CN106430510A - 一种用于石油钻井废水配浆回用的试剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明一种用于石油钻井废水配浆回用的试剂及其应用，属于石油钻井污水处理工艺技术领域。所述试剂由离子去除剂和滤液转化剂组成，所述离子去除剂包括先添加的碳酸钠和后添加的氢氧化钠；所述滤液转化剂为钻井液用抗盐降滤失剂JDKJ‑2。本发明具有以下有益效果：1、钻井滤液加入本发明所述试剂后，无论以何种方式配制的基浆性能均接近或超过清水浆，同时钻井液悬浮性明显提高；2、用本发明所述的试剂将滤液处理成的钻井配浆液，可以用来配制现场所用处理钻井液的胶液，其胶液性能与清水配制的胶液相当。
Description
技术领域
本发明属于石油钻井污水处理工艺技术领域，具体涉及一种用于石油钻井废水配浆回用的试剂及其应用。
背景技术
随着我国经济的快速发展，环境保护问题日益严峻，石油工业和生态环境的协调发展是实现石油行业有质量、有效益、可持续发展的必然要求。
中石油所属16个油气田企业，每年钻井约2万口，钻井过程中产生的废弃钻井液数量巨大，其中约90％使用水基钻井液，大量废弃水基钻井液的无害化处理已成为中石油必须面对和亟需解决的问题。
钻井污水处理工艺，一般采用化学混凝处理法，经过絮凝和助凝沉淀作用，除去污水中所含的各种悬浮物质和部分溶解性物质，具有成本低、操作简便的特点。
(1)、硫酸铝，一种常用的水处理剂，配置成7％～10％浓度的溶液，加入污水进行水解、缩聚反应交错进行，当PH值稳定在7～8时，形成聚合度很大的中性氢氧化铝将占绝对多数，由于被微粒吸附，线型长度大，在相距较远的微粒之间进行吸附桥架，使颗粒逐渐增大，最终形成肉眼可见的粗大絮凝体(称矾花)，在污水处理中有较好的脱色性和去除悬浮物及有害物质的能力，
缺点：由于硫酸铝具有破胶和絮凝的效果，使用硫酸铝处理的污水调配泥浆会降低泥浆粘性等性能，存在卡钻隐患。
(2)、聚丙烯酰胺，是由丙烯酰胺(AM)单体经自由基引发聚合而成的水溶性线性高分子聚合物，是钻井工程中主要的泥浆材料，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的摩擦阻力。在污水处理过程中，絮凝剂的选择、加量、PH、搅拌时间，对絮凝效果都有明显的影响。
缺点：聚丙烯酰胺具有破胶和絮凝的效果，大量使用聚丙烯酰胺处理的污水调配泥浆会降低泥浆粘性等性能，存在卡钻隐患。
发明内容
本发明的目的在于公开了一种用于石油钻井废水配浆回用的试剂。
本发明的另一个目的在于公开了上述试剂在石油钻井废水配浆回用中的应用。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于石油钻井废水配浆回用的试剂，其中，所述试剂由离子去除剂和滤液转化剂组成，所述离子去除剂包括先添加的碳酸钠和后添加的氢氧化钠，其中，先添加的碳酸钠使石油钻井废水pH值达到9，后添加的氢氧化钠使石油钻井废水pH值达到12；所述滤液转化剂为钻井液用抗盐降滤失剂JDKJ-2。
上述技术方案所述的一种用于石油钻井废水配浆回用的试剂，其中，碳酸钠与石油钻井废水的质量体积比为5.5-8.5kg/m3，氢氧化钠与石油钻井废水的质量体积比为0.45-0.65kg/m3；钻井液用抗盐降滤失剂JDKJ-2与石油钻井废水的质量体积比为3-4kg/m3。
上述技术方案所述的一种用于石油钻井废水配浆回用的试剂在石油钻井废水配浆回用中的应用。
上述技术方案所述的应用，其中，所述应用包括下述步骤：
(1)、往石油钻井废水中添加碳酸钠，使石油钻井废水pH值达到9；
(2)、然后往步骤(1)中添加氢氧化钠，使石油钻井废水pH值达到12；
(3)、最后往步骤(2)中加入抗盐降滤失剂JDKJ-2将石油钻井废水处理成钻井配浆液。
上述技术方案所述的用于石油钻井废水配浆回用的试剂在石油钻井废水配浆回用中的应用。
本发明具有以下有益效果：
1、石油钻井废水(钻井滤液)加入本发明所述试剂后，无论以何种方式配制的基浆性能均接近或超过清水浆，同时钻井液悬浮性明显提高。
2、用本发明所述的试剂将滤液处理成的钻井配浆液，可以用来配制现场所用处理钻井液的胶液，其胶液性能与清水配制的胶液相当。
附图说明：
1、图1为钻井配浆液实现钻井滤液再利用的三种途径；
2、图2为使用本发明中离子去除剂的效果图；
3、图3为莲11-2X钻井滤液加入离子去除剂之后再加入滤液转化剂的基浆效果图；
4、图4为莲106X井钻井滤液加入离子去除剂之后再加入滤液转化剂的基浆效果图。
具体实施方式：
为使本发明的技术方案便于理解，以下结合具体试验例对本发明一种用于石油钻井废水配浆回用的试剂及其应用作进一步的说明。本发明中所有原料均可从市场购买得到。
实施例1：一种用于石油钻井废水配浆回用的试剂：
一种用于石油钻井废水配浆回用的试剂由离子去除剂和滤液转化剂组成，所述离子去除剂包括先添加的碳酸钠(纯碱)和后添加的氢氧化钠(烧碱)；所述滤液转化剂为钻井液用抗盐降滤失剂JDKJ-2；其中，碳酸钠与石油钻井废水的质量体积比为5.5-8.5kg/m3，氢氧化钠与石油钻井废水的质量体积比为0.45-0.65kg/m3；钻井液用抗盐降滤失剂JDKJ-2与石油钻井废水的质量体积比为3-4kg/m3。
实施例2：一种用于石油钻井废水配浆回用的试剂的应用：
实施例1所述的一种用于石油钻井废水配浆回用的试剂的使用方法为：向石油钻井废水中加入实施例1中的离子去除剂和滤液转化剂，其中碳酸钠先加入使废水的pH值达到9；后加入氢氧化钠，使废水的pH值达到12；最后加入抗盐降滤失剂JDKJ-2将滤液处理成钻井配浆液。钻井配浆液通过下面三种途径实现钻井滤液再利用(如图1所示)：
(1)、钻井配浆液可通过现场直接配浆，形成各开次钻井液；
(2)、钻井配浆液可通过配方配成胶液，用于维护钻井液性能；或
(3)、钻井配浆液可与预化水稠浆混配，按相应配方形成钻井液。
以下通过试验例和实验结果来说明本发明一种用于石油钻井废水配浆回用的试剂所具有的有益效果：
一、使用效果
(1)、表1是未加入本发明一种用于石油钻井废水配浆回用的试剂的钻井滤液的主要成分，钻井滤液成分分析结果表明，滤液中影响钻井滤液再利用主要离子为：钙、镁、铁和铝离子，其中钙离子含量最高，根据滤液中高价金属离子特性，选用无机沉淀法去除高价金属离子。
表1 钻井滤液成分分析
| 检测项目(mg/L) | 莲11-2X钻井滤液 | 莲106X井钻井滤液 |
| HCO3 - | 55.4 | 61 |
| CO3 2- | 0 | 0 |
| SO4 2- | 65.2 | 66.4 |
| CL- | 5.01×10 | 6.78×10 |
| Ca2+ | 3078 | 2248 |
| Mg2+ | 112 | 149 |
| Al3+ | ＜115×10 | 0.344 |
| Fe3+ | 32.1 | 43.5 |
| 化学需氧量 | 3.12×10 | 8.65×10 |
(2)、按照实施例2的方法以碳酸钠与石油钻井废水的质量体积比为5.5-8.5kg/m3，氢氧化钠与石油钻井废水的质量体积比为0.45-0.65kg/m3的比例先加入碳酸钠后加入氢氧化钠后实现了对滤液中影响膨润土造浆离子的去除，结果如图2和表2所示，其中图2为使用本发明中离子去除剂的效果图，图2A为去离子前钻井液，图2B为去离子后钻井液。
表2为不同条件下去出高价金属离子离子钻井滤液与清水基浆对比结果，纯碱(碳酸钠)先加入，烧碱(氢氧化钠)后加入：
表2 不同条件下去除高价金属离子离子钻井滤液与清水基浆对比
(3)、按照实施例2的方法在步骤(2)加入离子去除剂之后再加入滤液转化剂后基浆性能与清水对比，结果见图3、图4和表3所示：
图3为莲11-2X钻井滤液加入离子去除剂之后再加入滤液转化剂的基浆效果图；图4为莲106X井钻井滤液加入离子去除剂之后再加入滤液转化剂的基浆效果图；
实验结果表明，钻井滤液加入转化剂后，无论以何种方式配制的基浆性能均接近或超过清水浆，同时钻井液悬浮性明显提高。
表3 在步骤(2)加入离子去除剂之后再加入滤液转化剂后基浆性能与清水对比
| 基浆类型(预水化24n) | Φ600/300 | Φ200/100 | Φ6/3 | 10”/10’ | Pv | Yp |
| 清水+纯碱+5％膨润土 | 14/8 | 6/4 | 2/2 | 2/3 | 6 | 1 |
| 莲11-2X井去离子滤液+5％膨润土+滤液转化剂 | 15.5/8.5 | 6/3.5 | 0.5/0.5 | 0.5/0.5 | 7 | 0.75 |
| 莲106X井去离子滤液+5％膨润土+滤液转化剂 | 12/6 | 4/2 | 0/0 | 0/0.5 | 6 | 0.5 |
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上和实质上的限制，凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用以上所揭示的技术内容，而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种用于石油钻井废水配浆回用的试剂，其特征在于：所述试剂由离子去除剂和滤液转化剂组成，所述离子去除剂包括先添加的碳酸钠和后添加的氢氧化钠，其中，先添加的碳酸钠使石油钻井废水pH值达到9，后添加的氢氧化钠使石油钻井废水pH值达到12；所述滤液转化剂为钻井液用抗盐降滤失剂JDKJ-2。
2.根据权利要求1所述的一种用于石油钻井废水配浆回用的试剂，其特征在于：碳酸钠与石油钻井废水的质量体积比为5.5-8.5kg/m3，氢氧化钠与石油钻井废水的质量体积比为0.45-0.65kg/m3；钻井液用抗盐降滤失剂JDKJ-2与石油钻井废水的质量体积比为3-4kg/m3。
3.权利要求1或2所述的一种用于石油钻井废水配浆回用的试剂在石油钻井废水配浆回用中的应用。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述应用包括下述步骤：
(1)、往石油钻井废水中添加碳酸钠，使石油钻井废水pH值达到9；
(2)、然后往步骤(1)中添加氢氧化钠，使石油钻井废水pH值达到12；
(3)、最后往步骤(2)中加入抗盐降滤失剂JDKJ-2将石油钻井废水处理成钻井配浆液。
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