CN101823807A - 黄土塬区废弃钻井液土壤修复工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种黄土塬区废弃钻井液土壤修复工艺方法，按废弃钻井液含固重量为百分之百搅拌加入1.0～2.0％的钙铝盐；静沉完全后将水分抽出，按抽出水含固重量为百分之百加入0.015～0.02％复合钙盐；按废弃钻井液含固重量为百分之百添加0.3～0.5％腐殖酸的黄土和黄土重量2～6％的木屑、锯末灰或干草，黄土加入量与脱水后剩余钻井液固体的体积比为1∶1；采用化学-微生物联合处理方法，利用当地自然黄土资源，工艺简单，不添加任何固化药剂，用较低的费用将钻井液中的有害物质进行了处理，解决了钻井液处理费用高，处理不够彻底的问题，同时处理后不破坏原有土壤体系，可达到土壤复耕的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种黄土塬区钻井液土壤修复工艺方法，适用于拥有丰富黄土资源的黄土高塬地区低固相聚合物废弃钻井液处理。
背景技术
废钻井液是钻井过程中大量产生的固体废弃物，主要是由粘土、钻屑、加重材料、化学添加剂、油组成的多相稳定悬浮液，对环境造成危害的主要是可溶性重金属元素、石油类和碱类。
由于技术、成本等问题，许多油田对采出的深层岩屑、泥浆化学物、污油泥等固体废弃物均没有采取安全处理，常采用直接排放或回填处理，将坑内废钻井液置于太阳下暴晒，利用太阳产生的热能将其中的水分蒸发，但由于钻井液有着特殊的稳定性，单单依靠太阳光从表面照射数月甚至数年只能是将泥浆表面干化，而在干化的表面下层，钻井液性质及其含水率几乎没有变化，所以当覆土填埋后不出时日便发生反浆的问题。长期放置在井场周围，使占用的土地失去使用价值，并成为新的污染源和安全隐患。
80年代后国内的一些油气田对于废弃钻井液的处理一般都是采用固化法或固液分离方法。固化法即向废钻井液中加入固化剂，如水泥、粉煤灰、水玻璃、石膏等，使废液由液相转为固相，然后再覆土填埋。这一做法的优点是固体硬度高，不反浆，但也存在很多问题：①破坏了土壤体系，虽然固化后在表层覆盖了50cm的当地土壤，但基本不能还原土壤复耕条件，土壤通透性下降，农作物耕作较差；②处理费用偏高；③处理不够彻底，从短期来看，污染物质被固定在固化块内不会浸出来，从长远来看，固化块长期在地底下经过物理、化学、生物的作用，不能确定污染物质会不会发生变化，如果发生变化，也不清楚变化是将固化块内的污染物质消解掉，还是固化块内的污染物质外泄，造成地层污染。固液分离法即向废钻井液中加入一定量的凝聚剂和絮凝剂，使体系经化学脱稳后的自由水与固相颗粒分离，然后深埋脱水固体，并二次处理脱出水使其符合环保要求可直接排放，或循环应用于配制泥浆。这样简单化学处理一般无法消除废钻井液中的有害物质。
随着技术的发展，还出现了回注、MTC固井技术、微生物处理技术等方法，但由于成本或地域条件的问题，很多技术都无法推广应用。
发明内容
本发明的目的是利用黄土塬区自身丰富的黄土资源，添加黄土作为处理材料，将黄土的吸附作用和本源微生物的降解作用运用到处理技术中，处理后不破坏原有土壤体系，可达到土壤复耕的要求。解决处理费用高，环境污染的问题；具有处理工艺简单、环境友好、可操作性强、成本低的特点；实现油田钻井液处理达标排放，达到“节能减排”和清洁生产的环保战略目标。
本发明的方法通过以下步骤实现：
(1)搅拌加入钙铝盐，使废液快速破乳；破坏钻井液中的电中和稳定系统，较彻底地将钻井液中的分子间水、分子内水和表面吸附水从钻井液中分离，使钻井液中的有机污染组份最大程度的进入水相中，从而减少钻井液固相中的污染成份，最后形成尺寸适中的脱稳泥浆颗粒。
(2)静沉完全后将脱出水抽出，通过加入水处理剂复合钙盐，将水中的有机污染物质分解转化，去除重金属，降低BOD、COD和色度。
(3)将脱水分离后的剩余固体搅拌加入添加腐殖酸稳定剂的黄土，吸附剩余固体中的水分，破坏其乳液平衡，改变性能，通过配位络合反应使重金属离子转变为稳定无毒害的颗粒态重金属，阻止污染物向外渗透，形成粉状或小块固体；同时添加木屑或锯末灰或干草等，增加土壤的透气性，并通过引入的黄土等主体固态添加剂中天然的微生物对剩余有机污染物质进行分解氧化，将有机物中的C、H、O、N、P等物质分解转化为土壤有效肥分，增强土壤的生态功能。
所说的钙铝盐按废弃钻井液含固重量的1.0～2.0％加入。
所说的水处理剂复合钙盐按抽出水含固重量的0.015％～0.02％加入。
所说的腐殖酸稳定剂按废弃钻井液含固重量的0.3％～0.5％加入。
所说的黄土加入量∶与脱水后剩余钻井液固体的体积比为1∶1。
木屑、锯末灰或干草的加入量是黄土重量的2～6％。
本发明根据废弃钻井液本身特性，采用化学-微生物联合处理的方法，不采用传统固化的方法，通过简单的工艺步骤，利用黄土高原自身丰富的黄土资源，用较低的费用将钻井液中的有害物质进行了处理，使废弃钻井液脱出水处理后达到了GB8978-1996国家污水综合排放二级标准，处理后的废弃物与改造黄土按一定比例混合，完全能达到GB15618-1995国家农田土壤判定二级标准。
我国每年废弃钻井液排放总量多达上百万吨，由此产生的环境隐患以及带给周围人民群众潜在的健康安全风险让人担忧。此项目为废弃钻井液的处理提供了新的处理工艺，因地制宜，大大降低了处理成本，节约大量土地资源，减少了环境污染；是实现油田环境治理、生态保护的重要举措；对减少污染、改善企地关系和树立企业形象具有深远的社会效益。
附图说明
图1废弃钻井液处理工艺流程简图。
具体实施方式
黄土塬区废弃钻井液土壤修复工艺方法实施实例：
(1)搅拌加入1.3％钙铝盐，充分搅拌，保证药剂能够充分和废弃钻井液混合进行破胶，使废钻井液液最后形成脱稳泥浆颗粒；当废弃钻井液完全破胶后，停止搅拌。
(2)静置2小时，观察废弃钻井液的出水情况，出水率可达40％，将废弃钻井液池中析出的脱出水转移到提前挖好的处理坑中。加入0.018％水处理药剂复合钙盐，将水中有机污染物质的分解转化，去除重金属，降低BOD、COD和色度。
(3)在脱水分离后的剩余固体中搅拌加入添加0.5％腐殖酸稳定剂的黄土，络合重金属离子，吸附废弃物中的水分，改变剩余固体性能，阻止污染物向外渗透，形成粉状或块状固体；同时添加4％木屑以增加土壤的透气性，黄土与废弃钻井液混合均匀，提高废弃钻井液的支撑强度后，再用装载机在废弃钻井液池表面覆土30cm，达到井场要求强度(0.36MPa)。
由权威部门提供的检测报告结果：
(1)排放水：
(2)剩余钻井液：
Claims (1)
1.一种黄土塬区废弃钻井液土壤修复工艺方法，其特征在于：
具体步骤如下：
(1)按废弃钻井液含固重量为百分之百搅拌加入1.0～2.0％的钙铝盐，使钻井液快速破胶，形成尺寸适中的脱稳泥浆颗粒；
(2)静沉完全后将脱出水抽出，按抽出水含固重量为百分之百加入0.015～0.02％水处理剂复合钙盐，将水中有机污染物质分解转化，去除重金属，降低BOD、COD和色度；
(3)将固液分离后的钻井液搅拌加入按废弃钻井液含固重量为百分之百添加0.3～0.5％腐殖酸稳定剂的黄土和黄土重量2～6％的木屑、锯末灰或干草，黄土加入量与固液分离后剩余钻井液固体的体积比为1∶1。
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