CN107352719B - 一种油气田钻井含油钻屑的资源化处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种油气田含油钻屑的资源化处理方法。该方法包括步骤：1）将含油钻屑和工业酒精按比例在一定温度下搅拌混合得悬浮液1；2）将悬浮液1在常温静置后得到悬浮液2和酒精溶液1，悬浮液2经过滤处理得到一次钻屑和酒精溶液2；3）将酒精溶液1和2转移至储液槽并精馏分离处理，得到回收药剂和酒精，酒精回收利用；4）将一次钻屑、自来水和工业酒精按比例在搅拌罐中搅拌混合后得到悬浮液3，悬浮液3经过滤后得到泥沙和洗涤水等等。通过该方法，实现油气田含油钻屑的无害化处理和减少其对生态环境的破坏，其中钻井液润滑剂回收利用、岩屑的无害化堆放或利用，工艺用水和吸附材料循环使用，处理工艺简单，成本低，无三废物质排除。

Description

一种油气田钻井含油钻屑的资源化处理方法
技术领域
本发明属于危废物环境治理领域，具体为一种油气田含油钻屑的资源化处理方法。
背景技术
废弃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，危害环境的主要成分是烃类、盐类、各种聚合物、木质素磺酸盐、某些金属离子(汞、铜、砷、铬、锌及铅)和重晶石中的杂质。为防止钻井废弃泥浆对环境造成污染，必须对其进行处理。同时含油废物也是国家《危险废弃物名录》中标定的HW08类危险废弃物。根据环保要求，废弃的油基泥浆和油基泥浆钻屑都要进行后期处理。
含油量大于5％的含油污泥(除废弃油基泥浆岩屑)应回收原油，回收的原油品质含水率应小于10％；鼓励采用热裂解、超声波技术、化学热洗技术、生物技术对含油污泥进行处理；禁止采用焚烧、填埋方式处理含油率大于5％的含油污泥。
传统上处理油基泥浆或钻屑方式有焚烧处理、裂解处理、生物降解等，但焚烧法投入资金大、运行成本高、同时焚烧过程中产生的废气容易造成第二次环境污染；对于部分含油量较低的含油钻屑，采用填埋方式处理，填埋法投资较少，但其并没有真正消除含油钻屑中油类污染物，雨季冲淋，以及地下水的渗透有可能导致油基溢出，污染区域环境；生化法也是目前常用的方式之一，采用微生物的降解作用处理含油钻屑中的石油类污染物其成本较低，但处理周期较长，并且油基中的芳香烃类具有一定的毒性，有可能抑制生化降解过程。此类工艺将废弃油基泥浆中的油基当做废物处理，没有实现油基的资源化回用。目前国内成熟的是采用LRET技术，即对油基钻屑进行机械分离—加热—回收脱附药剂循环使用，缺点是设备投资较高，处理药剂价格昂贵。设备占地面积较大，不易实现随钻处理。
近年来，某些油田公司采用微生物处理技术处理油基钻屑，是利用微生物细菌对油基钻屑进行土壤可耕作式功能修复和改善，利用微生物分解油基钻屑中的石油烃类和其他有机物，但这种方法缺点是处理时间长，不易实现大规模化。多年来，国内一直没有一个技术与经济可行的“含油污泥”处理方法和装置。有油田采用热脱附技术对含油污泥进行处理，是指在绝氧加热条件下将岩屑中的绝大部分液相分离冷凝后回收，从而实现钻屑与油分离的目的。
近年来学者针对含油污泥的研究多集中在油泥中原油的回收，而关于剩余油泥净化处理方面的很少。大部分油田处理含油污泥的工艺都仅限在将油泥中的原油进行回收，剩余油泥堆积在井场或者挖坑填埋。这种做法不仅不能有效的处理油泥，而且对井场及其周围农田的土壤造成了很大污染。
热处理、蒸馏法等废弃油基钻井液处理方法工艺复杂、成本高，运行成本一般油田企业难以承受。目前油田每年产生的废弃油基泥浆达十几万吨以上，所以，探索一种简易的无害化处理废弃的油基泥浆新工艺、新方法，对于改善当地环境、产污单位污染无害化治理具有十分重要的意义。
发明内容
为了克服以上技术问题，本发明提供一种油气田含油钻屑的资源化处理方法。采用该方法可实现钻井液润滑剂的回收利用、岩屑的无害化堆放或利用，工艺用水和吸附材料循环使用。
为了实现以上发明目的，本发明的具体技术方案如下：
一种油气田含油钻屑的资源化处理方法，其包括以下步骤：
1)将含油钻屑和工业酒精按比例的在一定温度下搅拌混合得到悬浮液1；含油钻屑的质量g和工业酒精体积ml的比例关系为1:2-5。
2)将悬浮液1在常温下静置一定时间后得到悬浮液2和酒精溶液1，悬浮液2经过滤处理得到一次钻屑和酒精溶液2；静置时间为20-60min。
3)将酒精溶液1和酒精溶液2转移至储液槽并精馏分离处理，得到回收药剂和酒精，酒精回收利用；精馏条件为：反应时间60-180min，反应温度：80-120℃。
4)将一次钻屑、自来水和工业酒精按比例在搅拌罐中搅拌混合后得到悬浮液3，悬浮液3经过滤后得到泥沙和洗涤水，该洗涤水与吸附剂相互作用后得到悬浮液4；所述搅拌罐中自来水用量：300-600mL；工业酒精用量：10mL-100mL；搅拌罐中恒温搅拌条件：温度60-90℃，搅拌强度300-800r/min；搅拌时间30-150min。
5)悬浮液4经沉降处理得到上清水和吸附废料，上清水返回自来水储罐进行回收利用，吸附废料经焙烧处理后得到再生吸附剂进行回收利用。沉降时间为2-6h。吸附废料焙烧条件为：温度500-650℃，时间2-6h。
步骤1)中的温度为恒温，温度为20-50℃，搅拌强度为100-1000r/min，搅拌时间30-120min。
步骤4)中所述吸附剂的种类为MgO、活性污泥、黏土、硅胶、氧化铝、分子筛和硅藻土中的任意一种或几种的混合物。以洗涤水体积计，吸附剂的添加量为5.0-10.0g/L，吸附条件为常温，搅拌强度100-1000r/min，搅拌时间30-120min。
本发明的积极效果体现在：
(一)实现油气田含油钻屑的无害化处理和减少其对生态环境的破坏，其中钻井液润滑剂回收利用、岩屑的无害化堆放或利用，工艺用水和吸附材料循环使用。
(二)处理工艺为绿色循环工艺，无三废物质排除。
(三)含油岩屑的处理成本低和工艺简单。
附图说明
图1为本发明所述油气田含油钻屑的资源化处理方法的工艺流程示意图。
具体实施方式：
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。
实施例1：
称取100g油气田含油钻屑置入300mL工业酒精中，并在温度45℃和搅拌速度400r/min搅拌处理30min得到悬浮液1，经静置30min后得到悬浮液2和酒精溶液1，悬浮液2经过滤处理得到一次钻屑和酒精溶液2；酒精溶液1和酒精溶液2转移至储液槽并在温度85℃下精馏分离处理得到回收药剂和酒精，酒精回收利用；一次钻屑与300mL自来水和20mL工业酒精在85℃下搅拌混合后得到悬浮液3，悬浮液3经过滤后得到泥沙和洗涤水，该洗涤水与吸附剂MgO相互作用后得到悬浮液4，悬浮液4经沉降处理得到上清水和MgO吸附废料，上清水返回自来水储罐进行回收利用，吸附废料在550℃焙烧处理后得到再生吸附剂MgO进行回收利用。回收得到药剂10.5g，泥沙量88.6g，乙醇回收利用率96.8％，自来水回收利用率95.5％。
实施例2：
称取120g油气田钻屑置入350mL工业酒精在温度30℃和搅拌速度500r/min搅拌处理35min得到悬浮液1，经静置40min后得到悬浮液2和酒精溶液1，悬浮液2经过滤处理得到一次钻屑和酒精溶液2；酒精溶液1和2转移至储液槽并在温度85℃下精馏分离处理得到回收药剂和酒精，酒精回收利用；一次钻屑与350mL自来水和25mL工业酒精在90℃下搅拌混合后得到悬浮液3，悬浮液3经过滤后得到泥沙和洗涤水，该洗涤水与吸附剂活性炭相互作用后得到悬浮液4，悬浮液4经沉降处理得到上清水和硅胶吸附废料，上清水返回自来水储罐进行回收利用，吸附废料在530℃焙烧处理后得到再生吸附剂硅胶进行回收利用。回收得到药剂11.5g，泥沙量98.4g，乙醇回收利用率97.3％，自来水回收利用率93.3％。
实施例3：
称取110g油气田钻屑置入260mL工业酒精在温度25℃和搅拌速度600r/min搅拌处理40min得到悬浮液1，经静置50min后得到悬浮液2和酒精溶液1，悬浮液2经过滤处理得到一次钻屑和酒精溶液2；酒精溶液1和2转移至储液槽并在温度80℃下精馏分离处理得到回收药剂和酒精，酒精回收利用；一次钻屑与250mL自来水和15mL工业酒精在80℃下搅拌混合后得到悬浮液3，悬浮液3经过滤后得到泥沙和洗涤水，该洗涤水与吸附剂分子筛相互作用后得到悬浮液4，悬浮液4经沉降处理得到上清水和分子筛吸附废料，上清水返回自来水储罐进行回收利用，吸附废料在550℃焙烧处理后得到再生吸附剂分子筛进行回收利用。回收得到药剂12.1g，泥沙量96.5g，乙醇回收利用率98.5％，自来水回收利用率97.3％。
实施例4：
方法步骤采用实施例1中的方法进行处理，仅改变实施例1中的重要参数，进行含油钻屑资源化利用的对比试验，结果如表1。只有合理的优化工艺条件，才能获得含油钻屑最大的资源化利用。
表1含油钻屑资源化利用的对比试验
Figure BDA0001404892310000061

Claims (5)

1.一种油气田含油钻屑的资源化处理方法，其特征在于包括以下步骤：
1）将含油钻屑和工业酒精按比例在20-50℃的恒温的条件下搅拌混合得到悬浮液1，含油钻屑的质量g和工业酒精体积ml的比例关系为1:2-5；
2）将悬浮液1在常温下静置20-60min后得到悬浮液2和酒精溶液1，悬浮液2经过滤处理得到一次钻屑和酒精溶液2；
3）将酒精溶液1和酒精溶液2转移至储液槽并精馏分离处理，得到回收药剂和酒精，酒精回收利用；精馏条件为：反应时间60-180min，反应温度：80-120℃；
4）将一次钻屑、自来水和工业酒精按比例在搅拌罐中搅拌混合后得到悬浮液3，悬浮液3经过滤后得到泥沙和洗涤水，该洗涤水与吸附剂相互作用后得到悬浮液4；所述吸附剂为MgO、活性污泥、黏土、硅胶、氧化铝、分子筛和硅藻土中的任意一种或几种的混合物；以洗涤水体积计，吸附剂的添加量为5.0-10.0g/L；
5）悬浮液4经沉降2-6h得到上清水和吸附废料，上清水返回自来水储罐进行回收利用，吸附废料经焙烧处理后得到再生吸附剂进行回收利用。
2.根据权利要求1所述油气田含油钻屑的资源化处理方法，其特征在于：步骤1）中的搅拌强度为100-1000r/min，搅拌时间30-120min。
3.根据权利要求1所述油气田含油钻屑的资源化处理方法，其特征在于：步骤4）所述搅拌罐中自来水用量：300-600mL; 工业酒精用量：10mL-100mL;搅拌罐中恒温搅拌条件：温度60-90℃，搅拌强度300-800r/min；搅拌时间30-150min。
4.根据权利要求1所述油气田含油钻屑的资源化处理方法，其特征在于：吸附条件为常温，搅拌强度100-1000r/min，搅拌时间30-120min。
5.根据权利要求1所述油气田含油钻屑的资源化处理方法，其特征在于：吸附废料焙烧条件为：温度500-650℃，时间2-6h。
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