其特征是：当水质要求不高或不考虑COD有机物指标时，混凝沉降后的污水可直接进入过滤装置处理。
6、根据权利要求1所述的一种用于钻井废弃物集中处理及综合利用的工艺方法，其特征是：各种药剂的加入量根据废弃物的浓度按小样实验确定，第一套加药装置加入的药剂分别是先加石灰乳调PH值到9~14、再加硫酸铝溶液调PH值到5~7、聚丙烯酰胺7~10ppm；第二套加药装置加入的药剂分别是先加含氯量65％的次氯酸钙1％~3％、或次氯酸钠1％~3％，或二氧化氯1~60kg/m3，或30％双氧水1％~5％，再加硫酸铝溶液调PH值到5~7、或聚合氯化铝1~20kg/m3，后加聚丙烯酰胺7~8ppm；第三套加药装置加入的药剂分别是酸调PH值到5、氯酸钠溶液5~200ppm；氧化反应控制的PH值5，反应时间大于2小时，进过滤加烧碱溶液调PH值到6~7，出水达标排放。
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