CN106116103A - 一种聚磺泥浆的破胶处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环境工程领域，具体涉及一种用于油气田废弃聚磺泥浆的深度破胶处理方法。为解决现有技术中的破胶不彻底，处理成本高，处理后的固体废物量增大，浪费水资源等技术问题，提供一种聚磺泥浆的破胶处理方法，包括步骤：A、预处理；B、一级处理；C、二级处理；D、深度处理；E、分离处理。本发明的技术方案通过多次固液分离操作降低了后端处理处置的难度，有效的节约了井场的环保处理成本；经本发明的技术方案处理后的聚磺泥浆的固相体积增量不超过8%；经本发明的技术方案处理后的聚磺泥浆上清液可以直接回用，用于井场压裂或其他用途，节约井场用水成本。
Description
技术领域
本发明属于环境工程领域，具体涉及一种用于油气田废弃聚磺泥浆的深度破胶处理方法。
背景技术
聚磺泥浆指的是聚合物磺化泥浆，是石油天然气工业的主要污染源之一。它是一种含黏土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑的多项稳态胶体悬浮体系，其主要成分是烃类、盐类、各种聚合物、木质素磺酸盐、某些金属离子（如汞、铜、砷、铬、锌及铅）和重晶石中的杂质等。聚磺泥浆中的高含量的COD、矿化度、色度、悬浮物等物质对环境的影响很大，如果处理不当会对环境造成严重污染。聚磺泥浆由于成分复杂，且稳定性较高，处理难度大，而破胶是其处理难点之一。目前国内用于聚磺泥浆的破胶技术主要是以生石灰、水泥为主要添加剂的破胶方法，该种方案缺点在于加药量通常在30%以上，破胶不彻底，处理成本高，处理后的固体废物量增大，分离液中由于钙镁离子的增加而不能循环使用，从而增加了后端处理固废和分离液的难度，浪费了大量水资源，提高了现场钻井的经济成本。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的处理成本高、产生二次污染量大的技术问题，提供一种处理成本低、产生固体废物量小的聚磺泥浆的破胶处理方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种聚磺泥浆的破胶处理方法，包括步骤：
A、预处理：将聚磺泥浆与预处理剂混合均匀，得到预处理后的聚磺泥浆；
所述预处理剂为氧化破胶剂，每1kg聚磺泥浆中加入0.05-200g的氧化破胶剂；
B、一级处理：将步骤B得到的预处理后的聚磺泥浆与一级处理剂混合均匀，固液分离后，得到一级处理后的聚磺泥浆上清液和一级沉淀物；
所述一级处理剂由铝和/或铁的无机盐类混凝剂组成，每1kg聚磺泥浆中加入0.05-300g的一级处理剂；
C、二级处理：将一级处理后的聚磺泥浆上清液与二级处理药剂混合均匀，固液分离后，得到二级处理后的聚磺泥浆上清液和二级沉淀物；
所述二级处理剂由高分子混凝剂和高分子助凝剂组成，每1kg聚磺泥浆中加入0.01-125g的二级处理剂；
D、深度处理：将二级处理后的聚磺泥浆上清液与深度处理剂混合均匀，固液分离后，得到处理完成后的澄清液和深度沉淀物；
所述深度处理剂包括无机盐类混凝剂与高分子助凝剂，每1kg聚磺泥浆中加入0.01-150g的深度处理剂。
进一步的改进是，还包括步骤E，
E、分离处理：将一级沉淀物、二级沉淀物和深度沉淀物，固液分离后，得到分离处理后的聚磺泥浆上清液和处理完成的沉淀物。
进一步的改进是，将分离处理后的聚磺泥浆上清液与深度处理剂混合均匀，固液分离后，得到处理完成后的澄清液。
进一步的改进是，所述氧化破胶剂由过硫酸铵和过硫酸钾组成，所述氧化破胶剂按照重量比过硫酸钾：过硫酸铵=1:0.1-3混合而成。
进一步的改进是，所述一级处理剂由硫酸铁、硫酸铝、硫酸亚铁和氯化铝以任意重量比混合而成。
进一步的改进是，所述二级处理剂由聚合硫酸铝、聚合硫酸铝铁、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝和聚合硫酸铁以任意重量比混合而成。
进一步的改进是，所述深度处理剂由生物酶处理剂、聚合硫酸铝、聚合硫酸铝铁、聚丙烯酰胺和硫酸亚铁以任意重量比混合而成。
进一步的改进是，所述步骤A-D中的任意一项所述的混合均匀的时间为1-60min。
本发明相对于现有技术的有益效果是：本发明的技术方案采用多级处理单元相结合的方式，确保了聚磺泥浆破胶处理之后得到的澄清液的水质符合循环使用要求；本发明的技术方案全过程采用环保型药剂，不会造成二次污染。本发明的技术方案通过多次固液分离操作降低了后端处理处置的难度，有效的节约了井场的环保处理成本；经本发明的技术方案处理后的聚磺泥浆体积增量不超过8%；经本发明的技术方案处理后的聚磺泥浆上清液可以直接回用，用于井场压裂或其他用途，节约井场用水成本；采用本发明的技术方案可以大幅降低后续的处理成本。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的一种聚磺泥浆的破胶处理方法的技术方案进行详细的说明，以使本领域的技术人员在阅读了本发明书的基础上能够充分完整的实现本发明的技术方案，并解决本发明所要解决的现有技术中存在的问题。应当说明的是，以下仅是本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些应当都属于本发明的保护范围。
本发明中所述的氧化破胶剂、铝的无机盐类混凝剂、铁的无机盐类混凝剂、高分子混凝剂、高分子助凝剂、无机盐类混凝剂、高分子助凝剂和生物酶处理剂均可从市场上购买获得。本发明的技术特征可以自由组合，其组合之后的技术方案仍属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例1的聚磺泥浆为：油气田井深600米处产生的聚磺泥浆；
分别配制预处理剂、一级处理剂、二级处理剂和深度处理剂；
A、预处理：将聚磺泥浆与预处理剂混合1min后，得到预处理后的聚磺泥浆；
所述预处理剂为氧化破胶剂，每1kg聚磺泥浆中加入0.05g的氧化破胶剂；所述氧化破胶剂由过硫酸铵和过硫酸钾组成，所述氧化破胶剂按照重量比过硫酸钾：过硫酸铵=1:0.1混合而成。
B、一级处理：将步骤B得到的预处理后的聚磺泥浆与一级处理剂混合3min后，固液分离后，得到一级处理后的聚磺泥浆上清液和一级沉淀物；
所述一级处理剂按照重量比硫酸铁：硫酸铝：硫酸亚铁：氯化铝=1:0.8:0.6:0.2混合而成，每1kg聚磺泥浆中加入0.05g的一级处理剂；
硫酸铁、硫酸铝、硫酸亚铁和氯化铝为组合的试剂其絮凝能力较强，能沉降大部分悬浮物。
C、二级处理：将一级处理后的聚磺泥浆上清液与二级处理药剂混合5min后，静置，得到二级处理后的聚磺泥浆上清液和二级沉淀物；
所述二级处理剂按照重量比聚合硫酸铝：聚合硫酸铝铁：聚丙烯酰胺：聚合氯化铝：聚合硫酸铁=1:0.2:0.2:0.3:0.5混合而成，每1kg聚磺泥浆中加入0.01g的二级处理剂；
聚合硫酸铝、聚合硫酸铝铁、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝和聚合硫酸铁为组合的处理剂对脱色和降低水中SS具有较强的吸附沉降作用。
D、深度处理：将二级处理后的聚磺泥浆上清液与深度处理剂混合5min，固液分离后，得到处理完成后的澄清液和深度沉淀物；
所述深度处理剂按照重量比生物酶处理剂：聚合硫酸铝：聚合硫酸铝铁：聚丙烯酰胺：硫酸亚铁=1:1.8:2.5:0.2:0.1混合而成，每1kg聚磺泥浆中加入0.01g的深度处理剂。
生物酶处理剂、聚合硫酸铝、聚合硫酸铝铁、聚丙烯酰胺和硫酸亚铁为组合的药剂具有较强的破胶能力和混凝沉降能力。
E、分离处理：将一级沉淀物、二级沉淀物和深度沉淀物，固液分离后，得到分离处理后的聚磺泥浆上清液和处理完成的沉淀物；将分离处理后的聚磺泥浆上清液与深度处理剂混合均匀，固液分离后，得到处理完成后的澄清液。
实施例2
本实施例2的聚磺泥浆为：油气田井深2800米处产生的聚磺泥浆；
分别配制预处理剂、一级处理剂、二级处理剂和深度处理剂；
A、预处理：将聚磺泥浆与预处理剂混合60min后，得到预处理后的聚磺泥浆；
所述预处理剂为氧化破胶剂，每1kg聚磺泥浆中加入200g的氧化破胶剂；所述氧化破胶剂由过硫酸铵和过硫酸钾组成，所述氧化破胶剂按照重量比过硫酸钾：过硫酸铵=1:3混合而成。
B、一级处理：将步骤B得到的预处理后的聚磺泥浆与一级处理剂混合60min后，固液分离后，得到一级处理后的聚磺泥浆上清液一级沉淀物；
所述一级处理剂按照重量比硫酸铁：硫酸铝：硫酸亚铁：氯化铝=1:1.5:0.5:0.5混合而成，每1kg聚磺泥浆中加入300g的一级处理剂；
C、二级处理：将一级处理后的聚磺泥浆上清液与二级处理药剂混合60min后，静置，得到二级处理后的聚磺泥浆上清液和二级沉淀物；
所述二级处理剂按照重量比聚合硫酸铝：聚合硫酸铝铁：聚丙烯酰胺：聚合氯化铝：聚合硫酸铁=1:0.1:0.1:0.1:0.1比例混合而成，每1kg聚磺泥浆中加入125g的二级处理剂；
D、深度处理：将二级处理后的聚磺泥浆上清液与深度处理剂混合5min，固液分离后，得到处理完成后的澄清液和深度沉淀物；
所述深度处理剂按照重量比生物酶处理剂、聚合硫酸铝、聚合硫酸铝铁、聚丙烯酰胺和硫酸亚铁以1:1.2:1.5:0.8:0.2混合而成，每1kg聚磺泥浆中加入150g的深度处理剂。
E、分离处理：将一级沉淀物、二级沉淀物和深度沉淀物，固液分离后，得到分离处理后的聚磺泥浆上清液和处理完成的沉淀物；将分离处理后的聚磺泥浆上清液与深度处理剂混合均匀，固液分离后，得到处理完成后的澄清液。
实施例3
本实施例3的聚磺泥浆为：油气田井深3800米处产生的聚磺泥浆；
分别配制预处理剂、一级处理剂、二级处理剂和深度处理剂；
A、预处理：将聚磺泥浆与预处理剂混合40min后，得到预处理后的聚磺泥浆；
所述预处理剂为氧化破胶剂，每1kg聚磺泥浆中加入100g的氧化破胶剂；所述氧化破胶剂由过硫酸铵和过硫酸钾组成，所述氧化破胶剂按照重量比过硫酸钾：过硫酸铵=1:1.6混合而成。
B、一级处理：将步骤B得到的预处理后的聚磺泥浆与一级处理剂混合40min后，固液分离后，得到一级处理后的聚磺泥浆上清液和一级沉淀物；
所述一级处理剂按照重量比硫酸铁：硫酸铝：硫酸亚铁：氯化铝=1:0.6:0.7:0.7混合而成，每1kg聚磺泥浆中加入300g的一级处理剂；
C、二级处理：将一级处理后的聚磺泥浆上清液与二级处理药剂混合40min后，静置，得到二级处理后的聚磺泥浆上清液和二级沉淀物；
所述二级处理剂按照重量比聚合硫酸铝：聚合硫酸铝铁：聚丙烯酰胺：聚合氯化铝：聚合硫酸铁=1:0.5:0.5:0.3:0.2混合而成，每1kg聚磺泥浆中加入65g的二级处理剂；
D、深度处理：将二级处理后的聚磺泥浆上清液与深度处理剂混合35min，固液分离后，得到处理完成后的澄清液和深度沉淀物；
所述深度处理剂按照重量比生物酶处理剂：聚合硫酸铝：聚合硫酸铝铁：聚丙烯酰胺：硫酸亚铁=1:0.3:0.8:0.8:0.3混合而成，每1kg聚磺泥浆中加入75g的深度处理剂。
E、分离处理：将一级沉淀物、二级沉淀物和深度沉淀物，固液分离后，得到分离处理后的聚磺泥浆上清液和处理完成的沉淀物；将分离处理后的聚磺泥浆上清液与深度处理剂混合均匀，固液分离后，得到处理完成后的澄清液。
测试例
以本发明的技术方案对某地区产生的聚磺泥浆进行破胶处理，涉及处理量50m3/d以每天12小时连续运行，持续两个月运转，具体的方案如下：
表1为进料前的聚磺泥浆指标参数；
表1进料前的聚磺泥浆指标参数
| 项目 | pH | 粘度（mpa.s） | 钙镁浓度（mg/l） | 含水率（%） | 密度（g/cm3） |
| 检出浓度 | 8.5 | 216 | 265 | 45 | 1.9 |
2、工艺运行参数
聚磺泥浆依次进行预处理、一级处理、二级处理、深度处理和分离处理。
预处理：在预处理装置中加入氧化破胶剂18g/kg聚磺泥浆，充分反应后，静置15min。所述氧化破胶剂，按照重量比过硫酸钾：过硫酸铵=1:0.8混合均匀制成。
一级处理：将预处理后的浆液混合相搅拌条件下加入一级处理剂，投加量16g/kg聚磺泥浆，搅拌使之充分反应后，静置12min。
所述一级处理剂按照重量比硫酸铁：硫酸铝：硫酸亚铁：氯化铝=1:0.7:0.7:0.7混合均匀制成。
二级处理：将一级处理步骤后的液相搅拌条件下依次投加二级处理剂，投加量12g/kg聚磺泥浆，搅拌使之充分反应后，静置18min。
所述二级处理剂按照重量比聚合硫酸铝：聚合硫酸铝铁：聚丙烯酰胺：聚合氯化铝：聚合硫酸铁=1:0.2:0.2:0.3:0.5混合均匀而制成。
深度处理：将二级处理步骤后的液相和分离处理步骤后的液相在搅拌条件下依次加入深度处理剂，投加量为25g/kg聚磺泥浆，搅拌使之充分反应，静置13min。
所述深度处理剂按照重量比生物酶处理剂：聚合硫酸铝：聚合硫酸铝铁：聚丙烯酰胺：硫酸亚铁=1:1.3:1.5:0.6:0.3混合均匀而制成。
分离处理：将一级处理、二级处理和深度处理产生的泥浆进行固液分离，将固液分离操作产生的清液返回深度处理步骤进行处理。
3、处理效果
我们对处理后的聚磺泥浆液相和固相含水率进行了测试。表2示出了处理后的聚磺泥浆和固相含水率测试值。
表2聚磺泥浆处理后液相和固相测试
根据以上数据可知，本发明可以对聚磺泥浆进行深度破胶处理，并能达到破胶彻底、减少固废产生量和出水能达到回用标准。
根据本说明书公开的内容即可较好的实现本发明的技术方案。
按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种聚磺泥浆的破胶处理方法，其特征在于，包括步骤：
A、预处理：将聚磺泥浆与预处理剂混合均匀，得到预处理后的聚磺泥浆；
所述预处理剂为氧化破胶剂，每1kg聚磺泥浆中加入0.05-200g的氧化破胶剂；
B、一级处理：将步骤B得到的预处理后的聚磺泥浆与一级处理剂混合均匀，固液分离后，得到一级处理后的聚磺泥浆上清液和一级沉淀物；
所述一级处理剂由铝和/或铁的无机盐类混凝剂组成，每1kg聚磺泥浆中加入0.05-300g的一级处理剂；
C、二级处理：将一级处理后的聚磺泥浆上清液与二级处理药剂混合均匀，固液分离后，得到二级处理后的聚磺泥浆上清液和二级沉淀物；
所述二级处理剂由高分子混凝剂和高分子助凝剂组成，每1kg聚磺泥浆中加入0.01-125g的二级处理剂；
D、深度处理：将二级处理后的聚磺泥浆上清液与深度处理剂混合均匀，固液分离后，得到处理完成后的澄清液和深度沉淀物；
所述深度处理剂包括无机盐类混凝剂与高分子助凝剂，每1kg聚磺泥浆中加入0.01-150g的深度处理剂。
2.根据权利要求1所述的聚磺泥浆的破胶处理方法，其特征在于，还包括步骤E，
E、分离处理：将一级沉淀物、二级沉淀物和深度沉淀物，固液分离后，得到分离处理后的聚磺泥浆上清液和处理完成的沉淀物。
3.根据权利要求2所述的聚磺泥浆的破胶处理方法，其特征在于，将分离处理后的聚磺泥浆上清液与深度处理剂混合均匀，固液分离后，得到处理完成后的澄清液。
4.根据权利要求1所述的聚磺泥浆的破胶处理方法，其特征在于，所述氧化破胶剂由过硫酸铵和过硫酸钾组成，所述氧化破胶剂按照重量比过硫酸钾：过硫酸铵=1:0.1-3混合而成。
5.根据权利要求1所述的聚磺泥浆的破胶处理方法，其特征在于，所述一级处理剂由硫酸铁、硫酸铝、硫酸亚铁和氯化铝以任意重量比混合而成。
6.根据权利要求1所述的聚磺泥浆的破胶处理方法，其特征在于，所述二级处理剂由聚合硫酸铝、聚合硫酸铝铁、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝和聚合硫酸铁以任意重量比混合而成。
7.根据权利要求1所述的聚磺泥浆的破胶处理方法，其特征在于，所述深度处理剂由生物酶处理剂、聚合硫酸铝、聚合硫酸铝铁、聚丙烯酰胺和硫酸亚铁以任意重量比混合而成。
8.根据权利要求1所述的聚磺泥浆的破胶处理方法，其特征在于，所述步骤A-D中的任意一项所述的混合均匀的时间为1-60min。
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