CN106699036B - 聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂及其制备方法和使用方法 - Google Patents

聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂及其制备方法和使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及钻井岩屑的处理技术领域，是一种聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂及其制备方法和使用方法，该聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂包括氧化破胶剂、絮凝剂、水泥、碱度调节剂、促凝剂、螯合剂和石膏。采用本发明聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂处理后的岩屑能满足渣土车辆运输要求，固化强度高，满足井场铺路或其他用途材料对强度要求，可以随时转运或转移至井场临时堆放区；同时，固化体浸出物检测指标CODcr可降到小于100mg/L，固化体安全环保，实现了岩屑不落地无害化随钻处理要求。

Description

聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂及其制备方法和使用方法
技术领域
本发明涉及钻井岩屑的处理技术领域，是一种聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂及其制备方法和使用方法。
背景技术
随着新环保法的出台及环境保护要求提高，油田勘探开发要求钻井必须开展钻井液岩屑不落地治理，不允许洒落地面或挖泥浆池，造成环境污染。聚磺钻井液岩屑是钻井过程中伴随聚磺钻井液产生的废弃物，岩屑伴随钻井液粘附有膨润土、聚合物、重晶石粉、沥青、无机盐、润滑剂等钻井液材料，使岩屑CODcr、pH值、石油类、重金属等环境污染指标偏高。聚磺钻井液是水基钻井液中一种常见的体系，常见钻井设计配方：4％坂土、0.2％Na2CO3、0.5％NaOH、0.7％聚合物MAN101(SP-8、JT888)、0.8％包被剂MAN104(FA367、PMHA-2)、0.7％复配铵盐、2％磺化酚醛树脂、1％磺化褐煤树脂、1％低荧光润滑剂、3％磺化沥青粉(阳离子乳化沥青)、2％至3％随钻堵漏剂、重晶石。聚磺钻井液具有良好润滑性、防塌性、抗温性、使用范围广、适用大部分地层钻井要求，但产生的岩屑、废弃钻井液污染环境且处理量大，对应的固化剂市场需求量大。公开号为CN102295401A的中国专利文献公开一种深井聚磺钻井液废弃泥浆的无害化处理方法，其采用分步处理：复合固化、氧化、调整pH，该专利是一种废泥浆处理方法，不适用聚磺钻井液岩屑随钻治理固化处理要求；公开号为106045244A的中国专利文献钾钙基聚磺钻井液岩屑固化剂及其制备方法和钾钙基聚磺钻井液岩屑不落地固化处理方法，由于聚磺钻井液与钾钙基聚磺钻井液组成不同，钾钙基聚磺钻井液所产生岩屑等固废物的浸出液成分与聚磺钻井液所产生的岩屑固废物不同，因此处理两种钻井液岩屑的固化剂也不同，若采用钾钙基聚磺钻井液岩屑不落地固化处理方法处理聚磺钻井液岩屑其固化处理成本高，造成成本浪费，工业应用经济性差，同时钾钙基聚磺钻井液岩屑的氯离子含量高，其高含量的氯离子也会对土壤造成土壤盐化。
发明内容
本发明提供了一种聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂，该固化剂更适宜的处理聚磺钻井液岩屑，同时提供了一种聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂的制备方法，该制备方法操作简单，便于实施生产，进一步的，本发明还提供了一种采用聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂处理聚磺钻井液岩屑的使用方法，该方法处理聚磺钻井液岩屑的效果更好，适用于聚磺钻井液岩屑的处理。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂的原料按重量份数计包括氧化破胶剂0.1份至1.0份、絮凝剂1.0份至2.2份、水泥10份至30份、碱度调节剂0.1份至3.5份、促凝剂0.5份至1.5、螯合剂0.1份至0.6份和石膏0.1份至2.0份。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
上述氧化破胶剂为双氧水、次氯酸钠、次氯酸钙、聚丙烯酰胺中一种；或/和，絮凝剂为三价铁盐；或/和，水泥为硅酸盐水泥；或/和，碱度调节剂为硫酸铝、氧化钙中一种；或/和，促凝剂为硅酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠中一种；或/和，螯合剂为乙二胺四乙酸二钠盐、二亚乙基三胺、乙二胺中一种；或/和，石膏为硫酸钙。
上述聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂按下述方法得到：向水泥中依次加入石膏、絮凝剂、碱度调节剂、促凝剂和螯合剂，在常温下搅拌1小时到2小时混合均匀后，再向其中加入氧化破胶剂，搅拌均匀后即得到本发明的聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂的制备方法按下述方法进行：向水泥中依次加入石膏、絮凝剂、碱度调节剂、促凝剂和螯合剂，在常温下搅拌1小时到2小时混合均匀后，再向其中加入氧化破胶剂，搅拌均匀后即得到本发明的聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂。
本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂的使用方法，按下述方进行：将聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂加入到聚磺钻井液岩屑中，其中，控制氧化破胶剂和聚磺钻井液岩屑的重量比为0.1至2.0:100，混合均匀后进行搅拌固化反应30分钟至120分钟，然后候凝4小时至8小时即可。
采用本发明聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂处理后的岩屑能满足渣土车辆运输要求，固化强度高，满足井场铺路或其他用途材料对强度要求，可以随时转运或转移至井场临时堆放区；同时，固化体浸出物检测指标CODcr可降到小于100mg/L，固化体安全环保，实现了岩屑不落地无害化随钻处理要求。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现技术中公知公用的化学试剂和化学用品；本发明中的百分数如没有特殊说明，均为质量百分数；本发明中的水如没有特殊说明，为自来水或纯净水；本发明中的溶液若没有特殊说明，均为溶剂为水的水溶液，例如，盐酸溶液即为盐酸水溶液；本发明中的常温一般指15℃到25℃的温度，一般定义为25℃。
实施例1，该聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂的原料按重量份数计包括氧化破胶剂0.1份至1.0份、絮凝剂1.0份至2.2份、水泥10份至30份、碱度调节剂0.1份至3.5份、促凝剂0.5份至1.5、螯合剂0.1份至0.6份和石膏0.1份至2.0份。
实施例2，该聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂的原料按重量份数计包括氧化破胶剂0.1份或1.0份、絮凝剂1.0份或2.2份、水泥10份或30份、碱度调节剂0.1份或3.5份、促凝剂0.5份或1.5、螯合剂0.1份或0.6份和石膏0.1份或2.0份。
实施例3，作为实施例1、实施例2的优化，氧化破胶剂为双氧水、次氯酸钠、次氯酸钙、聚丙烯酰胺中一种；或/和，絮凝剂为三价铁盐；或/和，水泥为硅酸盐水泥；或/和，碱度调节剂为硫酸铝、氧化钙中一种；或/和，促凝剂为硅酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠中一种；或/和，螯合剂为乙二胺四乙酸二钠盐、二亚乙基三胺、乙二胺中一种；或/和，石膏为硫酸钙。
实施例4，作为实施例1、实施例2和实施例3的优化，聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂按下述方法得到：向水泥中依次加入石膏、絮凝剂、碱度调节剂、促凝剂和螯合剂，在常温下搅拌1小时到2小时混合均匀后，再向其中加入氧化破胶剂，搅拌均匀后即得到本发明的聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂。
实施例5，该聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂的使用方法，按下述方进行：将聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂加入到聚磺钻井液岩屑中，其中，控制氧化破胶剂和聚磺钻井液岩屑的重量比为0.1至2.0:100，混合均匀后进行搅拌固化反应30分钟至120分钟，然后候凝4小时至8小时即可。
取现场聚磺钻井液岩屑混合废弃钻井液10m3,测定密度1.53g/cm3,含水率59.84％，采用本发明方法对其进行固化处理，其处理后的检测数据见表1所示。由表1中的数据可知，采用本发明处理聚磺钻井液岩屑固化体浸出物检测指标CODcr可降到小于100mg/L，其石油类含量远远低于环保要求，因此固化体安全环保，实现了岩屑不落地无害化随钻处理要求。
将使用根据本发明上述实施例得到的聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂处理固化后的聚磺钻井液岩屑的强度进行检测，由表2所示，由表2中数据可知，使用根据本发明上述实施例得到的聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂处理固化后的聚磺钻井液岩屑能够达到井场铺路等施工强度要求，处理岩屑后能满足渣土车辆运输要求，固化强度高，满足井场铺路或其他用途材料对强度要求，可以随时转运或转移至井场临时堆放区。
本发明中具体的测量方法：
(1)浸出液：根据HJ577《固体废弃物浸出毒性浸出方法》制取浸出液。
(2)化学需氧量(COD)：根据GB/T11914《化学需氧量的测定重铬酸钾法》方法测定。
(3)pH值：根据GB/T6920《水质pH值的测定玻璃电极法》方法测定。
(4)色度：根据GB/T11903《水质色度的测定稀释倍数法》方法测定。
(5)石油类：根据GB/T16488《水质石油类和动植物的测定红外光度法》方法测定。
(6)固化类强度：参照水泥类JX-GH的技术指标。
采用本发明聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂处理后的岩屑能满足渣土车辆运输要求，固化强度高，满足井场铺路或其他用途材料对强度要求，可以随时转运或转移至井场临时堆放区；同时，固化体浸出物检测指标CODcr可降到小于100mg/L，固化体安全环保，实现了岩屑不落地无害化随钻处理要求。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
表1
表2
项目 指标 实测值
24h固化体强度，MPa ≥0.1 0.23-0.30
7d固化体强度，MPa ≥1.0 1.22-1.51

Claims (5)

1.一种聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂，其特征在于原料按重量份数计包括氧化破胶剂0.1份至1.0份、絮凝剂1.0份至2.2份、水泥10份至30份、碱度调节剂0.1份至3.5份、促凝剂0.5份至1.5、螯合剂0.1份至0.6份和石膏0.1份至2.0份。
2.根据权利要求1所述的聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂，其特征在于氧化破胶剂为双氧水、次氯酸钠、次氯酸钙、聚丙烯酰胺中一种；或/和，絮凝剂为三价铁盐；或/和，水泥为硅酸盐水泥；或/和，碱度调节剂为硫酸铝、氧化钙中一种；或/和，促凝剂为硅酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠中一种；或/和，螯合剂为乙二胺四乙酸二钠盐、二亚乙基三胺、乙二胺中一种；或/和，石膏为硫酸钙。
3.根据权利要求1或2所述的聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂，其特征在于按下述方法得到：向水泥中依次加入石膏、絮凝剂、碱度调节剂、促凝剂和螯合剂，在常温下搅拌1小时到2小时混合均匀后，再向其中加入氧化破胶剂，搅拌均匀后即得到所述的聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂。
4.一种根据权利要求1或2所述的聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂的制备方法，其特征在于按下述方法进行：向水泥中依次加入石膏、絮凝剂、碱度调节剂、促凝剂和螯合剂，在常温下搅拌1小时到2小时混合均匀后，再向其中加入氧化破胶剂，搅拌均匀后即得到所述的聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂。
5.一种使用根据权利要求1或2或3所述的聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂的使用方法，其特征在于按下述方法进行：将聚磺钻井液岩屑随钻治理固化剂加入到聚磺钻井液岩屑中，其中，控制氧化破胶剂和聚磺钻井液岩屑的重量比为0.1至2.0:100，混合均匀后进行搅拌固化反应30分钟至120分钟，然后候凝4小时至8小时即可。
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