CN106014340A - 一种废弃油基泥浆和油基钻屑的无害化处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石油钻井油基钻屑随钻处理领域，具体涉及一种废弃油基泥浆和油基钻屑的无害化处理工艺。首先采用降粘剂和破乳剂对废弃油基泥浆和油基钻屑进行改性，降低废弃油基泥浆和油基钻屑的粘度，破除其中油水及固渣含油的乳化状态，然后加入沥青分散剂分散胶质与沥青质，最后加入洗涤液将废弃油基泥浆和油基钻屑中的油类物质洗涤出来，本发明工艺大大减少了洗涤剂的用量，同时降粘剂和破乳剂可以通过沉降分离回收再利用，洗涤液也可以通过蒸馏回收再利用，油基泥浆沉渣经加热烘干处理后符合环保标准直接排放，本发明处理工艺可适用于现场随钻处理，没有废液产生，无二次污染，设备投资和操作成本较低，具有显著的环境效益、社会效益和经济效益。
Description
技术领域
本发明属于石油钻井油基钻屑随钻处理领域，具体涉及一种废弃油基泥浆和油基钻屑的无害化处理工艺。
背景技术
页岩气开发过程中，钻井水平段均采用柴油基钻井液，井底上返的油基钻屑呈深黑色，含油量高达25％左右，环保处理难度非常大。油基钻屑中含有油类、重金属、有机物等污染物，属于国家危险废物。油基钻屑一方面会浪费大量油类资源，另一方面会对环境造成极大伤害。油田钻井生产每天都要产生大量的废弃泥浆或油基钻屑，以水平井段长1000-1500米为例，平均每口井产生油基钻屑230方。废弃油基泥浆和油基钻屑直接排放会影响到作物生长，长期堆积会造成地表植被的严重破坏，污染土壤和水源，危及人类的生存。
根据环保要求，废弃的油基泥浆和油基钻屑都要进行后期处理。热蒸馏法是将废弃油基泥浆和油基钻屑加入密闭减压系统中，外部提供热量，使油基泥浆和油基钻屑中的烃类成分挥发，挥发的烃类经冷凝得以回收，回收的油可用于配置油基钻井液、用作燃料或其他用途，固体残渣固化后可用于工程建设，如修路、建筑等。热蒸馏法处理废弃油基泥浆和油基钻屑存在的主要问题是高能耗、不安全、小型处理不经济。溶剂萃取法是采用己烷、乙酸乙酯或氯代烃等低沸点有机溶剂将废弃油基泥浆和油基钻屑的油类溶解萃取出来，萃取液经闪蒸蒸出有机溶剂得到回收油，闪蒸出的有机溶剂可以继续循环使用。溶剂萃取法易于实现，更适合含油钻屑回收油处理，但存在的主要问题是溶剂挥发性大，安全要求严格，成本高。化学破乳法是将具有破乳性能的化学药剂加入废弃油基泥浆和油基钻屑中，再添加一些絮凝剂和助剂，使其中的油经破乳后絮凝析出，得以回收。一般是采用油溶性破乳剂(表面活性剂)或其他化学药剂(如酸、高价金属盐)对废弃油基泥浆和油基钻屑进行破乳，经搅拌、离心后分离成顶层油、中间水、底层粘土三相。顶层油可直接回收，中间水层加药剂处理后可循环使用，底层粘土可用微生物法或其他处理技术进行无害化处理，但是该方法存工艺复杂，能耗高等问题。对于焚烧处理来讲，废弃油基泥浆和油基钻屑含有矿物油、酚类化合物及重金属的复杂多相体系，对其进行燃烧处理会产生大量的空气污染物，在处理的过程中不可避免的产生了二次污染，并且更不易处理。综上所述，上述处理方法有的处理成本高、设备要求高、工艺复杂；有的产生二次污染，无法进行现场随钻处理，无法实现无害化、资源化处理。
废弃油基泥浆和油基钻屑清洗处理技术是采用洗涤液将油类物质从废弃油基泥浆和油基钻屑中洗涤出来，通过离心将洗涤液和油类物质回收，废弃油基泥浆和油基钻屑沉渣达到环保标准后现场排放，非常适用于现场随钻处理。但是由于废弃油基泥浆和油基钻屑中的固体颗粒易与油形成乳状液，想要达到洗油的效果，需要加入大量的洗涤液，洗涤液使用量大，挥发性大，同时离心设备还存在处理量小，能耗高等缺陷，因此，总体来说，该方法的处理成本也非常高。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的不足，目的在于提供一种废弃油基泥浆和油基钻屑的无害化处理工艺。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：
一种废弃油基泥浆和油基钻屑的无害化处理工艺，包括如下步骤：
(1)在废弃油基泥浆和油基钻屑中加入降粘剂水溶液和破乳剂水溶液，边加热边搅拌，直至废弃油基泥浆和油基钻屑中油水及固渣含油的乳化状态被完全破坏，停止搅拌；
(2)静置、沉降一段时间后，分离出上层的降粘剂和破乳剂；向下层的沉渣中加入洗涤剂和沥青分散剂进行搅拌洗涤，充分洗涤后，静置，沉降；
(3)沉降结束后，分离出上层的洗涤剂及洗涤出的油类物质，下层的沉渣经加热烘干后符合环保标准，可直接排放。
上述方案中，所述降粘剂为聚合物型降粘剂、木质素磺酸盐类、磺化苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物中一种或几种，所述降粘剂水溶液中降粘剂的浓度为5wt％～15wt％。
上述方案中，所述破乳剂为阳离子型反相破乳剂和聚醚类破乳剂，所述破乳剂水溶液中破乳剂的浓度为5wt％～20wt％。
上述方案中，所述降粘剂水溶液和破乳剂水溶液的体积比为1:1；所述降粘剂水溶液和破乳剂水溶液的总体积与废弃油基泥浆和油基钻屑的体积比为1:1。
上述方案中，步骤(1)所述加热的温度为60℃，搅拌的时间为20min。
上述方案中，所述分离出的降粘剂和破乳剂经过滤净化处理后可循环利用。
上述方案中，所述沥青分散剂的质量为洗涤剂质量的5wt％～15wt％，所述洗涤剂和沥青分散剂的总体积与沉渣的体积比为0.5:1。
上述方案中，步骤(2)所述搅拌洗涤的时间为20min，步骤(3)所述加热的温度为350℃。
上述方案中，所述洗涤剂为柴油、汽油、煤油和白油中的一种或几种。
上述方案中，所述沥青分散剂的主剂是由8-12碳烷基醇聚醚羧酸，8-10碳烷基酚聚醚羧酸，不饱合羧酸高碳醇酯聚合物，乙烯醋酸乙烯酯聚合物，胺和氨基化合物组成。
上述方案中，将所述分离出的洗涤剂及洗涤出的油类物质进行加热蒸馏净化处理，即可回收洗涤剂用于循环利用。
本发明的有益效果：本发明提供了一种对废弃油基泥浆和油基钻屑资源化和无害化处理的工艺，首先采用降粘剂和破乳剂对废弃油基泥浆和油基钻屑进行改性，降低了废弃油基泥浆和油基钻屑的粘度，破除了其中油水及固渣含油的乳化状态，然后加入沥青分散剂分散胶质与沥青质，最后加入洗涤液将废弃油基泥浆和油基钻屑中的油类物质洗涤出来，本发明工艺大大减少了洗涤剂的用量，同时降粘剂和破乳剂可以通过沉降分离回收再利用，洗涤液也可以通过蒸馏回收再利用，油基泥浆沉渣经加热烘干处理后符合环保标准直接排放，本发明处理工艺可适用于现场随钻处理，没有废液产生，无二次污染，设备投资和操作成本较低，具有显著的环境效益、社会效益和经济效益。
附图说明
图1为本发明废弃油基泥浆和油基钻屑的无害化处理工艺的流程图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
以下实施例中，所述降粘剂为聚合物型降粘剂、木质素磺酸盐类、磺化苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物中一种或几种，所述破乳剂为阳离子型反相破乳剂和聚醚类破乳剂；所述沥青分散剂的主剂是由8-12碳烷基醇聚醚羧酸，8-10碳烷基酚聚醚羧酸，不饱合羧酸高碳醇酯聚合物，乙烯醋酸乙烯酯聚合物，胺和氨基化合物组成。
实施例1
本实施例中，对现场废弃油基泥浆和油基钻屑测定了其含油率为18％左右，对该废弃油基泥浆和油基钻屑进行无害化处理工艺，包括如下步骤：
(1)配制降粘剂水溶液：浓度为5％；配制破乳剂水溶液：浓度为5％；
(2)将降粘剂水溶液和破乳剂水溶液按照体积比为1：1的比例加入到废弃油基泥浆和油基钻屑中，降粘剂水溶液和破乳剂水溶液的总体积与废弃油基泥浆和油基钻屑的体积比为1:1，加热到60℃，搅拌20min，直至废弃油基泥浆和油基钻屑中油水及固渣含油的乳化状态被完全破坏，停止搅拌；
(3)静置、沉降一段时间后，分离出上层的降粘剂和破乳剂，降粘剂和破乳剂经过滤净化处理后可循环利用；向下层的沉渣中加入洗涤剂(汽油)和沥青分散剂，沥青分散剂用量占洗涤剂量的10wt％，洗涤剂与沥青分散剂的总体积与沉渣的体积比为0.5:1，搅拌洗涤20min，充分洗涤后，静置，沉降；
(4)沉降结束后，分离出上层的洗涤剂及洗涤出的油类物质，洗涤剂经加热蒸馏净化处理后可循环利用；下层的沉渣在350℃进行加热烘干处理，去除残余油，烘干后的沉渣(经检测含油率为0.3％)符合环保标准，可直接排放。
实施例2
本实施例中，对现场废弃油基泥浆和油基钻屑测定了其含油率为19％左右，对该废弃油基泥浆和油基钻屑进行无害化处理工艺，包括如下步骤：
(1)配制降粘剂水溶液：浓度为10％；配制破乳剂水溶液：浓度为10％；
(2)将降粘剂水溶液和破乳剂水溶液按照体积比为1：1的比例加入到废弃油基泥浆和油基钻屑中，降粘剂水溶液和破乳剂水溶液的总体积与废弃油基泥浆和油基钻屑的体积比为1:1，加热到60℃，搅拌20min，直至废弃油基泥浆和油基钻屑中油水及固渣含油的乳化状态被完全破坏，停止搅拌；
(3)静置、沉降一段时间后，分离出上层的降粘剂和破乳剂，降粘剂和破乳剂经过滤净化处理后可循环利用；向下层的沉渣中加入洗涤剂(柴油)和沥青分散剂，沥青分散剂用量占洗涤剂量的15wt％，洗涤剂与沥青分散剂的总体积与沉渣的体积比为0.5:1，搅拌洗涤20min，充分洗涤后，静置，沉降；
(4)沉降结束后，分离出上层的洗涤剂及洗涤出的油类物质，洗涤剂经加热蒸馏净化处理后可循环利用；下层的沉渣在350℃进行加热烘干处理，去除残余油，烘干后的沉渣(经检测含油率为0.25％)符合环保标准，可直接排放。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例，而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种废弃油基泥浆和油基钻屑的无害化处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）在废弃油基泥浆和油基钻屑中加入降粘剂水溶液和破乳剂水溶液，边加热边搅拌，直至废弃油基泥浆和油基钻屑中油水及固渣含油的乳化状态被完全破坏，停止搅拌；
（2）静置、沉降一段时间后，分离出上层的降粘剂和破乳剂；向下层的沉渣中加入洗涤剂和沥青分散剂进行搅拌洗涤，充分洗涤后，静置，沉降；
（3）沉降结束后，分离出上层的洗涤剂及洗涤出的油类物质，下层的沉渣经加热烘干后符合环保标准，可直接排放。
2.根据权利要求1所述的废弃油基泥浆和油基钻屑的无害化处理工艺，其特征在于，所述降粘剂为聚合物型降粘剂、木质素磺酸盐类和磺化苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物中一种或几种，所述降粘剂水溶液中降粘剂的浓度为5wt%~15wt%。
3.根据权利要求1所述的废弃油基泥浆和油基钻屑的无害化处理工艺，其特征在于，所述破乳剂为阳离子型反相破乳剂和聚醚类破乳剂的混合物，所述破乳剂水溶液中破乳剂的浓度为5wt%~20wt%。
4.根据权利要求1所述的废弃油基泥浆和油基钻屑的无害化处理工艺，其特征在于，所述降粘剂水溶液和破乳剂水溶液的体积比为1:1；所述降粘剂水溶液和破乳剂水溶液的总体积与废弃油基泥浆和油基钻屑的体积比为1:1。
5.根据权利要求1所述的废弃油基泥浆和油基钻屑的无害化处理工艺，其特征在于，步骤（1）所述加热的温度为60℃，搅拌的时间为20 min。
6.根据权利要求1所述的废弃油基泥浆和油基钻屑的无害化处理工艺，其特征在于，所述沥青分散剂的质量为洗涤剂质量的5wt%~15wt%，所述洗涤剂和沥青分散剂的总体积与沉渣的体积比为0.5:1。
7.根据权利要求1所述的废弃油基泥浆和油基钻屑的无害化处理工艺，其特征在于，所述洗涤剂为柴油、汽油、煤油和白油中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的废弃油基泥浆和油基钻屑的无害化处理工艺，其特征在于，所述沥青分散剂的主剂是由8-12碳烷基醇聚醚羧酸、8-10碳烷基酚聚醚羧酸、不饱合羧酸高碳醇酯聚合物、乙烯醋酸乙烯酯聚合物、胺和氨基化合物组成。
9.根据权利要求1所述的废弃油基泥浆和油基钻屑的无害化处理工艺，其特征在于，步骤（2）所述搅拌洗涤的时间为20min，步骤（3）所述加热的温度为350℃。
10.根据权利要求1所述的废弃油基泥浆和油基钻屑的无害化处理工艺，其特征在于，所述分离出的降粘剂和破乳剂经过滤净化处理后可循环利用；将所述分离出的洗涤剂及洗涤出的油类物质进行加热蒸馏净化处理，即可回收洗涤剂用于循环利用。
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