CN102874952B - 一种废弃钻井液的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种石油开采工业中废弃钻井液的处理方法。将废弃钻井液送至搅拌池中,将水溶性破乳剂注入到搅拌池搅拌,搅拌后送至平流式斜板隔油池;上层浮油输送到重力式集油池;底部的污泥输送至污泥调理池,向污泥调理池中投加污泥调理剂,污泥调理剂与污泥充分混合后进入污泥输送管道,同时在污泥输送管道末端处注入絮凝剂,进入卧螺卸料沉降离心机脱水,脱水后的分离水回流至平流式斜板隔油池;将从平流式斜板隔油池流出的污水依次进入一级除油过滤器和二级除油过滤器进行污水过滤脱油;将来自平流式斜板隔油池、一级除油过滤器及二级除油过滤器上部浮油输送到重力式集油池进行油水分离;实现对废弃物的无害化、资源化综合利用。

Description

一种废弃钻井液的处理方法
技术领域
本发明属于石油开采工业中的“三废”治理技术领域,具体涉及一种废弃钻井液的处理方法。
背景技术
钻井液是石油工业钻探、开采钻井过程中使用的一种工程液体,能在钻井过程中完成悬浮、压力控制、岩层稳定性、浮力、润滑和冷却等多项关键任务。用过的废弃钻井液和被钻井液污染的钻屑收集于井场收集池,统称为废弃钻井液。这些收集的废弃钻井液为含油污水、污泥的混合体,具有体积大、固体物含量低、含水率高、含油量大、颗粒细、粘度大、脱水困难等特点。
目前,国内油田对钻井作业废弃钻井液一般采用直接固化处理,即将井场收集池内的废弃钻井液在重力作用下自然沉降形成表面浮油、清水层与沉淀污泥,表面浮油回收,清水层为含有少量石油类的废水,一般地在环境不敏感地区就地排放或在环境敏感地区处理达标后就地排放,沉淀污泥再加入化学药剂进行固化。这种处理方法缺点是:废弃物含水率较高、体积大,药剂使用大,含油废水就地排放污染土壤、地下水或地表水体。
因此探寻一种新的处理工艺,能降低废弃钻井液的污泥含水率,减少污泥体积,并有针对性地回收其中所含原油,对废弃钻井液处理的综合利用、降低处理成本,经济及环境效益重大。
发明内容
本发明的目的是提供一种废弃钻井液处理方法,解决由于废弃钻井液含水率高而引起处理成本较高、污染环境及废弃钻井液中所含原油得不到充分回收的问题,实现废弃钻井液的无害化、资源化。
本发明采用的技术方案是包括如下步骤:
(1) 将废弃钻井液送至搅拌池中,由破乳剂投加装置将水溶性破乳剂注入到搅拌池进行搅拌,搅拌后送至平流式斜板隔油池;
(2)废弃钻井液中的水、油、泥在平流式斜板隔油池的斜板中进行分离,上层浮油输送到重力式集油池;底部的污泥输送至污泥调理池,用污泥调理剂投加装置向污泥调理池中投加污泥调理剂,污泥调理剂与污泥充分混合后进入污泥输送管道,同时用无机/有机絮凝剂投加装置在污泥输送管道末端处注入絮凝剂混合,然后进入卧螺卸料沉降离心机脱水,脱水后成的泥饼通过无轴螺旋输送器输送出,脱水后的分离水回流至平流式斜板隔油池;(3)将从平流式斜板隔油池流出的污水依次进入一级除油过滤器和二级除油过滤器进行污水过滤脱油,出水经清水池收集处理后作为钻井生产用水;(4)对一级除油过滤器和二级除油过滤器进行反冲洗,将反冲洗水回流到平流式斜板隔油池进行循环处理;将来自平流式斜板隔油池、一级除油过滤器及二级除油过滤器上部浮油输送到重力式集油池进行油水分离,重力式集油池的上层浮油溢流至集油箱、下层含油污水回流至平流式斜板隔油池循环处理。
本发明具有处理环节简单、能耗低、效率高等特点。废弃钻井液经本发明方法处理后,处理水能达到钻井工业用水水质要求,可作为钻井生产用水,回收的油类即为原油,处理污泥经固化成型后可作道路充填物,实现了对废弃物的无害化、资源化综合利用。
附图说明
 图1是本发明废弃钻井液的处理设备连接图以及处理工艺流程示意图;
图中:1—搅拌池;2—平流式斜板隔油池;3—一级除油过滤器;4—二级除油过滤器;5—清水池;6—污泥调理池;7—卧螺卸料沉降离心机;8—无轴螺旋输送器;9—重力式集油池;10—集油箱;11—破乳剂投加装置;12—污泥调理剂投加装置;13—无机/有机复合絮凝剂投加装置。
具体实施方式
如图1所示, 废弃钻井液通过输送泵经管道送至搅拌池1中,同时投加破乳剂,水溶性破乳剂由破乳剂投加装置11注入到搅拌池1,搅拌破乳后,通过输送泵经管道输送至平流式斜板隔油池2,在重力作用下,水、油、泥在斜板中进行三相分离,油珠颗粒沿斜板组的上层板,向上升滑出斜板到水面,通过刮油板将平流式斜板隔油池2顶部的浮油收集起来,再通过导油管输送到重力式集油池9;沙粒,岩屑、泥等其它悬浮杂质则沿斜板组的下层斜板面滑向集泥区落到池底,池底的浓缩污泥经污泥进料泵输送至污泥调理池6,与污泥调理剂投加装置12投加的污泥调理剂充分混合后,通过进料泵进入污泥输送管道,在污泥输送管道末端与无机/有机絮凝剂投加装置13注入的絮凝剂混合后,进入卧螺卸料沉降离心机7进行脱水,从而实现泥水分离,脱水后的泥饼通过无轴螺旋输送器8,输送至泥饼车外运;来自卧螺卸料沉降离心机7的分离水,回流至平流式斜板隔油池2;从平流式斜板隔油池2流出的污水,依次进入一级除油过滤器3、二级除油过滤器4进行污水过滤脱油,出水经清水池5收集处理后作为钻井生产用水;一级除油过滤器3、二级除油过滤器4的反冲洗水回流到平流式斜板隔油池2,循环处理;来自平流式斜板隔油池2、一级除油过滤器3及二级除油过滤器4的上部浮油,经管道输送到重力式集油池9,利用重力作用进行油水分离处理,上层浮油(即原油)溢流至集油箱10,由原油车外运,下层含油污水回流至平流式斜板隔油池2循环处理。
应用本发明方法处理废弃钻井液的工艺参数为:平流式斜板隔油池2为矩形,长10000-20000mm,宽3600-6000mm,高2200mm;在平流式斜板隔油池2中,油粒截留速度为0.2mm/s,含油废液的停留时间为30min,可去除60μm以上的油粒和废水中的大部分固体颗粒,脱油率达到50%。采用的斜板规格为:板长1550mm,板宽650mm,板厚1.2-1.6mm,每块板有11个波,波长59mm,波高25-30mm,斜板间距为30-40mm,倾斜角为45度。安装时将斜板拼装成若干个斜板组块,再将斜板组块排列在钢支架上。一级除油过滤器3与二级除油过滤器4材质与结构完全相同,二者串联运行,清水流量系数a=0.7,一级除油过滤器3与二级除油过滤器4内部充填果壳活性炭滤料,滤层厚1.20-1.40m,装填密度500-600kg/m3,粒径20-40目。其对含油废水中的石油类去除率≥95%,并能截留颗粒≥15μm的固体悬浮物。卧螺卸料沉降离心机7的转速为1500-1800r/min,离心分离5-8min。本发明所用破乳剂为水溶性破乳剂(JH-1),污泥调理剂为硅藻土和石灰按质量比7:3配制而成,无机/有机复合絮凝剂为聚合氯化铝(PAC)和阳离子聚丙烯酰胺(PAM)按质量比99:1配制而成。
对于含水率74.4-92.8%、含固率2.2-6.5%、含油率5.9-19.1%的废弃钻井液,处理后原油回收率可达99%以上,用本发明方法处理后泥饼含水率40.4-44.3%以下,处理后清水池中废水固体悬浮物含量1.2-4.7mg/L以下,石油类含量8.0mg/L以下,可作为钻井生产用水。
以下提供本发明的5个实施例:
实施例1
废弃钻井液流量为400m3/h,在长×宽×高为20000mm×6000mm×2200mm的矩形平流式斜板隔油池2中,其钢池中的支架上安装有斜板组块,采用的斜板规格如下:板长1550mm,板宽650mm,板厚1.6mm,每块板有11个波,波长59mm,波高30mm,斜板间距为30mm,倾斜角为45度,平流式斜板隔油池2的停留时间为30min,可去除60μm以上的油粒和大部分固体颗粒。一级除油过滤器3与二级除油过滤器4材质与结构完全相同,二者串联运行,清水流量系数a=0.7,除油过滤器内部充填果壳活性炭滤料,滤层厚1.40m,装填密度600kg/m3,粒径40目。卧螺卸料沉降离心机转速为1800r/min,离心分离8min。对于含水率74.4%、含固率6.5%、含油率19.1%的废弃钻井液,处理后原油回收率可达99.7%,处理后泥饼含水率40.4%以下,处理后清水池中废水固体悬浮物含量4.4mg/L以下,石油类含量8.0mg/L以下,可作为钻井生产用水。
实施例2
废弃钻井液流量340m3/h,在长×宽×高为18000mm×5500mm×2200mm的矩形平流式斜板隔油池2中,其钢池中的支架上安装有斜板组块,采用的斜板规格如下:板长1550mm,板宽650mm,板厚1.6mm,每块板有11个波,波长59mm,波高30mm,斜板间距为30mm,倾斜角为45度,平流式斜板隔油池的停留时间为30min,可去除60μm以上的油粒和大部分固体颗粒。一级除油过滤器3与二级除油过滤器4材质与结构完全相同,二者串联运行,清水流量系数a=0.7,除油过滤器内部充填果壳活性炭滤料,滤层厚1.40m,装填密度500kg/m3,粒径20目。卧螺卸料沉降离心机转速为1500r/min,离心分离5min。对于含水率80%、含固率4.6%、含油率15.4%的废弃钻井液,处理后原油回收率可达99.7%,处理后泥饼含水率42.6%以下,处理后清水池中废水固体悬浮物含量4.7mg/L以下,石油类含量8.0mg/L以下,可作为钻井生产用水。
实施例3
废弃钻井液流量210m3/h,在长×宽×高为14000mm×4500mm×2200mm的矩形平流式斜板隔油池2中,其钢池中的支架上安装有斜板组块,采用的斜板规格如下:板长1550mm,板宽650mm,板厚1.60mm,每块板有11个波,波长59mm,波高30mm,斜板间距为30mm,倾斜角为45度,平流式斜板隔油池的停留时间为30min,可去除60μm以上的油粒和大部分固体颗粒。一级除油过滤器3与二级除油过滤器4材质与结构完全相同,二者串联运行,清水流量系数a=0.7,除油过滤器内部充填果壳活性炭滤料,滤层厚1.30m,装填密度600kg/m3,粒径30目。卧螺卸料沉降离心机转速为1600r/min,离心分离6min。对于含水率83.8%、含固率3.5%、含油率12.7%的废弃钻井液,处理后原油回收率可达99.7%,处理后泥饼含水率41.8%以下,处理后清水池中废水SS含量3.5mg/L以下,石油类含量8.0mg/L以下,可作为钻井生产用水。
实施例4
废弃钻井液流量160m3/h,在长×宽×高为12000mm×4000mm×2200mm的矩形平流式斜板隔油池2中,其钢池中的支架上安装有斜板组块,采用的斜板规格如下:板长1550mm,板宽650mm,板厚1.4mm,每块板有11个波,波长59mm,波高25mm,斜板间距为40mm,倾斜角为45度,平流式斜板隔油池的停留时间为30min,可去除60μm以上的油粒和大部分固体颗粒。一级除油过滤器3与二级除油过滤器4材质与结构完全相同,二者串联运行,清水流量系数a=0.7,除油过滤器内部充填果壳活性炭滤料,滤层厚1.30m,装填密度500-600kg/m3,粒径20-40目。卧螺卸料沉降离心机转速为1500-1800r/min,离心分离5-8min。对于含水率92.8%、含固率2.2%、含油率9.8%的废弃钻井液,处理后原油回收率可达99.5%,处理后泥饼含水率43.8%以下,处理后清水池中废水SS含量1.6mg/L以下,石油类含量8.0mg/L以下,可作为钻井生产用水。
实施例5
废弃钻井液流量120m3/h,在长×宽×高为10000mm×3600mm×2200mm的矩形平流式斜板隔油池2中,其钢池中的支架上安装有斜板组块,采用的斜板规格如下:板长1550mm,板宽650mm,板厚1.2mm,每块板有11个波,波长59mm,波高25mm,斜板间距为40mm,倾斜角为45度,平流式斜板隔油池的停留时间为30min,可去除60μm以上的油粒和大部分固体颗粒。一级除油过滤器3与二级除油过滤器4材质与结构完全相同,二者串联运行,清水流量系数a=0.7,除油过滤器内部充填果壳活性炭滤料,滤层厚1.20m,装填密度500-600kg/m3,粒径20-40目。卧螺卸料沉降离心机转速为1500-1800r/min,离心分离5-8min。对于含水率87.9%、含固率6.2%、含油率5.9%的废弃钻井液,处理后原油回收率可达99.6%,处理后泥饼含水率44.3%以下,处理后清水池中废水SS含量1.2mg/L以下,石油类含量8.0mg/L以下,可作为钻井生产用水。

Claims (5)

1.一种废弃钻井液的处理方法,其特征是包括如下步骤:
(1) 将废弃钻井液送至搅拌池中,由破乳剂投加装置将水溶性破乳剂注入到搅拌池进行搅拌,搅拌后送至平流式斜板隔油池;
(2)废弃钻井液中的水、油、泥在平流式斜板隔油池的斜板中进行分离,上层浮油输送到重力式集油池;底部的污泥输送至污泥调理池,用污泥调理剂投加装置向污泥调理池中投加污泥调理剂,污泥调理剂与污泥充分混合后进入污泥输送管道,同时用无机/有机絮凝剂投加装置在污泥输送管道末端处注入絮凝剂混合,然后进入卧螺卸料沉降离心机脱水,脱水后成的泥饼通过无轴螺旋输送器输送出,脱水后的分离水回流至平流式斜板隔油池;
(3)将从平流式斜板隔油池流出的污水依次进入一级除油过滤器和二级除油过滤器进行污水过滤脱油,出水经清水池收集处理后作为钻井生产用水;
(4)对一级除油过滤器和二级除油过滤器进行反冲洗,将反冲洗水回流到平流式斜板隔油池进行循环处理;将来自平流式斜板隔油池、一级除油过滤器及二级除油过滤器上部浮油输送到重力式集油池进行油水分离,重力式集油池的上层浮油溢流至集油箱、下层含油污水回流至平流式斜板隔油池循环处理。
2.根据权利要求1所述的一种废弃钻井液的处理方法,其特征是:所述污泥调理剂为硅藻土和石灰按质量比7:3配制而成,所述絮凝剂为聚合氯化铝和阳离子聚丙烯酰胺按质量比99:1配制而成。
3.根据权利要求1所述的一种废弃钻井液的处理方法,其特征是:所述平流式斜板隔油池中,油粒截留速度为0.2mm/s,含油废液的停留时间为30min。
4.根据权利要求1所述的一种废弃钻井液的处理方法,其特征是:一级除油过滤器与二级除油过滤器内部充填果壳活性炭滤料,滤层厚1.20-1.40m,装填密度500-600kg/m3,粒径20-40目。
5.根据权利要求1所述的一种废弃钻井液的处理方法,其特征是:卧螺卸料沉降离心机的转速为1500-1800r/min,离心分离时间是5-8min。
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