CN104529126B - 油气勘探水基泥浆钻井固体废物的回收和利用方法 - Google Patents

油气勘探水基泥浆钻井固体废物的回收和利用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及油气勘探领域,具体而言,涉及一种油气勘探水基泥浆钻井固体废物的回收和利用方法,包括以下步骤:a、利用特种压滤机对油气勘探中水基泥浆钻井产生的固体废物进行压滤处理,脱除并回收其中的水;b、回收的水回用于油气勘探中使用的水基泥浆的调配中;分离脱水后的固体废物固化处理后再利用或者直接填埋。通过本发明提供的方法能够对油气勘探水基泥浆钻井产生的固体废物进行综合有效的处理,回收再利用,不仅能够防止不能被合理处理的油基固废污染环境,而且还能够废物回收再利用,真正意义上达到了节能减排的目的。

Description

油气勘探水基泥浆钻井固体废物的回收和利用方法
技术领域
[0001]本发明涉及油气勘探领域,具体而言,涉及一种油气勘探水基泥浆钻井固体废物的回收和利用方法。
背景技术
[0002]油气勘探,是指为了识别勘探区域,探明油气储量而进行的地质调查、地球物理勘探、钻探及相关活动,是油气开采的第一个关键环节。运用的原理包括“地震地层学”、“数值模拟技术”等,采取的方法有“地震勘探”、“重力勘探”等。新中国的油气勘探技术堪称世界一流,在发达国家视为畏途的地方,找到了很多大型油气田。它是油气开采工程的基础,其目的是为了寻找和查明油气资源,利用各种勘探手段了解地下的地质状况,认识生油、储油、油气运移、聚集、保存等条件,综合评价含油气远景,确定油气聚集的有利地区,找到储油气的圈闭,并探明油气田面积,搞清油气层情况和产出能力的过程。
[0003]油气勘探中通过常采用的方法有地震勘探、重力勘探、磁力勘探、电法勘探、地球化学勘探等方法。
[0004]油气勘探钻井过程中,往往要产生大量的固体废物,主要为钻肩、废弃泥浆、掏泥浆罐和废水处理时产生的废弃渣泥,总产生量一般为0.3—0.4m3/米(S卩每米钻井进尺产生0.3—0.4立方固体废物),少的一个钻井队产生近1000立方,多的2000立方多3000立方。这些固废中含有大量的污染物,直接存放将造成土壤和地面地下水质污染,不仅钻井前期需投大量资金租地或征地构建满足固废储存量的渣泥池,占用大量土地资料,完井固化时也需投资大量的处置费用。
[0005]所以,目前本领域对于油气勘探钻井作业产生的固体废物的有效处理仍然是的一项技术难题,有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
[0006]本发明的目的是针对油气勘探钻井作业产生的固体废物,开发了一套“油气勘探水基泥浆钻井固体废物综合回收利用处理技术”,该技术能使水基固废得到有效处理和利用,分离水后的渣泥体积得以大大缩小,对其固化处理后,后期的处理会更加容易,可以通过填埋、或制成免烧砖、也可直接送当地砖厂,作为制砖材料;同时也可加水泥对其进固化,作为钻井井场附近一般土路的路基基础材料;也可采用生物法进行处理,实现生态修复复耕。压滤脱水分离出的水可回收用于调配钻井用的泥浆,节约一定量的调配泥浆处理剂,即节能,又减排,实现变“废”为“宝” ο是符合节能减排,综合利用的一种废物处理方法。
[0007]为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:
[0008]油气勘探水基泥浆钻井固体废物的回收和利用方法,包括以下步骤:
[0009] a、利用特种压滤机对油气勘探中水基泥浆钻井产生的固体废物进行压滤处理,脱除并回收其中的水;
[0010] b、回收的水回用于油气勘探中使用的水基泥浆的调配中;分离脱水后的固体废物固化处理后再利用或者直接填埋。
[0011]本发明提供的油气勘探水基泥浆钻井固体废物的回收和利用方法,通过机械物理法,将固体废物进行压滤,脱除其中的水,并回收水,将回收水回用于油气勘探中使用的水基泥浆的调配中;而脱水后的固废的体积大幅缩小,可以对其进行固化处理后,直接填埋或者回收再利用。因为填埋之后,固废中的污染物降解完全后,能够作为栽植一般植物的土壤,实现生态修复。
[0012]通过本发明提供的方法能够对油气勘探水基泥浆钻井产生的固体废物进行综合有效的处理,回收再利用,不仅能够防止不能被合理处理的油基固废污染环境,而且还能够废物回收再利用,真正意义上达到了节能减排的目的。
[0013]同时,在脱水处理时,因为其采用的是机械压滤分离原理对固体废物中的水进行脱除,不仅不会造成二次污染,而且不影响脱除的水的组成成分,因此,压滤回收的水可以被直接用于油气勘探中使用的水基泥浆的调配中,从而实现了真正意义上的变“废”为“宝” O
[0014]进一步地,步骤a中,所述特种压滤机为铸铁板框压滤机或者圆形板框高压厢式压滤机。
[0015]进一步地,步骤a中,所述固体废物为钻肩、废弃泥浆、掏泥浆罐或废水处理时产生的废弃渣泥。
[0016]进一步地,步骤a中,所述压滤处理具体包括:
[0017]开启所述特种压滤机,加入待处理的固体废物进入特种压滤机的榨膛,榨膛内的榨螺旋转使油基固废不断向里推进,进行压滤。
[0018] 进一步地,压滤时,榨膛内的压力为2.5—3.0Kpa。
[0019]进一步地,压滤时,所述榨膛内的榨螺的根圆直径为3.5-4.5cm;所述榨螺的螺距为1.80cm。
[0020]进一步地,压滤时,所述榨膛内的温度为60_70°C。
[0021]进一步地,步骤a中,脱水后,所述钻肩的体积缩小了 10-20%,废弃泥浆、废弃渣泥的体积缩小了 60-80 %。
[0022]进一步地,步骤b中,所述分离脱水后的固体废物固化处理后再利用包括:
[0023]脱水后的钻肩加水泥制成免烧制的砖,用于采输井站围墙建设或沟渠挡墙建设中,或用于井场附近土公路的路基材料;脱水后的废弃泥浆或者渣泥直接进行生物处理。
[0024]进一步地,步骤b中,所述固化处理具体为:在脱水后的渣泥中加入20-30%的固化剂。
[0025]通过本发明提供的油气勘探水基泥浆钻井固体废物的回收和利用方法,每天的处理量可达2—5吨,具体也可根据其产生量配置,可满足正常钻井固废产生量的处置。
[0026]与现有技术相比,本发明的有益效果为:
[0027] (I)脱水处理时,不需要添加任何其它的化学处理剂,采用机械压滤分离原理对固体废物中的水进行脱除回收,不改变原始水分的成分,可直接回用于调配油气勘探中使用的水基泥浆中;
[0028] (2)可以固体废物中的固形物的体积大幅缩小,极大地缩小了固废储存池的构建容积,也节约了建设大量固废储存池占用的土地和构建费用,同时也节约了一定的固废处置投资费用;
[0029] (3)脱水后的固废被固化处理后,可以直接填埋或者回收再利用,其中脱水后的钻肩加适量水泥即可制成免烧砖,用于采输井站围墙建设或沟渠挡墙建设中,或用于井场附近土公路的路基材料,建成水泥路,服务于当地建设,具有一定的经济效应;
[0030] (4)脱水后的废弃泥浆、渣泥可直接被固化填埋或者生物处理,尤其采用生物处理方法时,可使污水池或井场占用地复耕,实现生态修复;
[0031] (5)该技术中所使用的装置的占地面积少,能实现对固废的随钻处理,避免固废临时存放的环境污染风险。
附图说明
[0032]图1为本发明提供的油气勘探水基泥浆钻井固体废物的回收和利用方法流程图。
具体实施方式
[0033]下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0034]油气勘探水基泥浆钻井固体废物的回收和利用方法,如图1所示,包括以下步骤:
[0035] a、利用特种压滤机对油气勘探中水基泥浆钻井产生的固体废物进行压滤处理,脱除并回收其中的水;
[0036]优选地,所述特种压滤机为铸铁板框压滤机或者圆形板框高压厢式压滤机。
[0037]特种压滤机是一种成熟机械设备,市场有成品供应。其主要由进料部分、齿轮箱部分、榨笼部分、榨螺部分、机架部分等部份构成。
[0038]本方案中优选使用铸铁板框压滤机或者圆形板框高压厢式压滤机。其中,因为圆形板框高压厢式压滤机因为其容量和压力相对较大,效率较高,最佳地,选用所述圆形板框高压厢式压滤机。
[0039]其中,所述固体废物为钻肩、废弃泥浆、掏泥浆罐或废水处理时产生的废弃渣泥。
[0040]优选地,所述压滤处理具体包括:
[0041]开启所述特种压滤机,加入待处理的固体废物进入特种压滤机的榨膛,榨膛内的榨螺旋转使油基固废不断向里推进,进行压滤。
[0042]特种压滤机对水基固废处理的原理是:特种机械压滤机运转时,待处理的水基固体废物从料斗进入榨膛,由榨螺旋转使水基渣泥不断向里推进,进行压滤。
[0043] —方面,由于水基渣泥在压滤机的榨膛内是在运动状态下进行的,在榨膛高压的条件下,水基渣泥和榨膛之间产生了很大的摩擦阻力,这样就能使水基渣泥微粒之间产生摩擦,造成相对运动。
[0044]另一方面,由于榨螺的根圆直径是逐渐增粗,螺距是逐渐减少的,因而当榨螺转动时,螺纹使劲,水基渣泥即能向前推进,又能向外翻转,同时靠近榨螺螺纹表面的水基渣泥还随着榨轴转动。这样在榨膛内的每个水基渣泥微粒都不是等速度,同方向运动,而是在微粒之间也存在着相对运动。由摩擦产生的热量又满足了压滤工艺操作上所必须的热量,有助于促使水基渣泥中油热变性,破坏了胶体,增加了塑性,同时也降低了原有的粘性容易析出水来,因而提高了压滤机的出水率,使水基渣泥中的水被压滤出来,并从园排缝隙和条排缝隙流出。
[0045] 优选地,压滤时,榨膛内的压力为2.5—3.0Kpa,更优选地,压滤时,榨膛内的压力为2.6-2.8Kpa。
[0046]优选地,压滤时,所述榨膛内的榨螺的根圆直径为3.5-4.5cm;所述榨螺的螺距为1.80cm。
[0047]优选地,压滤时,所述榨膛内的温度为60_70°C,更优选地,滤时,所述榨膛内的温度为65-68 °C。
[0048]其中,通过本发明提供的方法,脱水后,固体废物中的钻肩的体积缩小了 10-20%,废弃泥浆、废弃渣泥的体积缩小了 60-80 %。
[0049] b、回收的水回用于油气勘探中使用的水基泥浆的调配中;分离脱水后的固体废物固化处理后再利用或者直接填埋。
[0050]其中,经压滤分离脱除的水可回收用于调配钻井用的泥浆,即节约调配泥浆新鲜水用量,又因回用水中含有的泥浆处理剂成份,可节约一定的泥浆处理剂用量,实现变“废”为“宝”。
[0051]优选地,所述分离脱水后的固体废物固化处理后再利用包括:
[0052]脱水后的钻肩加水泥制成免烧制的砖,用于采输井站围墙建设或沟渠挡墙建设中,或用于井场附近土公路的路基材料,建成水泥路,服务于当地建设。
[0053] 脱水后的废弃泥浆或者渣泥直接进行生物处理。如采用生物处理方式进行处置,可使污水池或井场占用地复耕,完井后的生物处理物直接堆放在井场,实现生态修复。
[0054]优选地,所述固化处理具体为:在脱水后的渣泥中加入20-30%的固化剂。处于成本和效果的考虑,所述固化剂优选为水泥。成本低廉而且能够满足再利用建设中的固化要求。
[0055]本发明提供的油气勘探水基泥浆钻井固体废物的回收和利用方法,通过机械物理法,将固体废物进行压滤,脱除其中的水,并回收水,将回收水回用于油气勘探中使用的水基泥浆的调配中;而脱水后的固废的体积大幅缩小,可以对其进行固化处理后,直接填埋或者回收再利用。因为填埋之后,固废中的污染物降解完全后,能够作为栽植一般植物的土壤,实现生态修复。
[0056]通过本发明提供的方法能够对油气勘探水基泥浆钻井产生的固体废物进行综合有效的处理,回收再利用,不仅能够防止不能被合理处理的油基固废污染环境,而且还能够废物回收再利用,真正意义上达到了节能减排的目的。
[0057]同时,在脱水处理时,因为其采用的是机械压滤分离原理对固体废物中的水进行脱除,不仅不会造成二次污染,而且不影响脱除的水的组成成分,因此,压滤回收的水可以被直接用于油气勘探中使用的水基泥浆的调配中,从而实现了真正意义上的变“废”为“宝” O
[0058]通过本发明提供的油气勘探水基泥浆钻井固体废物的回收和利用方法,每天的处理量可达2—5吨,具体也可根据其产生量配置,可满足正常钻井固废产生量的处置。
[0059] 实施例1
[0060]油气勘探水基泥浆钻井固体废物的回收和利用方法,包括以下步骤:
[0061] a、利用特种压滤机对油气勘探中水基泥浆钻井产生的固体废物进行压滤处理,脱除并回收其中的水;
[0062] b、回收的水回用于油气勘探中使用的水基泥浆的调配中;分离脱水后的固体废物固化处理后再利用或者直接填埋。
[0063] 实施例2
[0064]油气勘探水基泥浆钻井固体废物的回收和利用方法,包括以下步骤:
[0065] a、开启铸铁板框压滤机,加入待处理的钻肩,进入铸铁板框压滤机的榨膛,榨膛内的榨螺旋转使油基固废不断向里推进,进行压榨,回收其中的水;
[0066]其中,所述榨膛内的压力为3.0Kpa,设置所述榨膛内的榨螺的根圆直径为4.5cm;所述榨螺的螺距为1.80cm;所述榨膛内的温度为70°C;脱水后的所述钻肩体积缩小了 20%;
[0067] b、回收的水回用于油气勘探中使用的水基泥浆的调配中;分离脱水后的钻肩中加入20%的水泥固化处理后直接制成免烧砖用于采输井站围墙的建设。
[0068] 实施例3
[0069]油气勘探水基泥浆钻井固体废物的回收和利用方法,包括以下步骤:
[0070] a、开启圆形板框高压厢式压滤机,加入待处理的废弃泥浆,进入圆形板框高压厢式压滤机的榨膛,榨膛内的榨螺旋转使废弃泥浆不断向里推进,进行压滤,回收其中的水;
[0071]其中,所述榨膛内的压力为2.5Kpa,设置所述榨膛内的榨螺的根圆直径为3.5cm;所述榨螺的螺距为1.80cm;所述榨膛内的温度为60°C ;脱水后的所述废弃泥浆的体积缩小了60% ;
[0072] b、回收的水回用于油气勘探中使用的水基泥浆的调配中;分离脱水后的废弃泥浆中加入生物菌种进行生物处理后,直接用于井场占用地的复耕。
[0073] 实施例4
[0074]油气勘探水基泥浆钻井固体废物的回收和利用方法,包括以下步骤:
[0075] a、开启圆形板框高压厢式压滤机,加入待处理的掏泥浆罐和废水处理时产生的废弃渣泥,进入圆形板框高压厢式压滤机的榨膛,榨膛内的榨螺旋转使废弃渣泥不断向里推进,进行压滤,回收其中的水;
[0076]其中,所述榨膛内的压力为2.8Kpa,设置所述榨膛内的榨螺的根圆直径为4cm;所述榨螺的螺距为1.80cm;所述榨膛内的温度为65°C;脱水后的所述废弃泥浆的体积缩小了60% ;
[0077] b、回收的水回用于油气勘探中使用的水基泥浆的调配中;分离脱水后的废弃渣泥中加入30 %的水泥固化处理后,直接填埋。
[0078]尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明,然而应意识到,在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此,这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (4)

1.油气勘探水基泥浆钻井固体废物的回收和利用方法,其特征在于,包括以下步骤: a、利用特种压滤机对油气勘探中水基泥浆钻井产生的固体废物进行压滤处理,脱除并回收其中的水;所述固体废物为钻肩、废弃泥浆、掏泥浆罐或废水处理时产生的废弃渣泥; b、回收的水回用于油气勘探中使用的水基泥浆的调配中;分离脱水后的固体废物固化处理后再利用或者直接填埋; 其中,所述步骤a中,压滤处理具体包括: 开启所述特种压滤机,加入待处理的固体废物进入特种压滤机的榨膛,榨膛内的榨螺旋转使油基固废不断向里推进,进行压滤,压滤时,榨膛内的压力为2.5-3.0Kpa,所述榨膛内的榨螺的根圆直径为3.5-4.5cm;所述榨螺的螺距为1.80cm,所述榨膛内的温度为60-700C,脱水后,所述钻肩的体积缩小了10-20%,废弃泥浆、废弃渣泥的体积缩小了60-80%。
2.根据权利要求1所述的油气勘探水基泥浆钻井固体废物的回收和利用方法,其特征在于: 步骤a中,所述特种压滤机为铸铁板框压滤机或者圆形板框高压厢式压滤机。
3.根据权利要求1所述的油气勘探水基泥浆钻井固体废物的回收和利用方法,其特征在于: 步骤b中,所述分离脱水后的固体废物固化处理后再利用包括: 脱水后的钻肩加水泥制成免烧制的砖,用于采输井站围墙建设或沟渠挡墙建设中,或用于井场附近土公路的路基材料; 脱水后的废弃泥浆或者渣泥直接进行生物处理。
4.根据权利要求1所述的油气勘探水基泥浆钻井固体废物的回收和利用方法,其特征在于: 步骤b中,所述固化处理具体为:在脱水后的渣泥中加入20-30%的固化剂。
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