CN104358535A - 一种页岩气开发钻井油基钻屑的无药剂化处理回收工艺 - Google Patents

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吴华
喻科
王用
尹卫东
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    • E21B41/00Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
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Abstract

本发明公开了一种页岩气开发钻井油基钻屑的无药剂化处理回收工艺,包括以下步骤:对油基钻屑进行固液分离,得到含油钻屑和浆料;对含油钻屑进行深度脱油并除去污染物,得到回收油及废渣;以及将废渣回收处理。本工艺可控性好,无需添加处理药剂,也不需要复杂的化学处理过程,可以实现对油基钻屑的低成本、无害化治理。

Description

一种页岩气开发钻井油基钻屑的无药剂化处理回收工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及化工生产技术领域,具体涉及一种页岩气开发钻井油基钻屑的无药剂化处理回收工艺。
背景技术
[0002] 页岩气是蕴藏于页岩层中的天然气,页岩气的开发具有开采寿命长和生产周期长的优点:大部分产气页岩分布范围广、厚度大,且普遍含气,使得页岩气井能够长期地稳定产气。但页岩气储集层渗透率低,开采难度较大。随着世界能源消费的不断攀升,页岩气已成为一种日益重要的天然气资源,得到了全世界许多国家的广泛关注。通常,钻井液都选择成本较低的水基钻井液,但随着页岩气的开发,其钻井难度加大,需要采用油基钻井液。与水基钻井液相比,油基钻井液具有良好的流变性能和滤失性能;能降低钻头磨损、降低扭矩和摩阻的润滑性;与地层和岩屑相互不发生作用;抗污染能力强。因此,油基钻井液被应用于不适合用水基钻井液的复杂井中,目如油基钻井液已成为钻探闻难度的闻温深井、大斜度定向井、水平井和各种复杂井段的重要手段。
[0003]油基钻屑是伴随油基钻井液技术应用而来的废弃物。其包含油类、粘土、各种化学处理剂、加重材料、污油、污水及钻屑等复杂组分,具有含油率高、有机污染物多等特点,存在重大的环境污染风险。油基钻屑因其含有石油烃类、重金属和有机物等污染物,已被列入国家危险废弃物(国家危险废物名录,HW08),若不经处理就直接排放,将会对周边生态环境造成严重危害。
[0004] 发达国家从上世纪80年代就开展了对含油固废物处理的系统研究,至今已经形成了较为完善的相关环保法规。目前我国也开始研究含油固废物的处理,例如,CN103480639 A公开了一种油基钻屑的复合固化稳定化处理方法。该方法先将油基钻屑pH值调整为中性,再通过加入破乳剂破坏粘附在油基钻屑表面的油基钻井液的乳化状态,然后加入强氧化剂氧化有机物及部分矿物油,利用絮凝剂的吸附架桥及增强作用将松散的钻屑颗粒牵连起来形成网状结构,最后通过固化形成钙矾石结构,形成有紧密网状结构且不可逆转的常态固体。李学庆等(钻井液与完井液,2013,30(4): 81-83.)利用微生物菌株在一定条件下将有机烃类物质降解成水、二氧化碳及其他无害小分子,以实现固相与液相分离,使钻屑的含油量降至1.17 %。专利CN 103899262 A公开了一种用基础油进行预处理,并将脱液甩干后的油基钻屑与综合处理剂混合、搅拌、去油清洗,再将去油清洗后的钻屑甩干、外排。这些处理含油钻屑的工艺普遍存在以下问题:
O工艺复杂,不易控制,处理费用高;
2)药剂化处理过程引入新的污染源,可能产生其他污染或存在潜在威胁,增大资源回收利用难度。3)除油率低,不能完全实现无害化处理。
[0005] 总的来说,目前这些常规的化学清洗和物理分离工艺主要存在设备投资成本高、工艺步骤繁琐、不利于在山地生产等难点;或者大量使用化学药剂,从而不能够完全达到油基钻屑无害化治理标准。
发明内容
[0006] 本发明的目的是提供一种页岩气开发钻井油基钻屑的无药剂化处理回收工艺,实现对油基钻屑的低成本、无害化治理。
[0007] 本发明的一个实施例提供了一种页岩气开发钻井油基钻屑的无药剂化处理回收工艺,包括以下步骤:对油基钻屑进行固液分离,得到含油钻屑和浆料;对含油钻屑进行深度脱油并除去污染物,得到回收油及废渣;以及将废渣回收处理。
[0008] 优选地,对含油钻屑进行深度脱油并除去污染物,得到回收油及废渣的步骤包括:将含油钻屑送入热解室热解,蒸馏得到高温蒸汽和废渣;将高温蒸汽进行冷却,得到回收油;将回收油进行分离处理,得到轻质油和重质油;以及将废渣从热解室取出。
[0009] 优选地,采用多级离心分离装置对含油钻屑进行固液分离。
[0010] 优选地,废渣回收处理步骤包括将所述废渣用有塑料内袋的包装袋,经密封后储存在集中堆放区,用于制作成免烧砖。
[0011] 优选地,含油钻屑送入热解室热解的工艺条件是:加热过程在绝氧或缺氧环境中进行,系统压力为常压或微负压;以及热解过程时间为5〜24小时,温度为225〜275°C。
[0012] 优选地,高温蒸汽进行冷却,得到回收油的步骤包括用冷凝装置收集蒸汽,分离水和油,冷凝装置放置于1.5m深的水池中。
[0013] 优选地,将含油钻屑送入热解室热解,蒸馏得到高温蒸汽和废渣的步骤包括将热解炉中产生的可燃气体导入到炉膛作为燃料,炉气经过雾化塔处理实现无污染气体排放。
[0014] 优选地,采用螺旋输送器将油基钻屑送入变频离心机甩干,甩干后的含油钻屑放入岩屑罐中,变频离心机的转速为60(Tl200 r/min。
[0015] 本发明提供的页岩气开发钻井油基钻屑的无药剂化处理回收工艺,具有如下有益效果:
1.工艺可控性好,无需添加处理药剂,也不需要复杂的化学处理过程。
[0016] 2.该工艺不仅减少了多步药剂处理对回收浆料或者回收油的影响,而且通过调节各设备的参数可以实现连续式或间歇式生产。
[0017] 3.热解过程温度为225〜275°C,较常规热解过程温度低10(T20(TC,有效的节省了能源。
[0018] 因此,该套页岩气开发钻井油基钻屑的无药剂化回收处理工艺不仅能够达到相关法律法规的要求,实现资源回收利用;而且整个过程中未添加药剂,是环保型处理工艺。另外,该处理工艺适于在各场地施行,具有广阔的应用空间。
具体实施方式
[0019] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明具体实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。
[0020] 实施例1:页岩气开发钻井油基钻屑的无药剂化处理回收工艺可以包括以下步骤:
1)对油基钻屑进行固液分离,得到含油钻屑和浆料;
2)对含油钻屑进行深度脱油并除去污染物,得到回收油及废渣; 3)将废渣回收处理。
[0021] 实施例2:实施例1中的对含油钻屑进行深度脱油并除去污染物,得到回收油及废渣的步骤可以包括以下步骤:
1)将含油钻屑送入热解室热解,蒸馏得到高温蒸汽和废渣;
2)将高温蒸汽进行冷却,得到回收油;将回收油进行分离处理,得到轻质油和重质油;由于处理过程未添加药剂,不影响后续使用;
3)将废渣从热解室取出。
[0022] 实施例3:实施例1或2中对油基钻屑进行固液分离的步骤中,可以采用采用多级离心分离装置对含油钻屑进行固液分离,分离后的钻屑含油率可以降低至3.2^8.5%。
[0023] 实施例4:实施例1或2中的将废渣回收处理步骤可以包括:将废渣用有塑料内袋的包装袋,经密封后储存在集中堆放区,用于制作成免烧砖。免烧砖中废渣含量为5(Γ87%,质量指标及毒性测试满足国家相关标准。
[0024] 实施例5:实施例2中将含油钻屑送入热解室热解的工艺条件是:
加热过程在绝氧或缺氧环境中进行,系统压力为常压或微负压;以及
热解过程时间为5〜24小时,温度为225〜275°C,较常规热解过程温度低10(T200°C,有效的节省了能源。
[0025] 实施例6:实施例2中将高温蒸汽进行冷却,得到回收油的步骤可以包括:
用冷凝装置收集蒸汽,分离水和油,所述冷凝装置放置于1.5m深的水池中。
[0026] 实施例7:实施例2中将所述含油钻屑送入热解室热解,蒸馏得到高温蒸汽和废渣的步骤可以包括:将热解炉中产生的可燃气体导入到炉膛作为燃料,炉气经过雾化塔处理实现无污染气体排放。
[0027] 实施例8:实施例3中采用多级离心分离装置对含油钻屑进行固液分离的步骤可以包括:采用螺旋输送器将油基钻屑送入变频离心机甩干,甩干后的含油钻屑放入岩屑罐中,变频离心机的转速为60(Tl200 r/min ο
[0028] 油基钻屑经过本发明的工艺处理后,固体废渣达到国家《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》(GB 18599- 2001)和《四川油气田钻井废弃物无害化处置技术规范》(Q/SY XN 0276-2007)相关要求,废渣含油率〈1%,实现对油基钻屑的无害化治理。
[0029] 虽然以上述较佳的实施例对本发明做出了详细的描述,但并非用上述实施例限定本发明。本领域的技术人员应当意识到在不脱离本发明技术方案所给出的技术特征和范围的情况下,对技术特征所作的增加、以本领域一些同样内容的替换,均应属本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种页岩气开发钻井油基钻屑的无药剂化处理回收工艺,其特征是,包括: 对油基钻屑进行固液分离,得到含油钻屑和浆料; 对所述含油钻屑进行深度脱油并除去污染物,得到回收油及废渣;以及 将所述废渣回收处理。
2.根据权利要求1所述的工艺,其特征是,所述对所述含油钻屑进行深度脱油并除去污染物,得到回收油及废渣的步骤包括: 将所述含油钻屑送入热解室热解,蒸馏得到高温蒸汽和废渣; 将所述高温蒸汽进行冷却,得到回收油; 将所述回收油进行分离处理,得到轻质油和重质油;以及 将所述废渣从热解室取出。
3.根据权利要求1或2所述的工艺,其特征是,采用多级离心分离装置对含油钻屑进行固液分离。
4.根据权利要求1或2所述的工艺,其特征是,将所述废渣回收处理步骤包括将所述废渣用有塑料内袋的包装袋,经密封后储存在集中堆放区,用于制作成免烧砖。
5.根据权利要求2所述的工艺,其特征是,将所述含油钻屑送入热解室热解的工艺条件是: 加热过程在绝氧或缺氧环境中进行,系统压力为常压或微负压;以及 热解过程时间为5〜24小时,温度为225〜2751。
6.根据权利要求2所述的工艺,其特征是,将所述高温蒸汽进行冷却,得到回收油的步骤包括用冷凝装置收集蒸汽,分离水和油,所述冷凝装置放置于1.50深的水池中。
7.根据权利要求2所述的工艺,其特征是,所述将所述含油钻屑送入热解室热解,蒸馏得到高温蒸汽和废渣的步骤包括将热解炉中产生的可燃气体导入到炉膛作为燃料,炉气经过雾化塔处理实现无污染气体排放。
8.根据权利要求3所述的工艺,其特征是,采用螺旋输送器将油基钻屑送入变频离心机甩干,甩干后的含油钻屑放入岩屑罐中,变频离心机的转速为600〜1200
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