CN111517685B - 一种以天然气钻井废弃物为原料的路基填料及其制备方法 - Google Patents

一种以天然气钻井废弃物为原料的路基填料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及天然气钻井废弃物的资源化利用，具体公开了一种以天然气钻井废弃物为原料的路基填料及其制备方法。通过对钻井泥浆的分类管控，针对不同井段的泥浆进行化学改良、破胶处理和焚烧处理，并筛选改良剂、优化焚烧工艺，利用处理后的无害化固体废弃物制备具有建材性能的路基填料，使钻井废弃物得到了充分的资源化应用，可产生良好的社会效益与经济效益。

Description

一种以天然气钻井废弃物为原料的路基填料及其制备方法
技术领域
本发明涉及天然气钻井废弃物的资源化利用，具体地说，涉及一种以天然气钻井废弃物为原料的路基填料及其制备方法。
背景技术
随着时代的发展和人类的进步，人们对化石能源的消耗日益加大，化石能源的主要组成部分是石油和天然气。石油和天然气的获取方式主要是通过钻井，但是石油天然气勘探钻井过程会产生大量的钻井废弃物，包括钻井岩屑和钻井泥浆等，成为石油天然气工业的主要污染源之一。由于工程需求，天然气钻井泥浆中加入了化学添加剂，混合了水、膨润土等物质，造成石油烃、色度、pH等指标较高。近两年，钻井队对水基泥浆及复合基泥浆的使用量越来越大，随之而来的费用增长和环境污染问题也越来越严重。为了保护钻井生产周边的环境，需要对废弃物进行处理，降低废弃物对环境的影响。
对于天然气开采过程，包括第一次开钻(一开)井段、第二次开钻(二开)上部井段、第二次开钻(二开)下部和第三次开钻(三开)井段，三个井段使用的钻井液体系不同。一开采用的是普通膨润土泥浆，即采用清水加入膨润土粉水化分散而成，二开上部井段，使用的是清水聚合物钻井液体系，加入的添加剂种类较少，主要为聚丙烯酰胺类的聚合物，二开下部和三开阶段使用的是聚磺\钾基聚磺钻井液体系。
目前天然气开采行业内，油气田钻井三个阶段产生的废弃泥浆一般由泥浆不落地作业队进行随钻收集，然后在废弃物集中处理厂统一混合存放，然后经破胶处理和压滤，所得的固体废弃物均为一般工业二类废弃物，后期资源化利用难度和处理量大，处理成本高。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种以天然气钻井废弃物为原料的路基填料及其制备方法。
为了实现本发明目的，本发明的技术方案如下：
第一方面，本发明提供一种以天然气钻井废弃物为原料制备路基填料的方法，包括如下步骤：
(1)将钻井泥浆(钻井泥浆为钻井岩屑和废弃钻井液的混合物)进行分类，得到第一类泥浆和第二类泥浆；所述第一类泥浆为第一次开钻和第二次开钻上部的钻井泥浆；所述第二类泥浆为第二次开钻下部和第三次开钻的钻井泥浆；
其中，第二次开钻上部为钻井的650～2750m处；第二次开钻下部为钻井的2750～3500m处；
(2)将步骤(1)得到的第一类泥浆与破胶剂和改良剂混合进行破胶处理，后经压滤处理得到第一类固体废弃物；
(3)将步骤(1)得到的第二类泥浆与破胶剂混合进行破胶处理，后经压滤处理得到第二类固体废弃物；然后对所述第二类固体废弃物进行焚烧处理，得到焚烧产物；
(4)将步骤(2)得到的第一类固体废弃物和步骤(3)得到的焚烧产物混合，即得路基填料。
进一步地，所述改良剂为硫酸钙、硫酸铁或硫酸亚铁。
本发明对破胶剂的种类及来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售破胶剂即可，优选为聚合氯化铝、次氯酸钠和双氧水中的一种或多种。破胶处理优选在破胶罐中进行。
更进一步地，本发明经过对改良剂成分、用量和破胶剂用量进行多因素对比实验，筛选得到了如下三种较为优选的方案：
(1)所述改良剂为硫酸亚铁，用量为第一类泥浆质量的0.3％～0.6％；所述破胶剂的用量为第一类泥浆质量的1.0％～1.4％；
(2)所述改良剂为硫酸钙，用量为第一类泥浆质量的5％～9％；所述破胶剂的用量为第一类泥浆质量的1.5％～2.0％；
(3)所述改良剂为硫酸铁，用量为第一类泥浆质量的0.125％～1％；所述破胶剂的用量为第一类泥浆质量的1.5％～2.0％。
在综合考虑破胶剂和改良剂的用量及价格成本的基础上，以选择硫酸亚铁作为改良剂为最佳方案。
进一步地，本发明经过对第二类固体废弃物焚烧处理的温度和时间进行对比试验后发现，当焚烧温度约为900℃，焚烧20～30分钟时效果最好。具体体现为：焚烧后的固体废物静置沉淀，烧杯内水中无漂浮油类，水样清澈；检测焚烧后固体废物浸出液，pH值低于9，且焚烧后固体废物中的石油烃去除率超过98％，可以实现钻井固体废物的无害化处理。
因此，作为优选，步骤(3)中，所述第二类固体废弃物进行焚烧处理的温度为880℃～920℃，焚烧时间为20～30分钟。
进一步地，由于本发明对钻井泥浆进行分类收集与处理，降低了破胶剂的用量，因此在步骤(3)中，所述破胶剂的用量仅为第二类泥浆质量的2.5％～5％即可。
进一步地，步骤(4)中，将步骤(2)得到的第一类固体废弃物和步骤(3)得到的焚烧产物分别过筛处理获得粒径不大于100mm的物料后，按不小于1:1的质量比混合，即所述第一类固体废弃物的用量大于所述焚烧产物的用量。
作为优选，所述第一类固体废弃物的含水率不大于5％。
作为优选，所述第二类固体废弃物的含水率不大于4％。
第二方面，本发明提供一种路基填料，所述路基填料根据前述方法制备得到。
所述路基填料包括但不限于一级、二级、三级、四级公路路基土、高速公路路基。
本发明涉及到的原料或试剂均为普通市售产品，涉及到的操作如无特殊说明均为本领域常规操作。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可以相互组合，得到具体实施方式。
本发明的有益效果在于：
首先，本发明对钻井泥浆进行分类处理，根据钻井过程中不同的井段得到的泥浆体系不同，按照钻井过程将钻井废弃物分为第一次开钻和第二次开钻上部产生的废弃物以及第二次开钻下部和第三次开钻产生的废弃物两类进行收集处理，从源头上削减含有毒有害污染物的钻井固体废弃物的产生量，降低处理难度，降低了破胶药剂的用量，进而避免了大量药剂的加入给后端压滤液的达标处理造成较大的困难，增加设备投入和处理成本；同时避免了固废混合后成为一般工业二类固废，降低了处理成本。实验结果表明，本发明对钻井泥浆进行分类处理的方法与传统方法相比，破胶剂用量降低了50％，经调节pH后得到的固废为一般工业类固废，降低了处理成本。
第二，本发明分别针对不同井段的泥浆进行改良破胶和破胶焚烧，筛选较优的改良剂和焚烧工艺，并利用所得的无害化固体废弃物制备具有建材性能的路基填料，使钻井废弃物得到了充分的资源化应用，可产生良好的社会效益与经济效益。
具体实施方式
本发明提供一种以钻井泥浆为原料制备路基填料的方法，包括如下步骤：
(1)将钻井泥浆进行分类，得到第一类泥浆和第二类泥浆；所述第一类泥浆为第一次开钻和第二次开钻上部的钻井泥浆；所述第二类泥浆为第二次开钻下部和第三次开钻的钻井泥浆；
其中，第二次开钻上部为钻井的650～2750m处；第二次开钻下部为钻井的2750～3500m处；
(2)将步骤(1)得到的第一类泥浆与破胶剂和改良剂混合进行破胶处理，后经压滤处理得到第一类固体废弃物，并控制其含水率不大于5％；
(3)将步骤(1)得到的第二类泥浆与破胶剂混合进行破胶处理，后经压滤处理得到第二类固体废弃物；然后对所述第二类固体废弃物进行焚烧处理，得到含水率不大于4％的焚烧产物；
(4)将步骤(2)得到的第一类固体废弃物和步骤(3)得到的焚烧产物按不小于1:1的比例混合(例如可以是3:1、2:1、1:1等)，即得路基填料。
本发明将钻井泥浆进行分类，得到第一类泥浆和第二类泥浆；将所述第一类泥浆为第一次开钻和第二次开钻上部的钻井泥浆；所述第二类泥浆为第二次开钻下部和第三次开钻的钻井泥浆。本发明根据钻井过程中不同的井段使用的钻井液体系不同，产生的泥浆成分差别较大，其性能及指标要求不相同，其污染特性相差也较大，将泥浆进行分类处理，得到不同种类的固废，从源头上削减含有毒有害污染物的钻井固体废弃物的产生量，降低处理难度。
本发明对所述第一次开钻的钻井泥浆没有特殊的限定，按照本领域技术人员熟知的钻井过程中第一次开钻得到的钻井泥浆进行收集即可。在本发明中，所述第一次开钻的钻井液优选采用普通膨润土泥浆，所述普通膨润土泥浆为采用清水加入膨润土粉水化分散而成。
在本发明中，所述第二次开钻上部优选为钻井的650～2750m处。在本发明中，所述第二次开钻上部的钻井液优选为清水聚合物钻井液体系，加入的添加剂种类较少，主要为聚丙烯酰胺类的聚合物。
在本发明中，所述第一次开钻和第二次开钻上部得到的钻井泥浆的特性优选为：颜色呈土黄色或土灰色，TDS<2500mg/L，电导率<4600s，密度1.05～1.15mg/cm3，pH值为9.0以上。在本发明中，所述第一次开钻和第二次开钻上部得到的钻井泥浆具有类似的污染特性，与其他泥浆分类处理，能够减少破胶剂的使用。
在本发明中，所述第二次开钻下部优选为钻井的2750～3500m处。在本发明中，所述第二次开钻下部和第三次开钻的钻井液优选为聚磺\钾基聚磺钻井液体系。在本发明中，所述第二次开钻下部和第三次开钻的钻井泥浆的特性优选为：颜色呈现褐色或深褐色，TDS>4000mg/L，电导率>5600s，密度为1.2～1.35mg/cm3。在本发明中，所述第二次开钻下部和第三次开钻的钻井泥浆具有类似的污染特性，与其他泥浆分类处理，能够减少破胶剂的使用。
表1 不同井段钻井泥浆特性指标汇总
Figure BDA0002474918980000061
若实际应用中，出现难以依据开钻次数对泥浆进行分类的情况时，可根据上述不同井段泥浆的特性进行分类，例如先通过泥浆颜色进行判别，颜色差别明显的直接进行分类；若颜色差别不明显，测试泥浆的TDS，TDS的差值>1500mg/L的直接进行分类；若TDS的差值<1500mg/L，测试泥浆的电导率，电导率差值>1000s的直接进行分类；若电导率差值<1000，测试泥浆的密度，按照密度范围进行分类。
得到第一类泥浆和第二类泥浆后，本发明将所述第一类泥浆和第二类泥浆分别依次进行破胶处理，分别得到第一类固废和第二类固废。
本发明优选在得到第一类泥浆和第二类泥浆后进行分类暂存，然后进行破胶处理。本发明对所述暂存的装置没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的暂存装置，将两类泥浆分别暂存即可。在本发明中，所述第一类泥浆和第二类泥浆优选暂存于不同的泥浆暂存池内。
在本发明中，所述第一类泥浆的破胶处理的破胶剂用量为1～2％；所述第二类泥浆的破胶处理的破胶剂用量为2.5～5％。
在本发明中，所述破胶处理后还包括固液分离；所述固液分离优选为压滤。本发明对所述压滤的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的压滤的技术方案即可。在本发明中，所述压滤优选在压滤机中进行。
在本发明中，所述第一类泥浆经破胶处理和固液分离后得到第一压滤液和第一类固废；所述第二类泥浆经破胶处理和固液分离后得到第二压滤液和第二固废。压滤后产生的第一压滤液和第二压滤液可分别进行回收处理。
进一步地，针对第一类泥浆的破胶处理，本发明将第一类泥浆与破胶剂和改良剂混合，依次进行破胶处理和压滤，得到第一类固体废弃物。在本发明中，所述第一类泥浆包括第一次开钻(一开)和第二次开钻(二开)上部得到的钻井泥浆。本发明通过对一开、二开井段产生的钻井废弃物的污染特性分析，确定各项污染指标中，仅pH值达到9.0以上，超出了一般工业固体废物一类的限值要求，将此类废弃物进行区分处理。
在本发明中，所述第二次开钻上部优选为天然气钻井的650～2750m部分。在本发明中，所述第一次开钻和第二次开钻上部的钻井液体系中加入了较多的NaOH、Na2CO3，在后端的泥浆不落地、压滤环节为促进破胶和脱板，加入一定量的CaO和水泥，由此导致钻井废弃物浸出液中的pH值超出了6～9的标准范围，使得钻井废弃物具有不良理化的特点。
在本发明中，所述第一类泥浆的含水率为60％以上。在本发明中，所述第一类泥浆中的水能够溶解改良剂，有利于改良剂充分发挥作用。
在本发明中，所述改良剂为硫酸钙、硫酸铁或硫酸亚铁。
所述硫酸钙与第一类泥浆的质量比优选为5～9％，更优选为6～8％，最优选为7％。在本发明中，当所述改良剂为硫酸钙时，所述破胶剂与第一类泥浆的质量比优选为1.5～2.0％，更优选为1.6～1.9％，最优选为1.8％。在本发明中，所述硫酸钙水解能够中和第一类泥浆中的碱，使固体废弃物的pH值在标准回用范围内。
所述硫酸铁与第一类泥浆的质量比优选为0.125～1％，更优选为0.25～0.75％，最优选为0.5％。在本发明中，所述当所述改良剂为硫酸铁时，所述破胶剂与第一类泥浆的质量比优选为1.5～2.0％，更优选为1.5～1.8％，最优选为1.6％。在本发明中，所述硫酸铁是活性较强的复合含铁材料，在水中发生水解生成铁氢氧化物的同时释H+，能够中和第一类泥浆中的碱，使固体废弃物的pH值在标准回用范围内。
所述硫酸亚铁与第一类泥浆的质量比优选为0.3～0.6％，更优选为0.4～0.5％。在本发明中，所述当所述改良剂为硫酸亚铁时，所述破胶剂与第一类泥浆的质量比优选为1.0～1.4％，更优选为1.0～1.2％，最优选为1.1％。在本发明中，所述硫酸亚铁是活性较强的复合含铁材料，在水中发生水解生成铁氢氧化物的同时释H+，能够中和第一类泥浆中的碱，使固体废弃物的pH值在标准回用范围内；此外，所述硫酸亚铁价格低，成本低，并且具有一定的破胶作用和水处理催化作用，与破胶剂一同使用，能够降低破胶剂的用量，进一步降低成本。
本发明对所述破胶剂的种类没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的用于钻井泥浆破胶处理的破胶剂即可。在本发明中，所述破胶剂优选包括聚合氯化铝、次氯酸钠和双氧水中的一种或多种。所述破胶处理优选在破胶罐中进行。
本发明对所述第一类泥浆与破胶剂和改良剂的混合的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混合物料的技术方案即可。
进一步地，针对第二类泥浆的破胶处理后的第二类固体废弃物进行焚烧处理，焚烧温度为880℃～920℃，焚烧时间为20～30分钟，焚烧后的固体废物静置沉淀，烧杯内水中无漂浮油类，水样清澈；检测焚烧后固体废物浸出液，pH值低于9，且焚烧后固体废物中的石油烃去除率超过98％，可以实现钻井固体废物的无害化处理。
进一步地，本发明将经过破胶处理和压滤处理后得到的第一类固体废弃物，和经过破胶处理、压滤处理和焚烧处理后得到的第二类固体废弃，分别过筛处理获得粒径不大于100mm的物料后，按不小于1:1的质量比混合，即得以钻井废弃物为原料的路基填料。
作为优选，所述第一类固体废弃物的含水率不大于5％。
作为优选，所述第二类固体废弃物的含水率不大于4％。
下面将结合实施例对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和替换。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1-1—对比例3-2
旨在说明对第一类泥浆的处理方法，具体如下：
实施例1-1
将5kg第一类泥浆与破胶剂和改良剂混合，依次进行破胶处理和压滤，得到固体废弃物。
所述钻井泥浆为天然气钻井一开及二开上部井段产生的废弃物。
所述破胶剂为聚合氯化铝，用量为钻井泥浆的1.8％；
所述改良剂为硫酸钙，记为改良剂A，用量为钻井泥浆质量的5％。
实施例1-2
采用与实施例1-1相同的处理方法，不同的是将改良剂用量为钻井泥浆质量的7％。
实施例1-3
采用与实施例1-1相同的处理方法，不同的是将改良剂用量为钻井泥浆质量的9％。
对比例1-1
采用与实施例1-1相同的处理方法，不同的是将改良剂用量为钻井泥浆质量的1％。
对比例1-2
采用与实施例1-1相同的处理方法，不同的是将改良剂用量为钻井泥浆质量的3％。
实施例2-1
采用与实施例1-1相同的处理方法，不同的是将改良剂替换为硫酸铁，记为改良剂B，改良剂的用量为钻井泥浆的0.125％。
实施例2-2
采用与实施例2-1相同的处理方法，不同的是将改良剂用量为钻井泥浆质量的0.25％。
实施例2-3
采用与实施例2-1相同的处理方法，不同的是将改良剂用量为钻井泥浆质量的0.5％。
实施例2-4
采用与实施例2-1相同的处理方法，不同的是将改良剂用量为钻井泥浆质量的1％。
对比例2-1
采用与实施例2-1相同的处理方法，不同的是将改良剂用量为钻井泥浆质量的0.0625％。
对比例2-2
采用与实施例2-2相同的处理方法，不同的是将改良剂用量为钻井泥浆质量的2％。
实施例3-1
采用与实施例1-1相同的处理方法，不同的是将改良剂替换为硫酸亚铁，记为改良剂C，改良剂的用量为钻井泥浆的0.3％，破胶剂的用量为钻井泥浆的1.1％。
实施例3-2
采用与实施例3-1相同的处理方法，不同的是改良剂的用量为钻井泥浆的0.4％。
实施例3-3
采用与实施例3-1相同的处理方法，不同的是改良剂的用量为钻井泥浆的0.5％。
实施例3-4
采用与实施例3-1相同的处理方法，不同的是改良剂的用量为钻井泥浆的0.6％。
对比例3-1
采用与实施例3-1相同的处理方法，不同的是改良剂的用量为钻井泥浆的0.1％。
对比例3-2
采用与实施例3-1相同的处理方法，不同的是改良剂的用量为钻井泥浆的0.2％。
将上述实施例和对比例得到的固体废弃物分别取两个平行样品，按照GB5086方法浸出得到浸出液，检测改良后固体废物浸出液的pH值，得到不同改良剂的处理结果分别如表2～4。
表2 改良剂A处理结果
改良剂A加入比例 1％ 3％ 5％ 7％ 9％
钻井固废浸出液本底值 12.14 12.14 12.14 12.14 12.14
pH值 11.01 10.12 8.90 7.95 6.11
表3 改良剂B添加实验
改良剂B加入比例 0.0625％ 0.125％ 0.25％ 0.5％ 1％ 2％
钻井固废浸出液本底值 12.14 12.14 12.14 12.14 12.14 12.14
浸出液pH 10.05 8.92 8.13 6.75 6.01 5.12
表4 改良剂C添加实验
Figure BDA0002474918980000111
Figure BDA0002474918980000121
从表2可以看出，加入5％的改良剂A即可将固废浸出液的pH值降到9以下，效果非常明显。随着改良剂A加入量的增大，pH值呈现显著的降低，按照污水综排的标准，pH在6-9范围内就可以满足要求。因此本着成本最低原则，改良剂A的最佳添加量分别为5％。
从表3可以看出，随着改良剂B的加入，溶液中的pH值逐渐降低，在加入量为0.125％时，pH值可以降到9以内。
从表4可以看出，随着改良剂C的加入，溶液中的pH值也逐渐降低，在加入量为0.3％时，pH值可以降到9.0以内。
由以上结果可以看出，三种改良剂的加入均有效降低了钻井固废的pH值，均满足7～9的范围要求，改良剂C由于具有破胶作用，能够使破胶剂的使用量降低0.7％。
改良剂A、改良剂B、改良剂C的成本分析情况(处理吨固废药剂成本核算)如表5所示。
表5 改良剂成本分析
添加原料种类 价格(元/t) 吨添加量(t) 吨钻井固废处理成本(元)
改良剂A 500 0.05 25
改良剂B 30000 0.001 30
改良剂C 1000 0.002 2
从表5可以看出，改良剂A的价格为25元，改良剂B价格为30元，改良剂C的价格为2元，相比较，改良剂C的价格是最低的。另外，改良剂C也具有一定的破胶作用和水处理催化作用能够降低破胶剂用量，因此，优选改良剂为硫酸亚铁。
对上述实施例得到的固体废弃物进行检测，包括液塑限、CBR、击实、颗粒分析等指标进行检测，其结果为：
1、颗粒分析为粉土质砂(SM)，此类岩屑作为路基填料，使用性能评定为优，施工性评定为优；
2、所有添加化学改良剂的样本，其液塑限指标均符合JTG F10-2006(公路路基施工规范)关于一般路基施工的一般规定；
3、掺配不同化学改良剂的CBR值，都远大于JTG F10-2006(公路路基施工规范)关于一般路基施工的一般规定中的要求(CBR大于3)，添加物依次为A、B、C时，CBR值呈缓慢增大趋势；
4、掺配不同化学改良剂的最大干密度、最佳含水量值，都满足JTGF 10-2006(公路路基施工规范)关于一般路基施工的一般规定中的要求。改良后的一开及二开上部钻井废弃物的建材性能均满足路基土的要求。
实施例4-1
本实施例旨在说明对第二类泥浆的处理方法，具体如下：
将第二类泥浆与破胶剂混合进行破胶处理，后经压滤处理得到第二类固体废弃物；然后对所述第二类固体废弃物进行焚烧处理，得到焚烧产物。
其中，破胶剂选为聚合氯化铝，用量为第二类泥浆质量的2.5％～5％。
焚烧处理的温度为900℃，焚烧时间为20分钟。
实施例4-2
采用与实施例4-1相同的处理方法，不同的是焚烧时间为30分钟。
实施例4-3
采用与实施例4-1相同的处理方法，焚烧时间为10分钟。
对比例4-1
采用与实施例4-1相同的处理方法，焚烧温度为700℃，焚烧时间为10分钟。
对比例4-2
采用与实施例4-1相同的处理方法，焚烧温度为700℃，焚烧时间为20分钟。
对比例4-3
采用与实施例4-1相同的处理方法，焚烧温度为700℃，焚烧时间为30分钟。
对比例4-4
采用与实施例4-1相同的处理方法，焚烧温度为800℃，焚烧时间为10分钟。
对比例4-5
采用与实施例4-1相同的处理方法，焚烧温度为800℃，焚烧时间为20分钟。
对比例4-6
采用与实施例4-1相同的处理方法，焚烧温度为800℃，焚烧时间为30分钟。
将上述实施例4-1～实施例4-3和对比例4-1～对比例4-6焚烧处理后的固体废弃物从颜色、溶解状态和pH值三个方面进行记录与比较结果如表6所示。
表6 焚烧试验设计方案
Figure BDA0002474918980000141
焚烧试验结果表明：焚烧温度为900℃、20分钟和30分钟效果好，其焚烧后固废静置沉淀，烧杯内水中无漂浮油类，水样清澈，表明其焚烧效果良好；检测焚烧后固废浸出液，pH值均低于9。焚烧后钻井固废石油烃量去除率均超过98％，焚烧效果良好，可以实现钻井固废的无害化处理。
实施例5
将实施例3-1和实施例4-1处理得到的固体废弃物，碾碎过筛，筛下物粒径低于100mm，并以1:1的质量比混合，即得以钻井废弃物为原料的路基填料。
检测该路基填料塑限、液限、塑限指数、有机质含量、CBR、烧失量等相关建材指标，结果如表7所示，均符合相关路基填料建材性能要求。
表7 路基填料的相关建材指标
Figure BDA0002474918980000151
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种以天然气钻井废弃物为原料制备路基填料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将钻井泥浆进行分类，得到第一类泥浆和第二类泥浆；所述第一类泥浆为第一次开钻和第二次开钻上部的钻井泥浆；所述第二类泥浆为第二次开钻下部和第三次开钻的钻井泥浆；
其中，第二次开钻上部为钻井的650～2750m处；第二次开钻下部为钻井的2750～3500m处；
(2)将步骤(1)得到的第一类泥浆与破胶剂和改良剂混合进行破胶处理，后经压滤处理得到第一类固体废弃物；
所述改良剂为硫酸钙、硫酸铁或硫酸亚铁；
(3)将步骤(1)得到的第二类泥浆与破胶剂混合进行破胶处理，后经压滤处理得到第二类固体废弃物；然后对所述第二类固体废弃物进行焚烧处理，得到焚烧产物；
(4)将步骤(2)得到的第一类固体废弃物和步骤(3)得到的焚烧产物混合，即得路基填料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述改良剂为硫酸亚铁，用量为第一类泥浆质量的0.3％～0.6％；所述破胶剂的用量为第一类泥浆质量的1.0％～1.4％；
或，所述改良剂为硫酸钙，用量为第一类泥浆质量的5％～9％；所述破胶剂的用量为第一类泥浆质量的1.5％～2.0％；
或，所述改良剂为硫酸铁，用量为第一类泥浆质量的0.125％～1％；所述破胶剂的用量为第一类泥浆质量的1.5％～2.0％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述第二类固体废弃物进行焚烧处理的温度为880℃～920℃，焚烧时间为20～30分钟。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述破胶剂的用量为第二类泥浆质量的2.5％～5％。
5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，将步骤(2)得到的第一类固体废弃物和步骤(3)得到的焚烧产物分别过筛处理获得粒径不大于100mm的物料后，按不小于1:1的质量比混合。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一类固体废弃物的含水率不大于5％。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二类固体废弃物的含水率不大于4％。
8.一种路基填料，其特征在于，所述路基填料根据权利要求1～7任一项所述的方法制备得到。
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