CN102320699B - 一种钻井废液脱稳混凝处理方法 - Google Patents

一种钻井废液脱稳混凝处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于油气田钻井中对钻井废液作无害化处理的钻井废液脱稳混凝处理方法。它可使钻井废液得到无害化处理，提高处理效果。其技术方案是：先向装有钻井废液的反应罐中加入脱稳剂，脱稳剂是用85%的CaCl2和15%的MgCl2的混合物，配制成浓度为20%的溶液，搅拌混合10～15分钟，钻井废液失去稳定性；再向罐中加入混凝剂，混凝剂是用95%的聚合AlCl3和5%的聚丙烯酰胺混合物，配制成浓度为20%的溶液，搅拌混合15～20分钟；最后将混合物输入固液分离装置，分离后液相达到排放标准，固相加入固化剂进行固化处理。本发明的处理剂对钻井废液的脱稳及混凝效果好，用量小，操作简便；本处理方法成本低，经济实惠，用于钻井废液无害化处理。

Description

一种钻井废液脱稳混凝处理方法
技术领域
本发明涉及一种用于石油工业油气田钻井中对钻井废液作无害化处理的钻井废液脱稳混凝处理方法。
背景技术
石油钻井过程中需要用大量的钻井液，钻井液循环于井眼后因携带大量岩屑及有机物质便成为危害环境的废液，如果不对其进行有效处理，势必造成严重的环境污染。
根据钻井废液的形成原理，钻井废液中含有钻井液、石油类、钻屑及钻井液添加剂等，粘土矿物因晶格取代，使其表面带负电荷，在碱性条件下，粘土表面易形成水化膜，在静电斥力的作用下，使粘土颗粒与水溶液形成稳定的胶体分散体系；高分子材料（如KPAM、80A51、SMP、CMC等）在水中电离成带负电的基团，因电荷的作用，分子形态舒展，有利于它们与粘土及水共同形成稳定的泥浆胶体体系。钻屑及钻井液添加剂等在水体中呈悬浮状，加上钻井废液的护胶作用，使其成为特殊的稳定体系，污染负荷很高，主要表现为色度较高、COD较高、胶体类物质较多。
要将钻井废液有效地处理，达标外排或用作冲洗用水，首先必须对钻井废液进行破胶脱稳，然后将脱稳后的钻井废液进行混凝处理，再进行固液分离。现有的许多脱稳方法的脱水率较低，脱稳效果差，有些脱水率较高，但是存在出水呈强酸性的缺点，或者是所用的脱稳剂用量大，在混凝剂选取及用量方面也存在诸多弊端，使得处理费用高且工艺复杂，处理效果欠佳。
发明内容
本发明的目的是：为了克服上述难点，使钻井废液高效地得到无害化处理，提高处理效果，特提出一种钻井废液脱稳混凝处理方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种钻井废液脱稳混凝处理方法，包括钻井废液的脱稳处理和混凝处理，其特征在于：操作在特制的反应罐中进行，其处理过程分为两步：第一步，向装有钻井废液的反应罐中加入脱稳剂，搅拌10～15分钟，搅拌速度为50转/分钟，用于降低粘土颗粒表面的负电荷，降低Zeta电位，减少颗粒间的斥力，使钻井废液失去稳定性；第二步，向反应罐中加入混凝剂，搅拌15～20分钟，搅拌速度为10转/分钟，用于将脱稳后的细小分散的粘土颗粒等凝结成较大的絮体，并利用混凝剂的长分子链将失稳的粘土颗粒包裹起来。
上述的一种钻井废液脱稳混凝处理方法，其特征在于：所选脱稳剂为氯化钙与氯化镁的混合物，其中氯化钙的质量百分数为85%，氯化镁的质量百分数为15%，质量以克为单位，由脱稳剂与水配制成的溶液中脱稳剂的质量百分浓度为20%；所选混凝剂为聚合氯化铝与聚丙烯酰胺的混合物，其中聚合氯化铝的质量百分数为95%，聚丙烯酰胺的质量百分数为5%，由混凝剂与水配制成的溶液中混凝剂的质量百分浓度为20%。
上述的钻井废液脱稳混凝处理剂，其特征在于：每立方米钻井废液中脱稳剂的加量为14.4～16.0千克；混凝剂的加量为2.1～2.8千克。经处理的混合物输入固液分离装置进行固液分离，分离后钻井废液脱水率达72%，液相颜色较浅，液体酸碱性呈中性达到排放标准，固相加入固化剂水泥和石灰进行固化处理，处理后的固体用于制砖的原料。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：（1）所用脱稳剂是一种强电解质，加入到钻井废液后可压缩胶体双电层，使双电层厚度减小，能障变低，胶体体系失稳，钻井废液颗粒相互碰撞而聚集沉降，对钻井废液的脱稳效果好；（2）所选混凝剂对胶体粒子的静电中和、吸附及架桥作用强，使胶体粒子失稳后发生絮凝沉降；（3）脱稳剂及混凝剂的选择及加量都是通过参照室内实验与现场试验的良好效果而确定，所选处理剂对钻井废液的脱稳及混凝效果好，脱稳剂与混凝剂用量小，操作简便可靠。
具体实施方式
实施例1，在装有搅拌器的三口反应容器中，加入1000ml钻井废液；再将12.5g CaCl2和2.5g MgCl2混合，加水配制成浓度为20%的脱稳剂溶液；将上述配成的脱稳剂加入钻井废液中，搅拌混合15分钟，搅拌速度为50转/分钟，钻井废液失去稳定性；然后再向反应容器中加入混凝剂溶液，混凝剂是用2.375g聚合AlCl3和0.125g聚丙烯酰胺混合加水配成的浓度为20%的溶液，加入后搅拌15分钟，搅拌速度为10转/分钟；最后将上述混合物输入固液分离的过滤器，分离后液相颜色较浅，酸碱性呈中性达到了排放标准，固相加入水泥及石灰进行固化处理。
实施例2，此例所取钻井废液来自于克拉玛依油田WVD5149井的震动筛出口处，该井的设计井深为2100米，取样时钻井深度为1836.5米。取2立方米钻井废液盛于脱稳混凝搅拌罐中，加入质量分数百分浓度为20%的脱稳剂制成的溶液，其中所用脱稳剂的质量为30千克，均匀搅拌15分钟。向脱稳混凝搅拌罐中加入质量百分浓度为20%的混凝剂制成的溶液，其中所用混凝剂的质量为3.17千克，均匀搅拌15分钟后输至固液分离装置进行下一级处理。根据固液分离的结果，固液分离后钻井废液脱水率达72%，液相颜色较浅，液相酸碱性呈中性，所得固相加入固化剂进行固化处理。

Claims (1)

1.一种钻井废液脱稳混凝处理方法，包括脱稳处理和混凝处理两步，其特征在于：先向装有钻井废液的反应罐中加入脱稳剂，脱稳剂是用氯化钙和氯化镁的混合物，混合物中质量百分含量氯化钙为85%，氯化镁为15%，质量以克为单位，脱稳剂加水配成质量百分浓度为20%的溶液，加入量为每立方米钻井废液中加入脱稳剂14.4～16.0千克，搅拌混合10～15分钟，搅拌速度为50转/分钟，钻井废液失去稳定性；然后再向反应罐中加入混凝剂，混凝剂是用质量百分含量为95%的聚合氯化铝和5%的聚丙烯酰胺的混合物，混凝剂加水配成质量百分浓度为20%的溶液，加入量为每立方米钻井废液中加入混凝剂2.1～2.8千克，搅拌混合15～20分钟，搅拌速度为10转/分钟，混凝剂将失稳的粘土颗粒包裹起来；最后将上述混合物输入固液分离装置进行固液分离，分离后钻井废液脱水率达72%，液相颜色较浅，液体酸碱性呈中性达到排放标准，固相加入固化剂水泥和石灰进行固化处理，处理后的固体用于制砖的原料。
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