CN109592765B - 一种泥浆不落地工艺用破胶剂及废弃钻井液的破胶方法 - Google Patents

一种泥浆不落地工艺用破胶剂及废弃钻井液的破胶方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种泥浆不落地工艺用破胶剂及废弃钻井液的破胶方法，属于钻井技术领域。本发明的破胶剂由盐酸和聚丙烯酰胺组成。本发明的废弃钻井液的破胶方法，包括以下步骤：(1)向废弃钻井液中缓慢加入聚丙烯酰胺颗粒，充分搅拌均匀，使钻井液中的土粉颗粒充分吸附在聚丙烯酰胺分子链上；(2)向步骤(1)中所得的废弃钻井液中加入盐酸，调节pH值至7‑8，利用聚丙烯酰胺遇盐酸分子链断裂的性质，达到破胶效果；(3)采用板框压滤机或高速离心机进行固液分离，离心后的液体直接钻井回用。本发明的破胶方法破胶彻底，经破胶后的固体COD及pH值满足环保要求，液体可全部被钻井回用，达到保护环境、降本增效的目的。

Description

一种泥浆不落地工艺用破胶剂及废弃钻井液的破胶方法
技术领域
本发明涉及一种泥浆不落地工艺用破胶剂及废弃钻井液的破胶方法，属于钻井技术领域。
背景技术
随着新环保法的实施和全民环保意识的提高，钻井泥浆坑对环境的影响已引起社会各界的关注，目前整个中国的钻井行业普遍取消了传统的泥浆坑，推进泥浆不落地装置，以实现“不破坏当地地容地貌、不遗留废弃物、不污染地表水”的三不环保目标。
但新型的泥浆不落地装置在应用的过程中存在废弃固相pH值超标及压滤水回用难的问题，主要是因为破胶工艺的不完善。
目前泥浆不落地的破胶工艺主要采用PAC聚合铝和聚合铁等高价阳离子破胶，利用高价阳离子来降低粘土电性，使得粘土颗粒聚结变大，进而通过离心机或压滤机实现固液分离，但此工艺存在以下两大缺点：(1)整个工艺未对钻井液的pH值进行酸碱中和，部分钻井液的pH值高达10以上，不进行酸碱中和，使得固液分离后的废弃岩屑pH也在10以上，不符合国标排放需求；(2)由于在液相内引入了高价阳离子，若直接回用，这些高价阳离子将会对钻井液的稳定性产生影响，因此目前泥浆不落地的废弃液相全国各大油田基本不回用，均拉到污水处理厂进行二次处理，费用增量较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种泥浆不落地工艺用破胶剂，该破胶剂对废弃钻井液破胶效果好，使用该破胶剂后的钻井液固液分离度高，破胶后的液相可以重复利用。
本发明的另一个目的在于提供一种废弃钻井液的破胶方法，该破胶方法破胶彻底，经破胶后的废弃钻井液符合环保排放要求。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种泥浆不落地工艺用破胶剂，由盐酸和聚丙烯酰胺颗粒组成；所述盐酸的质量分数为25％；所述聚丙烯酰胺颗粒为部分水解聚丙烯酰胺钾盐，分子量为300万-500万。
所述聚丙烯酰胺颗粒与盐酸中HCl的质量比为1:0.25-0.35。
上述聚丙烯酰胺颗粒为钻井常用的部分水解的聚丙烯酰胺钾盐。其水解度为27-35％。
一种废弃钻井液的破胶方法，包括以下步骤：
(1)向废弃钻井液中加入聚丙烯酰胺颗粒，混合均匀，得混合液；
(2)向步骤(1)中所得的混合液中加入盐酸，调节pH值至7-8；
(3)进行固液分离。
本发明的废弃钻井液的破胶方法简单，方便操作，其中聚丙烯酰胺颗粒的加入可以使钻井液中的土粉颗粒充分吸附在聚丙烯酰胺分子链上，加入盐酸后，聚丙烯酰胺遇盐酸分子链断裂，能够达到破胶的目的。
上述步骤(1)中向废弃钻井液中加入聚丙烯酰胺颗粒通过搅拌的方式混合均匀，搅拌速度为8000r/min。上述搅拌时间为30～60分钟。
步骤(1)中所述的废弃钻井液的马氏粘度≤50秒。对于废弃钻井液的马氏粘度大于50秒时，应首先加水稀释，以便聚丙烯酰胺在钻井液内分子链充分伸展。
步骤(1)中加入的聚丙烯酰胺颗粒与废弃钻井液的量的关系为：每1L的废弃钻井液对应加入1-3g的聚丙烯酰胺颗粒。
上述固液分离采用板框压滤机或高速离心机。
本发明的有益效果：
现有技术中，为了达到一定的环保要求，废弃钻井液的破胶处理都需要加入无机助凝剂并多次加入絮凝剂，整个处理周期长，而且处理后的钻井液因含有大量的金属离子导致其并不能实现回收利用。
由于本发明引入的聚丙烯酰胺为钻井液常规絮凝剂，即便水体内有残余，对钻井液只有好处，无不利影响，而盐酸中的氢离子经与聚丙烯酰胺反应后，已消耗殆尽，在残余水体中仅留下少量氯离子，对钻井液胶液的配置无任何影响。
本发明的废弃钻井液的破胶方法抛弃了传统的破胶思路，摒弃了金属盐无机助凝剂，通过对废弃钻井液整体环境的控制，仅通过聚丙烯酰胺和盐酸就完成了充分破胶，不仅在排放标准上达标，同时破胶后的废弃钻井液还可以实现回收利用，整个破胶方法简单实用，节省了大量的人力物力，具有很好的经济和环保意义。
附图说明
图1为实施例中破胶前的废弃钻井液；
图2为实施例中破胶后的废弃钻井液。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例
本实施例中的破胶剂由盐酸和聚丙烯酰胺颗粒组成；盐酸的质量分数为25％；聚丙烯酰胺颗粒为钻井常用的部分水解的聚丙烯酰胺钾盐，分子量为300万-500万。
本实施例中的废弃钻井液的破胶方法为：
(1)按质量百分比配置水基钻井液：清水+4％钠膨润土+0.2％Na2CO3+0.3％K-HPAN+1％NH4-HPAN+0.8％LV-CMC+3％磺化沥青+1％磺化褐煤+1.5％磺甲基酚醛树脂+25％重晶石，配置后所得的钻井液马氏粘度48秒，不需要进行清水稀释；
(2)在400mL的钻井液中加入1.2g的聚丙烯酰胺颗粒，并搅拌30min，搅拌速度为8000r/min，测得钻井液pH值为11；
(3)根据计算，在钻井液中添加质量分数为25％的盐酸14.25mL，得到pH值为8的混合液，然后2910r/min离心5分钟，离心后的液体马氏漏斗粘度27秒，与清水无异；离心后的固体pH为8，满足排放要求；
(4)将分离的液体进行收集，配置成胶液维护现场钻井液。
试验例
对实施例中的废弃钻井液破胶前后的性能测试，测试数据列于表1。
对实施例中的废弃钻井液破胶前后的外观观察，所得图片如图1、图2所示。
表1破胶前后的钻井液性能变化
Figure BDA0001427143520000041
从破胶前后的性能分析来看，钻井液的粘度从48秒降低到27秒，与清水的粘度无异，可直接被配置成新的胶液维护使用；从固含情况来看，固相含量从10％降低至0，固液实现了全分离，分离率达到100％，破胶效果非常好；溶液pH值由之前的11降低至7，其分离的固相满足国标pH为6-9的排放要求。

Claims (2)

1.一种废弃钻井液的破胶方法，其特征在于，为以下步骤：
（1）向废弃钻井液中加入聚丙烯酰胺颗粒，混合均匀，得混合液；所述的废弃钻井液的马氏粘度≤50秒；所述聚丙烯酰胺颗粒为部分水解聚丙烯酰胺钾盐，分子量为300万-500万；每1L的废弃钻井液对应加入1-3g的聚丙烯酰胺颗粒，加入聚丙烯酰胺颗粒时进行搅拌，搅拌时间为30~60分钟；
（2）向步骤（1）中所得的混合液中加入盐酸，调节pH值至7-8；所述盐酸的质量分数为25%；盐酸中HCl与步骤（1）中的聚丙烯酰胺颗粒的质量比为0.25-0.35：1；
（3）进行固液分离。
2.如权利要求1所述的废弃钻井液的破胶方法，其特征在于，步骤（3）中，所述固液分离采用板框压滤机或高速离心机。
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