CN106336069B - 一种钻井废水利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种钻井废水利用方法，包括：钻井废水中加入磁性絮凝剂发生絮凝沉淀反应，磁分离固液分离后，所得液相经离子交换处理得到处理后的钻井废水，所述处理后的钻井废水进行资源化利用。所述方法对钻井废水处理效果好，资源化利用率高，节约资源。
Description
技术领域
本发明涉及油气田废水处理领域，具体涉及一种钻井废水利用方法。
背景技术
随着油气田勘探力度的加大，采输井的数量逐渐增加，随之带来的废水水量也在逐年递增，油气田废水包括导致环境污染的有害成分为油类、盐类、杀菌剂、某些化学添加剂、重金属(如汞、铜、铬、镉、锌、铅等)、高分子有机化合物生物降解产生的低分子有机化合物和碱性物质，造成色度、COD、SS、石油类等主要的污染指标大量超标，染性较强，如不经处理直接排放，将对环境严重破坏生态环境，并影响油气田可持续开采和发展。
目前，对于钻井废水的处理方法主要是物理化学法，采用化学处理剂混凝、沉降、固液分离后在进行氧化处理。该方法处理后的废水存在如下缺点：处理过程中使用大量化学处理剂，引入了高价金属离子，处理后的废水直接排放带来二次污染；处理后的废水絮体量大，固液分离负荷高，处理后的废水仍难以达标，资源化利用受限制。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种钻井废水利用方法，所述方法对钻井废水处理效果好，资源化利用率高，节约资源。
一种钻井废水利用方法，包括：钻井废水中加入磁性絮凝剂发生絮凝沉淀反应，磁分离固液分离后，所得液相经离子交换处理得到处理后的钻井废水，所述处理后的钻井废水进行资源化利用。
优选的，所述加入磁性絮凝剂发生絮凝沉淀反应具体为加入磁性絮凝剂、搅拌、发生絮凝沉淀反应。
优选的，所述磁性絮凝剂添加为1～6g/L钻井废水。
优选的，所述磁性絮凝剂添加为5～6g/L钻井废水。
优选的，所述磁性絮凝剂为表面有机高分子改性的永磁铁粉。
优选的，所述离子交换处理采用离子交换树枝。
优选的，所述离子交换树枝为弱酸性阳离子交换树脂、强酸性阳离子交换树脂、弱碱性阴离子交换树枝或强碱性阴离子交换树枝。
优选的，所述处理后的钻井废水进行资源化利用为制备胍胶压裂液。
优选的，所述胍胶压裂液包括羟丙基胍胶、交联剂、助排剂、破胶剂、防膨剂、所述处理后的钻井废水。
优选的，所述交联剂为硼交联剂。
优选的，以质量百分数计，所述胍胶压裂液包括0.1～0.4％羟丙基胍胶、0.01～0.05％交联剂、0.1％～0.3％助排剂、0.01～0.05％破胶剂、1～2％防膨剂、余量的所述处理后的钻井废水。
优选的，以质量百分数计，所述胍胶压裂液包括0.4％羟丙基胍胶、0.02％交联剂、0.3％助排剂、0.05％破胶剂、1.2％防膨剂、余量的所述处理后的钻井废水。
本发明采用絮凝处理采用加入磁性絮凝剂与油气田废水中的悬浮物发生絮凝作用，有效分离悬浮物。絮凝沉淀后的钻井废水经磁分离，固液分离，固相絮体沉积，通过震荡分选絮体中的磁性絮凝剂，实现磁性絮凝剂的回收；液相经离子树枝交换处理得到处理后的钻井废水。处理后的钻井废水资源化利用配制压裂液。本发明与现有技术相比，其详细说明如下：
本发明处理钻井废水处理过程中不加化学反应性药剂，只加入可以回收的磁性絮凝剂，减少二次污染，提高絮凝、固液分离效果，提高处理后废水的资源化利用率；
采用磁分离进行固液分离，分离速度快、分离效果好、分离后固相含水率低，磁分离后采用离子交换树枝进行进一步分离，分离彻底，提高处理后废水的资源化利用率；
处理后的钻井废水替代淡水，资源化利用配置压裂液。降低成本，节约淡水资源，减少外排对环境造成的影响；同时，配制的压裂液过程节约了防膨剂、助排剂使用量，资源化利用效果好，进一步节约资源、降低成本；
工艺简单，适应性强，可实现撬装式、一体化处理。
具体实施方式
本发明公开了一种钻井废水利用方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种钻井废水利用方法，包括：钻井废水中加入磁性絮凝剂发生絮凝沉淀反应，磁分离固液分离后，所得液相经离子交换处理得到处理后的钻井废水，所述处理后的钻井废水进行资源化利用。
本发明所述加入磁性絮凝剂发生絮凝沉淀反应具体为加入磁性絮凝剂、搅拌、发生絮凝沉淀反应。优选的，所述磁性絮凝剂添加为1～6g/L钻井废水；更为优选的，为5～6g/L钻井废水。优选的，所述磁性絮凝剂为表面有机高分子改性的永磁铁粉。优选的，所述离子交换处理采用离子交换树枝；更为优选的，所述离子交换树枝为弱酸性阳离子交换树脂、强酸性阳离子交换树脂、弱碱性阴离子交换树枝或强碱性阴离子交换树枝。
本发明所述处理后的钻井废水进行资源化利用为制备胍胶压裂液。优选的，所述胍胶压裂液包括羟丙基胍胶、交联剂、助排剂、破胶剂、防膨剂、所述处理后的钻井废水。优选的，所述交联剂为硼交联剂。优选的，以质量百分数计，所述胍胶压裂液包括以质量百分数剂，所述胍胶压裂液包括0.1～0.4％羟丙基胍胶、0.01～0.05％交联剂、0.1％～0.3％助排剂、0.01～0.05％破胶剂、1～2％防膨剂、余量的所述处理后的钻井废水。包括0.4％羟丙基胍胶、0.02％交联剂、0.3％助排剂、0.05％破胶剂、1.2％防膨剂、余量的所述处理后的钻井废水。
实施例1：
取钻井废水2000mL，加入表面有机高分子改性的永磁铁粉作磁性絮凝剂6g/L滑溜水返排液，搅拌絮凝沉淀5min，采用磁盘进行固液分离，分离后的固相震荡回收磁性絮凝剂，分离后的水相经强酸性离子交换树脂处理，得到处理后的钻井废水。
取清水，按照API标准，制备压裂液，羟丙基胍胶、硼交联剂、助排剂、破胶剂、防膨剂，办本发明处理后的钻井废水配方见表2，余量为得到的处理后的钻井废水的水样，所述处理后的钻井废水，控制温度60℃，恒温120min后，采用六速旋转粘度计170s-1测定基液粘度，.结果见表1。
表1
实施例2
对照组：常规处理后的钻井废水制备胍胶压裂液：取钻井废水2000mL，加入破胶混凝剂PAC6000mg/L，搅拌絮凝沉淀15min，采用氢氧化钠调节pH为9-10，加入PAM30mg/L，缓慢搅拌2-3min，进行离心分离，分离后的水相为常规处理后的钻井废水。按照0.4wt％羟丙基胍胶、0.05wt％硼交联剂、0.3wt％助排剂、0.05wt％破胶剂、1.2wt％防膨剂、余量的所述常规处理后的钻井废水配制胍胶压裂液。
将按照配方2制备的胍胶压裂液，与对照组制备的胍胶压裂液，放入控温的加热器中，按照表2温度要求恒温120min后，采用六速旋转粘度计170s-1测定基液粘度。结果见表2。
表2
从表2可知，对照组采用常规处理工艺处理后的水相再配胍胶压裂液，其基液抗温性能不好，随温度升高，基液粘度下降非常快，当温度达到60℃以上时，基液粘度远低于配制要求。而采用本发明处理后的钻井废水再配制胍胶压裂液，其基液粘度随温度变化较小，在120℃，120min下还能够达到压裂液基液要求，制备的胍胶压裂液抗温性好，本发明资源利用效果好。
实施例3
常规方法处理钻井废水：取钻井废水2000mL，加入破胶混凝剂PAC6000mg/L，搅拌絮凝沉淀15min，采用氢氧化钠调节pH为9～10，加入PAM30mg/L，缓慢搅拌2～3min，进行离心分离，分离后的水相为常规处理后的钻井废水。
本发明处理钻井废水：取钻井废水2000mL，加入表面有机高分子改性的永磁铁粉作磁性絮凝剂6g/L滑溜水返排液，搅拌絮凝沉淀10min，采用磁盘进行固液分离，分离后的固相震荡回收磁性絮凝剂，分离后的水相经弱碱性离子交换树脂处理，得到处理后的钻井废水。
按照API标准，制备压裂液，配方包括：0.4wt％羟丙基胍胶、0.05wt％硼交联剂、0.05wt％破胶剂，0.3wt％助排剂，1.2wt％防膨剂，余量为水，水分别选用常规处理后的钻井废水、清水、本发明处理后的钻井废水，90℃下测试分析破胶时间、残液表面张力、残渣量及残液粘度，结果见表3。
表3
由表3可知，在相同破胶时间情况下，本发明处理后的钻井废水再配置滑溜水，其破胶后残夜粘度较低，残渣量小，有利于返排，储层伤害小。
实施例4
取钻井废水2000mL，加入表面有机高分子改性的永磁铁粉作磁性絮凝剂，6g/L滑溜水返排液，搅拌絮凝沉淀10min，采用磁盘进行固液分离，分离后的固相震荡回收磁性絮凝剂分离后的水相经强碱性离子交换树脂处理，得到处理后的钻井废水。
按照API标准，制备压裂液，配方包括：羟丙基胍胶、交联剂、助排剂、防膨剂、破胶剂。其中，防膨剂使用量用见表4，0.4wt％羟丙基胍胶、0.05wt％交联剂、0.05wt％破胶剂，0.3wt％助排剂，余量为水，水分别选用本发明处理后的钻井废水和清水，分别测定配制后的胍胶压裂液防膨率，结果见表4。
表4
| No. | 余量的水 | 防膨剂/wt％ | 助排剂/wt％ | 防膨率％ |
| 对照组1 | 清水 | 0.6 | 0.3 | 76.5 |
| 对照组2 | 清水 | 0.8 | 0.3 | 84.5 |
| 对照组3 | 清水 | 1 | 0.3 | 90.6 |
| 对照组4 | 清水 | 1.2 | 0.3 | 92.5 |
| 对照组5 | 清水 | 1.4 | 0.3 | 93.2 |
| 实验组1 | 本发明处理后的钻井废水 | 0.6 | 0.3 | 88.3 |
| 实验组2 | 本发明处理后的钻井废水 | 0.8 | 0.3 | 90.4 |
| 实验组3 | 本发明处理后的钻井废水 | 1 | 0.3 | 92.6 |
| 实验组4 | 本发明处理后的钻井废水 | 1.2 | 0.3 | 96.8 |
| 实验组5 | 本发明处理后的钻井废水 | 1.4 | 0.3 | 97.4 |
由表4可知，压裂液防膨率达到90％以上时，采用本发明处理后的钻井废水再配制压裂液的防膨剂用量较采用清水配制压裂液防膨剂用量节约。
实施例5
按照API标准，制备压裂液，配方包括：羟丙基胍胶、交联剂、助排剂、防膨剂、破胶剂。其中，助排剂使用量用见表5，0.4wt％羟丙基胍胶、0.05wt％交联剂、0.05wt％破胶剂，1.2wt％防膨剂，余量为水，水分别选用本发明处理后的钻井废水和清水，分别测定配制后的胍胶压裂液的残液表面张力。结果见表5。
表5
由表5可知，压裂液表面张力达到24mPa·S以下，采用本发明处理后的钻井废水再配制压裂液助排剂用量较清水配制压裂液助排剂用量节约。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种钻井废水利用方法，其特征在于，包括：钻井废水中加入磁性絮凝剂发生絮凝沉淀反应，磁分离固液分离后，所得液相经离子交换处理得到处理后的钻井废水，所述处理后的钻井废水进行资源化利用；所述磁性絮凝剂为表面有机高分子改性的永磁铁粉；所述处理后的钻井废水进行资源化利用为制备胍胶压裂液，以质量百分数计，所述胍胶压裂液包括0.1～0.4％羟丙基胍胶、0.01～0.05％交联剂、0.1％～0.3％助排剂、0.01～0.05％破胶剂、1～2％防膨剂、余量的所述处理后的钻井废水。
2.根据权利要求1所述的利用方法，其特征在于，所述磁性絮凝剂添加为1～6g/L钻井废水。
3.根据权利要求1所述的利用方法，其特征在于，所述离子交换处理采用离子交换树枝。
4.根据权利要求3所述的利用方法，其特征在于，所述离子交换树枝为弱酸性阳离子交换树脂、强酸性阳离子交换树脂、弱碱性阴离子交换树枝或强碱性阴离子交换树枝。
5.根据权利要求1所述的利用方法，其特征在于，所述交联剂为硼交联剂。
6.据权利要求1所述的利用方法，其特征在于，以质量百分数计，所述胍胶压裂液包括0.4％羟丙基胍胶、0.02％交联剂、0.3％助排剂、0.05％破胶剂、1.2％防膨剂、余量的所述处理后的钻井废水。
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