CN112299860A - 一种水基泥浆钻屑烧结砖调质改质剂的制备方法 - Google Patents

一种水基泥浆钻屑烧结砖调质改质剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水基泥浆钻屑烧结砖调质改质剂的制备方法，包括以下步骤：在混合反应釜中分别加入铝盐、铁盐、硅酸盐以及粉煤灰混合均匀，在150～200℃下老化4～12h；冷却后加入炭粉、氧化剂，在30～50℃下混合均匀，冷却即得到调质改质剂。本发明制备得到的调质改质剂对于不同钻井岩屑均能够起到好的调质改质作用，可以调整钻井岩屑中矿物组份、重金属性质及改性或减少有机污染物；有利于提高钻井岩屑资源化利用效率和保障资源化产品质量。

Description

一种水基泥浆钻屑烧结砖调质改质剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种水基泥浆钻屑烧结砖调质改质剂的制备方法。
背景技术
随着油气力度的加大，钻井越来越多，在钻井过程中产生的废泥浆或钻屑越来越多，由于油气储藏的地层岩性不同，使用的钻井液体系不同个，导致钻井过程中产生的水剂钻井废泥浆、钻屑的矿物组成、化学组成及外加添加剂的组成不同。目前水基钻井废泥浆、钻屑现场收集与处理后得到的岩屑主要作为烧结砖掺料、烧结水泥掺料资源化利用。而目前现场主要的处理工艺就是加入破胶剂、石灰、水泥等固液分离或固化后转运到砖厂或水泥厂。
水泥、砖厂在烧结水泥或砖时对原料的矿物组分有一定的要求，如烧结砖原料中的组要成份Al2O3、Fe2O3、SiO2、CaO等钻井岩屑含量有一定要求。由于地层性质、添加剂、后续处理等影响，导致上述的组成达不到烧结砖的合适范围，这不仅影响烧结砖烧结工艺、影响质量，而且保障不了资源化利用效率。尤其是废泥浆、钻屑中含有重金属及难以烧结的物质，将会导致处理后的岩屑中的重金属存在，导致烧结砖安全、环保指标达不到要求。
发明内容
为了克服现有技术中的缺点，本发明提供一种水基泥浆钻屑烧结砖调质改质剂的制备方法，本发明制备得到的调质改质剂对于不同钻井岩屑均能够起到好的调质改质作用，有利于提高钻井岩屑资源化利用效率和保障资源化产品质量。
本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种水基泥浆钻屑烧结砖调质改质剂的制备方法，包括以下步骤：在混合反应釜中分别加入铝盐、铁盐、硅酸盐以及粉煤灰混合均匀，在150～200℃下老化4～12h；冷却后加入炭粉、氧化剂，在30～50℃下混合均匀，冷却即得到调质改质剂。
本发明的调质改质剂是一种以调整钻井岩屑中矿物组份、重金属性质及改性或减少有机污染物的一种多组份复合处理剂。
在不同地层岩性、钻井液体系、井况等条件下产生的钻井岩屑矿物组成、重金属组成等情况下，加入该调质改质剂可以调节钻井岩屑的矿物组成及对钻屑中的重金属进行改性或吸附处理，在烧结砖时，有利于在现有烧结砖工艺情况下保证砖质量和安全；同时该调质改质剂中含有氧化能力极强的氧化剂，在对钻井岩屑改性时，与钻井岩屑中的有机物(包括含氯、含芳香结构)发生反应，使其降解去除，或改变原有的有机物结构性质，在烧结时不至于产生尾气污染，同时去除钻井岩屑的刺鼻性臭味。
因此该调质改质剂对于不同钻井岩屑均能够起到好的调质改质作用，有利于提高钻井岩屑资源化利用效率和保障资源化产品质量。
进一步的技术方案是，所述铝盐为工业级Al2O3粉；所述铁盐为Fe2O3粉；所述硅酸盐为SiO2粉或微硅粉。
进一步的技术方案是，所述铝盐、铁盐、硅酸盐中铝、铁、硅的质量比为0.5～3.5：0.05～0.5：1.5～10。
进一步的技术方案是，所述粉煤灰占铝盐、铁盐、硅酸盐混合总质量的5～15％。
进一步的技术方案是，所述粉煤灰的目数为80～150目。
进一步的技术方案是，所述炭粉占铝盐、铁盐、硅酸盐、粉煤灰混合总质量的0.5～5％。
进一步的技术方案是，所述氧化剂为高铁酸盐。
进一步的技术方案是，所述碳粉为微纳米超强吸附固结炭粉。
与现有技术相比，具有以下优点：本发明制备得到的调质改质剂对于不同钻井岩屑均能够起到好的调质改质作用，可以调整钻井岩屑中矿物组份、重金属性质及改性或减少有机污染物；有利于提高钻井岩屑资源化利用效率和保障资源化产品质量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做更进一步的说明。
实施例1
在混合反应釜中按照铝、铁、硅的质量比为0.5:0.05:1.5的比例加入Al2O3粉、Fe2O3粉、SiO2粉/微硅粉，然后再加入占Al2O3粉、Fe2O3粉、SiO2粉/微硅粉混合总质量5％的粉煤灰，并在150℃下老化4h，冷却后加入占Al2O3粉、Fe2O3粉、SiO2粉/微硅粉混合总质量0.5％的微纳米超强吸附固结炭粉，加入高铁酸盐；在30℃下混合均匀，冷却即得到实施例1的调质改质剂。
实施例2
在混合反应釜中按照铝、铁、硅的质量比为1.0:0.1:3.0的比例加入Al2O3粉、Fe2O3粉、SiO2粉/微硅粉，然后再加入占Al2O3粉、Fe2O3粉、SiO2粉/微硅粉混合总质量8％的粉煤灰，并在180℃下老化6h，冷却后加入占Al2O3粉、Fe2O3粉、SiO2粉/微硅粉混合总质量1％的微纳米超强吸附固结炭粉，加入高铁酸盐；在30℃下混合均匀，冷却即得到实施例2的调质改质剂。
实施例3
在混合反应釜中按照铝、铁、硅的质量比为1.5：0.3：5.0的比例加入Al2O3粉、Fe2O3粉、SiO2粉/微硅粉，然后再加入占Al2O3粉、Fe2O3粉、SiO2粉/微硅粉混合总质量10％的粉煤灰，并在200℃下老化10h，冷却后加入占Al2O3粉、Fe2O3粉、SiO2粉/微硅粉混合总质量2.5％的微纳米超强吸附固结炭粉，加入高铁酸盐；在30℃下混合均匀，冷却即得到实施例3的调质改质剂。
实施例4
在混合反应釜中按照铝、铁、硅的质量比为2.5：0.5：8.0的比例加入Al2O3粉、Fe2O3粉、SiO2粉/微硅粉，然后再加入占Al2O3粉、Fe2O3粉、SiO2粉/微硅粉混合总质量15％的粉煤灰，并在150℃下老化12h，冷却后加入占Al2O3粉、Fe2O3粉、SiO2粉/微硅粉混合总质量3.5％的微纳米超强吸附固结炭粉，加入高铁酸盐；在30℃下混合均匀，冷却即得到实施例4的调质改质剂。
实施例5
在混合反应釜中按照铝、铁、硅的质量比为3.5：0.05：10.0的比例加入Al2O3粉、Fe2O3粉、SiO2粉/微硅粉，然后再加入占Al2O3粉、Fe2O3粉、SiO2粉/微硅粉混合总质量5％的粉煤灰，并在150℃下老化12h，冷却后加入占Al2O3粉、Fe2O3粉、SiO2粉/微硅粉混合总质量5％的微纳米超强吸附固结炭粉，加入高铁酸盐；在50℃下混合均匀，冷却即得到实施例5的调质改质剂。
实施例6
在混合反应釜中按照铝、铁、硅的质量比为3.5：0.05：1.5的比例加入Al2O3粉、Fe2O3粉、SiO2粉/微硅粉，然后再加入占Al2O3粉、Fe2O3粉、SiO2粉/微硅粉混合总质量10％的粉煤灰，并在200℃下老化4h，冷却后加入占Al2O3粉、Fe2O3粉、SiO2粉/微硅粉混合总质量3％的微纳米超强吸附固结炭粉，加入高铁酸盐；在50℃下混合均匀，冷却即得到实施例6的调质改质剂。
以上所述，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已通过上述实施例揭示，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种水基泥浆钻屑烧结砖调质改质剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在混合反应釜中分别加入铝盐、铁盐、硅酸盐以及粉煤灰混合均匀，在150～200℃下老化4～12h；冷却后加入炭粉、氧化剂，在30～50℃下混合均匀，冷却即得到调质改质剂。
2.根据权利要求1中的一种水基泥浆钻屑烧结砖调质改质剂的制备方法，其特征在于，所述铝盐为工业级Al2O3粉；所述铁盐为Fe2O3粉；所述硅酸盐为SiO2粉或微硅粉。
3.根据权利要求1或2中的一种水基泥浆钻屑烧结砖调质改质剂的制备方法，其特征在于，所述铝盐、铁盐、硅酸盐中铝、铁、硅的质量比为0.5～3.5：0.05～0.5：1.5～10。
4.根据权利要求3中的一种水基泥浆钻屑烧结砖调质改质剂的制备方法，其特征在于，所述粉煤灰占铝盐、铁盐、硅酸盐混合总质量的5～15％。
5.根据权利要求4中的一种水基泥浆钻屑烧结砖调质改质剂的制备方法，其特征在于，所述粉煤灰的目数为80～150目。
6.根据权利要求4中的一种水基泥浆钻屑烧结砖调质改质剂的制备方法，其特征在于，所述炭粉占铝盐、铁盐、硅酸盐、粉煤灰混合总质量的0.5～5％。
7.根据权利要求1中的一种水基泥浆钻屑烧结砖调质改质剂的制备方法，其特征在于，所述氧化剂为高铁酸盐。
8.根据权利要求6中的一种水基泥浆钻屑烧结砖调质改质剂的制备方法，其特征在于，所述碳粉为微纳米超强吸附固结炭粉。
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