CN111439912A

CN111439912A - 油田钻井泥浆和岩屑环保处理工艺

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Publication number: CN111439912A
Application number: CN202010241577.7A
Authority: CN
Inventors: 肖强; 崔学勤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2020-07-24

Abstract

本发明涉及一种油田钻井泥浆和岩屑环保处理工艺。主要解决了现有处理方法施工现场占地面积大作业成本高效率低的问题。其特征在于：包括以下步骤：（1）泥浆处理区域泥浆处理装备分离出的钻井岩屑采用岩屑回收槽进行收集；（2）采用装载机将岩屑回收槽收集的岩屑装入滚筒式搅拌机，将滚筒式搅拌机中的岩屑中加入岩屑体积3‑10%的专用吸水剂，搅拌，吐出的岩屑采用装载机直接装上运输车辆；（3）用泥浆泵从泥浆槽中的泥浆泵入滚筒式搅拌机，搅拌机中泥浆中再加入泥浆体积5‑15%的专用吸水剂，进行搅拌，吐出的脱水泥浆采用装载机直接装上运输车辆。该油田钻井泥浆和岩屑环保处理工艺，能够减少钻井现场占地面积，降低作业成本，效率高。

Description

油田钻井泥浆和岩屑环保处理工艺

技术领域

本发明涉及油田环境保护技术领域，特别涉及一种油田钻井泥浆和岩屑环保处理工艺。

背景技术

过去很长时间钻井泥浆和岩屑处理采用就近掩埋方法，大约十多年前开始采用集中固化掩埋措施，目前采用现场或集中处理站脱水集中掩埋或制砖或它用。其工艺特点是现场或集中处理都需要化学破胶、机械压滤脱水，分离出的污水还需另处理；钻井施工现场泥浆处理区域开挖几十甚至几百立方米岩屑回收池（放置相应尺寸钢板槽或内铺设一次性防渗布。

目前现场处理方法：泥浆岩屑置入容器中再加入适量化学破胶剂，强制机械搅拌破胶（泥浆属于胶体），再用大型板框式压滤装置压滤脱水，车辆运输填埋或它用，所产生污水另需处理。化学破胶罐、大型板框式压滤装置占地面积大（100-150平方米）、运输安装成本较高。

目前集中处理方法：先运输后处理，工艺方法与现场处理相同。冬季生产需要保温运输、建设大容量保温型泥浆和岩屑贮存池，不然无法实施冬季生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服背景技术中存在的现有处理方法施工现场占地面积大作业成本高效率低的问题，而提供一种油田钻井泥浆和岩屑环保处理工艺，该油田钻井泥浆和岩屑环保处理工艺，能够减少钻井现场占地面积，降低作业成本，效率高。

本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：该油田钻井泥浆和岩屑环保处理工艺，包括以下步骤：

（1）、岩屑回收：泥浆处理区域泥浆处理装备分离出的钻井岩屑采用岩屑回收槽进行收集；

（2）、岩屑脱水：采用装载机将岩屑回收槽收集的岩屑装入滚筒式搅拌机，将滚筒式搅拌机中的岩屑中加入岩屑体积3-10%的专用吸水剂，进行3-5分钟强制搅拌，吐出的岩屑采用装载机直接装上运输车辆；

（3）、泥浆脱水：用泥浆泵从泥浆槽中的泥浆泵入滚筒式搅拌机，搅拌机中泥浆中再加入泥浆体积5-15%的专用吸水剂，进行5-10分钟强制搅拌，吐出的脱水泥浆采用装载机直接装上运输车辆。

所述专用吸水剂，其组分及配比按重量百分比如下：生石灰3-5%，粉煤灰20-40%，炉渣30-60%，重金属稳定剂0.5-2%，有机物稳定剂1-3%。

有机物稳定剂为水玻璃（Na2O·mSiO2，m1.5-2.0）；重金属稳定剂为ZD—22 土壤重金属稳定剂。

梯形钢板槽为前高后低的梯形设计，在满足容量要求的同时有利于装载机取料作业。

该油田钻井泥浆和岩屑环保处理工艺采用的所述专用吸水剂各组分的作用为：

1、生石灰：生石灰与泥浆岩屑中的游离水发生化学反应生成氢氧化钙，一个氧化钙分子吸收一个水分子，同时具有杀菌、降解和包裹有机物（有机物稳定剂作用）、降低COD的作用。

2、粉煤灰：粒径小于0.1毫米，表面积大易吸水，其中含有的氧化钙和氧化镁与泥浆岩屑中的游离水产生化学反应，生成氢氧化钙和氢氧化镁，同时具有泥浆岩屑的蓬松松散作用（泥浆和岩屑含有一定量的粘土成分，容易形成粘团）。粉煤灰巨大的表面积具有很强的吸附包裹有机物作用，具有有机物稳定剂作用

3、炉渣：粒径较大0.5-10毫米，较大的表面积和丰富的孔隙易吸水，其中含有的氧化钙和氧化镁与泥浆岩屑中的游离水产生化学反应，生成氢氧化钙和氢氧化镁，同时具有泥浆岩屑的蓬松松散作用（泥浆和岩屑含有一定量的粘土成分，容易形成粘团）。炉渣巨大的空隙和表面积具有很强的吸附包裹有机物（有机物稳定剂作用）作用。

4、重金属稳定剂：具有优异的重金属螯合性和土壤渗透性，能在常温和很宽的pH值条件范围内，有效渗入土壤，稳定重金属离子，降低重金属离子的可迁移性，保障土壤安全。通过强力稳定吸附泥浆和岩屑中的重金属成分，保障运输、临时贮存、使用过程中不造成周边环境污染。选用的ZD—22 土壤重金属稳定剂，是一种有效、环保型的土壤重金属离子稳定剂。该产品具有优异的重金属螯合性和土壤渗透性，能在常温和很宽的pH值条件范围内，有效渗入土壤，稳定重金属离子，降低重金属离子的可迁移性，保障土壤安全。

5、有机物稳定剂：水玻璃（Na2O·mSiO2，m1.5-2.0），通过强力稳定吸附泥浆和岩屑中的有机泥浆处理剂成分，保障泥浆和岩屑中含有的少量稳定剂、提粘剂、降失水剂等有机物在运输、临时贮存、使用过程中不造成周边环境污染。

本发明与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：

1、岩屑回收槽：

（1）避免开挖井场几十甚至几百立方米岩屑回收池，节省几万至几十万元开挖、回填、一次性防渗布铺设（大型钢板槽运输安装）费用，彻底解决防渗布破损引起的污水渗漏地表污染风险，具有实用性的环保意义。

（2）梯形3—5立方米钢制槽，既能满足容量需求，占地面积小、运输安装方便，成本低。

（3）前高后低的梯形岩屑回收槽设计，便于中小型装载机取料作业。

（4）3-5米深的岩屑回收坑，取料只能采用长避挖沟机作业，运行费用高且破坏一次性防渗布引发污水渗漏地层污染风险大。

（5）免挖岩屑回收坑，不存在大型泥土堆（几十至几百立方米），钻井现场占地面积小、车辆通行方便。

2、泥浆岩屑脱水工艺：

（1）工艺简单：通过添加吸水剂和机械强制搅拌现场脱水，与传统的化学破胶、板框式压滤脱水（板框式压滤机需要定期清洗）工艺相比，工艺简单、作业人员少、作业成本低。

（2）设备少：主要设备只有3-5件3-5立方米梯形岩屑回收槽、中小型装载机1台和750型滚筒式搅拌机1台，占地面积小、装备投入少，轮胎式装备易于搬迁。

3、环保性强：检测处理后的泥浆岩屑混合物各项控制指标，结果完全符合要求，化学需氧量CODCR控制指标为小于150毫克/升，实测值10毫克/升。

4、泥浆岩屑混合后粒径搭配，有利于满足垫层材料要求。

5、粉煤灰和炉渣的作用：提高脱水速度、松散不成粘团成松散颗粒状，贮存过程中有利于自然蒸发水分和垫层施工作业。

6、处理后的泥浆和岩屑形成0.6-10毫米的颗粒状物体。因其表面积较大在自然堆放过程中残留的水分会自然蒸发，含水率可降至40%以下（板框式机械压滤机含水率在60-70%之间，且因其粘坨状在空气中自然挥发脱水效率极低），可节省大量脱水剂使用量。

7、处理后的泥浆和岩屑形成0.6-10毫米的颗粒状物体。因添加生石灰生成氢氧化钙其PH值开始升至9-11，在自然堆放过程中慢慢吸收空气中的二氧化碳形成稳定的碳酸钙，随之PH值也由9-11降至7-8水平。

附图说明

附图1是本发明的现场应用侧视图；

附图2是本发明的现场应用俯视图；

附图3是本发明的梯形岩屑回收槽的主视图；

附图4是本发明的梯形岩屑回收槽的侧视图；

附图5是本发明的梯形岩屑回收槽的俯视图。

具体实施方式：

下面结合附图及具体实施例将对本发明作进一步说明：

如附图1、图2所示，该油田钻井泥浆和岩屑环保处理工艺，包括泥浆处理装备、岩屑回收槽、滚筒式搅拌机、装载机；泥浆处理装备包括离心机、旋流除砂器、振动筛。具体包括以下步骤：

（1）、岩屑回收：泥浆处理区域振动筛、旋流除砂器、卧式离心机等装备分离出的钻井岩屑采用前高后低的梯形岩屑回收槽进行收集；岩屑回收槽如图3、4、5所示。

（2）、岩屑脱水：采用装载机将岩屑回收槽收集的岩屑装入滚筒式搅拌机，将滚筒式搅拌机中的岩屑中加入岩屑体积3-10%（加量视岩屑含水率调整）的专用吸水剂，进行3-5分钟强制搅拌（视觉无游离水为准），吐出的岩屑采用装载机直接装上运输车辆；所述专用吸水剂，其组分及配比按重量百分比如下：生石灰3-5%，粉煤灰20-40%，炉渣30-60%，重金属稳定剂0.5-2%，有机物稳定剂1-3%。

（3）、泥浆脱水：用泥浆泵从泥浆槽中的泥浆泵入滚筒式搅拌机，搅拌机中泥浆中再加入泥浆体积5-15%（加量视泥浆含水率调整）的专用吸水剂，进行5-10分钟强制搅拌（视觉无游离水为准），吐出的脱水泥浆采用装载机直接装上运输车辆。

实施例1

油田钻井岩屑现场脱水处理工艺：

（1）制备专用吸水剂：称取生石灰50kg，粉煤灰350kg，炉渣750kg，ZD—22 土壤重金属稳定剂20kg，有机物稳定剂水玻璃25kg，强制搅拌混合均匀,装入防潮编织袋（25千克），待用。

（2）岩屑回收：采用3-5件5立方米梯形钢板槽收集泥浆处理区域振动筛、旋流除砂器、卧式离心机等装备分离出的钻井岩屑。

（3）岩屑脱水：采用装载机从收集岩屑梯形钢板槽将岩屑装入滚筒式搅拌机，将滚筒式搅拌机内的岩屑再加入岩屑体积3-10%（加量视岩屑含水率调整）的制备好的专用吸水剂，进行3-5分钟强制搅拌（视觉无游离水为准），吐出的岩屑采用装载机直接装上运输车辆。

实施例2

油田钻井泥浆现场脱水处理工艺：

泥浆脱水：用泥浆泵从泥浆槽泵入滚筒式搅拌机、再加入泥浆体积5-15%（加量视泥浆含水率调整）的制备好的专用吸水剂，进行5-10分钟强制搅拌（视觉无游离水为准），吐出的脱水泥浆采用装载机直接装上运输车辆。专用吸水剂制备同实施例1。

实施例3

经现场脱水处理后的泥浆和岩屑用于加工公路垫层材料：

经现场脱水处理后的泥浆和岩屑运送至集中处理基地，采用卧式混凝土搅拌装置将泥浆和岩屑混合处理，处理后的泥浆和岩屑形成0.6-10毫米的颗粒状物体。因其表面积较大在自然堆放过程中残留的水分会自然蒸发，含水率可降至40%以下，可节省大量脱水剂使用量；处理后的泥浆和岩屑形成0.6-10毫米的颗粒状物体。因添加生石灰生成氢氧化钙其PH值开始升至9-11，在自然堆放过程中慢慢吸收空气中的二氧化碳形成稳定的碳酸钙，随之PH值也由9-11降至7-8水平。

泥浆和岩屑混合处理后制成适合用于公路垫层的材料。

泥浆原液CODCR实测值为1500-4500毫克/升，经过本发明油田钻井泥浆和岩屑环保处理工艺处理后CODCR实测值为10毫克/升。

实施例选用的重金属稳定剂为上海卓地环保科技有限公司产品生产的 ZD—22土壤重金属稳定剂。

Claims

1.一种油田钻井泥浆和岩屑环保处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的油田钻井泥浆和岩屑环保处理工艺，其特征在于：所述专用吸水剂，其组分及配比按重量百分比如下：生石灰3-5%，粉煤灰20-40%，炉渣30-60%，重金属稳定剂0.5-2%，有机物稳定剂1-3%。

3.根据权利要求2所述的油田钻井泥浆和岩屑环保处理工艺，其特征在于：有机物稳定剂为水玻璃（Na2O·mSiO2，m1.5-2.0）。

4.根据权利要求2所述的油田钻井泥浆和岩屑环保处理工艺，其特征在于：重金属稳定剂为ZD—22 土壤重金属稳定剂。

5.根据权利要求1所述的油田钻井泥浆和岩屑环保处理工艺，其特征在于：所述岩屑回收槽为梯形钢板槽，梯形钢板槽为前高后低的梯形设计。

6.根据权利要求1所述的油田钻井泥浆和岩屑环保处理工艺，其特征在于：所述步骤（1）泥浆处理区域泥浆处理装备包括振动筛、旋流除砂器、卧式离心机等装备。

7.一种根据权利要求1所述的油田钻井泥浆和岩屑环保处理工艺的应用，其特征在于：经现场脱水处理后的泥浆和岩屑运送至集中处理基地，采用卧式混凝土搅拌装置将泥浆和岩屑混合处理，制成适合用于公路垫层的材料。