CN103320103B

CN103320103B - 一种油基钻井液废液基础油的回收方法

Info

Publication number: CN103320103B
Application number: CN201310241730.6A
Authority: CN
Inventors: 马雅雅; 王中华; 何焕杰; 詹适新; 袁华玉; 张鑫
Original assignee: Drilling Engineering Technology Research Institute Of Zhongyuan Petroleum Exploration Bureau Sinopec; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Drilling Engineering Technology Research Institute Of Zhongyuan Petroleum Exploration Bureau Sinopec; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2013-06-18
Filing date: 2013-06-18
Publication date: 2017-08-01
Anticipated expiration: 2033-06-18
Also published as: CN103320103A

Abstract

本发明涉及一种油基钻井液废液基础油的回收方法，具体地属于废弃油基钻井液处理技术领域中的固液分离技术。其包含如下步骤：（1）复合破乳剂配制：复合破乳剂由AE、BP、AP和OP‑10或NP‑10复配而成，AE﹕BP﹕AP﹕OP‑10或NP‑10的质量比是1﹕2﹕2﹕1、2﹕1﹕1﹕2、1﹕3﹕3﹕2或2﹕3﹕2﹕1；（2）破乳絮凝：在搅拌状态下，向油基钻井液废液中加入高分子絮凝剂、复合破乳剂、阴离子型表面活性剂和阳离子型表面活性剂；（3）固液分离。该方法适合各类油基钻井液废液基础油的回收处理，工艺简单、无需加热、投资少、成本较低、油回收率较高。回收的基础油再次配制钻井液，钻井液性能不变，实现了其无害化和资源化，节约了能源。

Description

一种油基钻井液废液基础油的回收方法

技术领域：

本发明涉及一种油基钻井液废液基础油的回收方法，属油气田废水（液）和废渣处理技术领域，具体地属于废弃油基钻井液处理技术领域中的固液分离技术。

技术背景：

我国主要盆地和地区页岩气资源量约为1.5×10⁵亿立方米～3.0×10⁵亿立方米，页岩气藏开发已列入我国“十二五”能源发展规划，到2015年，国内新增探明储量有望达到6.0×10³亿立方米，到2020年，要优选出50～80个有利目标区和20～30个勘探开发区。油基钻井液以安全、抑制性和润滑性好、钻速快等优点被用于页岩油气、水平井等非常规油气藏勘探开发。油基钻井液中含有乳化剂、润湿剂、亲油胶体、加重剂和大量矿物油等，使用过程中产生的大量油基钻屑和废液中含有上述组分，属危险废物，若不及时处理一方面会给周边环境造成严重伤害，另一方面浪费大量资源。用于油基钻井液废液固液分离的方法有热蒸馏法、溶剂萃取法、超临界流体抽提法和化学破乳法等。

中国专利（公开号：CN1856636A）公开了一种油基泥浆的固液分离方法，包括以下步骤：使油基泥浆与油包水型乳液和表面活性剂接触，油包水乳液包含由至少一种水溶性单体得到的聚合物，其中所述聚合物在与所述油基泥浆接触前不进行溶解；分离油基泥浆中的固相和液相。被处理的油基泥浆含油率40%～56%、含水率28%～40%、固含量8%～33.5%。《油气田环境保护》于2007年3月公开了许毓等人的“废油基钻井液处理及油回收技术研究”，采用化学热洗-析油-离心方法，在40℃～60℃下，向废油基钻井液中依次加入4.0%清油剂ELO-1、2.0%凝聚剂CC、50mg/L絮凝剂PAM，油回收率达到84%以上。被处理的废弃油基钻井液含油率9%～40%、含水率44%～88%、固含量3%～20%。《钻井液与完井液》于2008年1月公开了孟苗等人的“辽河油田废弃钻井液处理技术”，根据破乳-絮凝原理，在60℃下，向废液中加入18mg/L小阳离子型表面活性剂，油回收率为60%。被处理的废弃钻井液平均含油率4.5%、含水率50.8%、固含量37.6%。《环境工程学报》2011年2月公开了谢水祥等人的“利用化学强化分离-无害化技术处理废弃油基钻井液”，利用破乳-洗涤原理，在40℃～60℃下，向废弃油基钻井液中依次加入30%复合破乳剂FPR-1、1.5%混凝剂CC、0.1%絮凝剂，油回收率达到90%以上。被处理的废弃油基钻井液含油率23%～40%、含水率44%～66%、固含量3%～20%。

综上所述，虽然现有技术能将固相和液相分开，但它们都是针对油包水型或水包油型油基钻井液废液，且大多数需要在一定温度下进行，过程复杂，对设备要求高，处理成本高，基础油回收率较低，缺乏经济可行性。

发明内容：

本发明主要目的是为了克服油基钻井液废液基础油回收过程中，需要加热、工艺复杂、对设备要求高、能耗高、处理成本高、基础油回收率较低的缺陷，提出了一种油基钻井液废液基础油的回收方法。

一种油基钻井液废液基础油的回收方法，是通过向油基钻井液废液中加入高分子絮凝剂、复合破乳剂、阴离子型表面活性剂和阳离子型表面活性剂，使油基钻井液废液固液分离，具体步骤如下：

（1）复合破乳剂配制：复合破乳剂由AE、BP、AP、OP-10或AE、BP、AP、NP-10复配而成，AE﹕BP﹕AP﹕OP-10或AE﹕BP﹕AP﹕NP-10的质量比是1﹕2﹕2﹕1、2﹕1﹕1﹕2、1﹕3﹕3﹕2、2﹕3﹕2﹕1其中之一；

复合破乳剂在加入油基钻井液废液前先稀释，溶剂是甲醇、乙醇或异丙醇中的一种，质量百分比浓度是10%～20%；

所述的AE是以多乙烯多胺或脂肪胺为起始剂的聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚如AE2010、AE9901、AE8051、AE1910中的一种，均为市售商品；

所述的BP是以丙二醇为起始剂的聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚如BP2040、BP169中的一种，均为市售商品；

所述的AP是以多乙烯多胺为起始剂的聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚或其甲苯二异氰酸酯的扩链剂产物如AP8051、AP17041中的一种，均为市售商品；

（2）破乳絮凝：将油基钻井液废液置于带有搅拌装置的容器内，在搅拌状态下，加入质量百分比为油基钻井液废液的0.1%～0.4%的高分子絮凝剂，0.4%～0.8%的复合破乳剂，0.8%～1.2%的阴离子型表面活性剂和0.2%～0.4%的阳离子型表面活性剂，搅拌至有絮体产生；

（3）固液分离：将步骤（2）所得的混合液用离心机进行固液分离。

所述的高分子絮凝剂是油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液、油包水型阴离子聚丙烯酰胺乳液、油包水型两性离子聚丙烯酰胺乳液中的一种。可直接加入到油基钻井液废液中，但当油基钻井液废液流动性很差时，需先分散在柴油或白油中，再加入到油基钻井液废液中。高分子絮凝剂与柴油或白油的质量比为1：20～40。

所述的阴离子型表面活性剂是琥珀酸二异辛酯磺酸钠、二戊基磺基丁二酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠中的一种。在加入到油基钻井液废液前先稀释，溶剂是甲醇、乙醇或异丙醇中的一种，质量百分比浓度是10%～20%。

所述的阳离子型表面活性剂是双氯化十四烷基十六烷基二甲基乙基铵、双氯化十四烷基十八烷基二甲基乙基铵、双氯化十六烷基十八烷基二甲基乙基铵中的一种。

所述的高分子絮凝剂、复合破乳剂、阴离子型表面活性剂和阳离子型表面活性剂的加入顺序有两种。当处理对象为全油基和油包水型的钻井液废液时，加入顺序依次为高分子絮凝剂、复合破乳剂、阴离子型表面活性剂和阳离子型表面活性剂；当处理对象为水包油型钻井液废液时，加入顺序依次为复合破乳剂、阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂和高分子絮凝剂。

本发明的有益效果是：适合各类油基钻井液废液基础油的回收处理，油基钻井液废液经破乳絮凝分离后，油水固三相界面清楚，基础油回收率为92.5%以上。操作简单，无需加热，设备投资少，处理成本较低。回收的基础油用于配制油基钻井液，对钻井液性能无影响，实现了无害化和资源化，节约了能源。

具体实施方式：

实施例1～5中的复合破乳剂配制方法见表1。

表1实施例1～5中的复合破乳剂配制方法

上述实施例中采用的AE、BP、AP均为市售商品，其中AE2010、AE9901、AE8051、AE1910、BP2040、BP169、AP8051购自濮阳凯利化工有限公司，AP17041购自山东德仕化工集团。

实施例1～5中油基钻井液废液主要物性见表2。

表2实施例1～5油基钻井液废液主要物性分析结果

实施例	类型	含油量，%	含水量，%	固含量，%
					1	全油基钻井液废液	26.8	2.0	71.2

2	水包油型钻井液废液	14.2	82.0	3.8
					3	油包水型钻井液废液	24.5	18.0	57.5
4	全油基钻井液废液	24.7	4.3	71.0
					5	全油基钻井液废液	19.7	7.9	72.4

实施例1

将某油田的油基钻井液废液置于带有搅拌装置的容器中，在搅拌状态下，依次加入质量百分比为油基钻井液废液0.2%的油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液，0.65%的复合破乳剂P2、1%的琥珀酸二异辛酯磺酸钠和0.4%的双氯化十四烷基十八烷基二甲基乙基铵。整个处理过程中，每加入一种药剂，都要充分进行搅拌直至混合均匀。将所得的混合液用离心机进行固液分离，分离后的效果见表3。

因本实施例中的油基钻井液废液黏度高、流动性差，所以须先将所需的油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液分散在柴油中，油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液与柴油的质量比为1：20；所需的复合破乳剂P2和琥珀酸二异辛酯磺酸钠分别用异丙醇稀释，质量百分比浓度均为10%；然后，按照上述步骤依次加入到油基钻井液废液中。

实施例2

将某油田的钻井液废液置于带有搅拌装置的容器中，在搅拌状态下，依次加入质量百分比为油基钻井液废液0.4%的复合破乳剂P4、0.8%的二戊基磺基丁二酸钠液、0.2%的双氯化十四烷基十六烷基二甲基乙基铵和0.1%的油包水型阴离子聚丙烯酰胺乳液。每加入一种药剂，都要充分搅拌。然后将上述混合液用离心机进行固液分离，分离后的效果见表3。

本实施例中须先将所需的复合破乳剂P4和二戊基磺基丁二酸钠，分别用甲醇稀释成质量百分比浓度均为20%的溶液，再按照上述步骤依次加入到油基钻井液废液中。

实施例3

将某油田的油基钻井液废液置于带有搅拌装置的容器中，在搅拌状态下，依次加入质量百分比为油基钻井液废液0.4%的油包水型两性离子聚丙烯酰胺乳液、0.8%的复合破乳剂P4、1%的琥珀酸二异辛酯磺酸钠和0.3%的双氯化十四烷基十八烷基二甲基乙基铵。处理过程中，每加入一种药剂，都要充分进行搅拌。将上述混合液进行固液分离，分离后的效果见表3。

处理前须先将所需的复合破乳剂P4和琥珀酸二异辛酯磺酸钠，分别用乙醇稀释成质量百分比浓度均为15%的溶液，再按照上述步骤依次加入到油基钻井液废液中。

实施例4

将某油田的油基钻井液废液置于带有搅拌装置的容器中，在搅拌状态下，依次加入质量百分比为油基钻井液废液0.3%的油包水型阴离子聚丙烯酰胺乳液、0.5%的复合破乳剂P1、0.8%的二戊基磺基丁二酸钠和0.4%的双氯化十四烷基十六烷基二甲基乙基铵。处理过程中，每加入一种药剂，都要充分进行搅拌。将上述混合液进行固液分离，分离后效果见表3。

处理前须先将所需的油包水型阴离子聚丙烯酰胺乳液分散在白油中，油包水型的阴离子聚丙烯酰胺乳液与白油的质量比为1：30；复合破乳剂P1和二戊基磺基丁二酸钠，分别用甲醇稀释成质量百分比浓度均为15%的溶液，再按照上述步骤依次加入到油基钻井液废液中。

实施例5

将某油田的油基钻井液废液置于带有搅拌装置的容器中，在搅拌状态下，向油基钻井液废液中，依次加入质量百分比为油基钻井液废液0.4%的油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液、0.65%的复合破乳剂P3、1.2%的脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠和0.4%的双氯化十六烷基十八烷基二甲基乙基铵。处理过程中，每加入一种药剂，都要充分进行搅拌。最后，将上述混合液进行固液分离，分离后效果见表3。

处理前须先将所需的油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液分散在柴油中，油包水型的阳离子聚丙烯酰胺乳液与柴油的质量比为1：40；复合破乳剂P3和脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠，分别用甲醇稀释成质量百分比浓度均为10%的溶液，再按照上述步骤依次加入到油基钻井液废液中。

表3实施例1～5油基钻井液废液分离效果

实施例	界面状态	油回收率，%	固相状态
				1	油水固界面清楚	98.4	紧密
2	油水固界面清楚	94.6	松软
				3	油水固界面清楚	92.5	较紧密
4	油水固界面清楚	93.9	松软
				5	油水固界面清楚	99.2	紧密

由表3可以看出，该方法适合各类油基钻井液废液基础油的回收处理，废液经破乳絮凝分离后，油水固三相界面清楚，基础油回收率为92.5%以上，与现有技术相比，该方法操作简单，不需要加热，设备简单、投资少，处理成本较低，基础油回收率较高。

Claims

1.一种油基钻井液废液基础油的回收方法，其特征在于：包含下列步骤：

（1）复合破乳剂的配制：复合破乳剂由AE、BP、AP、OP-10或AE、BP、AP、NP-10复配而成，AE﹕BP﹕AP﹕OP-10或AE﹕BP﹕AP﹕NP-10的质量比是1﹕2﹕2﹕1、2﹕1﹕1﹕2、1﹕3﹕3﹕2或2﹕3﹕2﹕1；

所述的AE是AE2010、AE9901、AE8051或AE1910；

所述的BP是BP2040或BP169；

所述的AP是AP8051或AP17041；

（2）破乳絮凝：将油基钻井液废液置于带有搅拌装置的容器内，在搅拌状态下，加入质量百分比为油基钻井液废液的0.1%~0.4%的高分子絮凝剂，0.4%~0.8%的复合破乳剂，0.8%~1.2%的阴离子型表面活性剂和0.2%~0.4%的阳离子型表面活性剂，搅拌至有絮体产生；

（3）固液分离：将步骤（2）的混合液用离心分离机进行固液分离；

所述的高分子絮凝剂是油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液、油包水型阴离子聚丙烯酰胺乳液或油包水型两性离子聚丙烯酰胺乳液；

所述的阴离子型表面活性剂是琥珀酸二异辛酯磺酸钠、二戊基磺基丁二酸钠或脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠；

所述的阳离子型表面活性剂是双氯化十四烷基十六烷基二甲基乙基铵、双氯化十四烷基十八烷基二甲基乙基铵或双氯化十六烷基十八烷基二甲基乙基铵。

2.根据权利要求1中所述的一种油基钻井液废液基础油的回收方法，其特征在于：当处理对象为全油基或油包水型钻井液废液时，各药剂加入顺序依次为高分子絮凝剂、复合破乳剂、阴离子型表面活性剂和阳离子型表面活性剂；当处理对象为水包油型钻井液废液时，各药剂加入顺序依次为复合破乳剂、阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂和高分子絮凝剂。