一种废钻井泥浆处理方法

摘要

本发明针对废钻井泥浆中有大量的钻屑粉末和可溶性盐含量较高的特点，利用浮选分离的方法初步分离出重晶石，然后对于浮选后的重晶石进行进一步的表面改性，使其完全适应于重新配置钻井泥浆，将分离重晶石过程中产生的钻屑和废液污泥混合经过磨碎后方回注到地层中。本发明提供的方法具有环境友好、经济效益良好的特点。

权利要求

1.一种钻井废弃物处理方法，包括以下步骤：(1)对废钻井泥浆过筛，除去粒径大于1mm的固体颗粒；(2)加入硫酸，调整废钻井泥浆中的pH值为6-7；(3)、加入适量的水，控制泥浆悬浊液的密度在1.2-1.3g/ml；(4)加入浮选添加剂至浮选机中，经过5-10天浮选得到重晶石；(5)浮选得到的重晶石用改性剂进行表面改性；(6)将浮选重晶石过程中产生的废水和泥浆以及步骤(1)产生的固体颗粒混合并粉碎至粒径小于3mm，得到粉碎泥浆；(7)将步骤(6)得到的粉碎泥浆回注到地层中；其中所浮选添加剂的加入量以每立方米泥浆计，加入水玻璃600-1000g、油酸300-500g、十二烷基磺酸钠300-500g、柠檬酸50-100g。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述浮选步骤进行1-6次。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(5)中所述的改性剂是聚乙二醇和季铵盐，其用量为每吨重晶石使用1-5kg聚乙二醇，2-8kg季铵盐。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述季铵盐和聚乙二醇的质量比为1-2:1。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述聚乙二醇的重均分子量为300-1000。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于步骤(5)中所述的改性剂还包括木质素磺酸盐，其用量为每吨重晶石使用1-5kg。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述木质素磺酸盐是木质素磺酸钠和木质素磺酸铝中的一种或多种。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(6)得到的粉碎泥浆回注到地层的过程中加入固化剂，所述固化剂是硅酸盐水泥、明矾、硅酸钠或石灰中的一种或多种。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述硫酸的质量浓度为1-30％。

说明书

一种废钻井泥浆处理方法

技术领域

[0001] 本发明属于钻井废弃物处理领域，特别是废钻井泥浆处理方法。

背景技术

[0002] 钻井废弃物由钻井废泥浆、钻井产生的废水以及钻屑等组成，具有油类、固体悬浮物、重金属离子含量高、含水率变化大，难于脱水等特点，是目前油气田的主要污染源之一。钻井废弃物如果直接排放会影响农作物的生长，长期堆放后会渗入土壤，并进一步污染地下水。因此对废钻井泥浆进行无害化处理越来越引起人们的重视。钻井泥浆随钻井工艺需要和地质条件等而有所不同。国内的钻井泥浆主要由黏土、钻屑、加重材料(主要是重晶石、水泥等)、化学添加剂、无机盐组成的多相稳定体系。目前我国每年因为钻井产生的废物总排放量高达200万立方米，陆地的钻井废物大多采用固化处理。

[0003] 目前国际上公认为最环保的钻井废泥浆处理方法是将钻井废弃物粉碎浆化后注入合适的地层。钻井岩屑通过研磨粉碎和筛分并加入适当的水，在注入地层前如需要还可加入适量的稠化剂。这一技术目前主要在国外和国内的部分海上油田采用。

[0004] 国内目前尚未开发出较为合适钻井泥浆处理设备和工艺，大部分油田都采用固化方式处理钻井废弃物，即向钻井废物物种加入大量的固化剂，使其中的水分被吸附固化成固体物就地掩埋，主要的固化剂包括石灰、粉煤灰、水泥、水玻璃，硅酸盐等。这样的处理方法实际上并不能将有害物质完全固化，其隐藏的有害物会慢慢释放到土壤和地下水中，难以避免二次污染。

[0005] 随着国内外对于环境保护力度的不断加强，对于钻井废弃物的排放要求会越来越严格，通过添加固化剂处理钻井废弃物的方式必然会被禁止，寻找真正绿色的钻井污染物处理方法才是正确的选择。

[0006] 另一方面，废钻井泥浆中的主要组分除了钻屑以外，其他的很多组分如重晶石、可溶性的盐等有价值的材料，只要采取合理的工艺方法，不仅可以带来显著的生态环境效益，还可以变废为宝，产生一定的经济效益。目前国内外研究主要的废钻井液回收利用方法包括分离回收废钻井泥浆中的重晶石、钻屑等。其中重晶石用来再次配制钻井泥浆，钻屑则用来作为水泥原料或直接作为建筑材料。目前国内外已经公开的废钻井泥浆重晶石回收方法主要是离心沉降工艺。该工艺存在操作费用高，钻屑分离不彻底的问题。

[0007] CN1887752A公开了一种油田废弃泥浆污油泥资源化处理的方法。该处理方法包括废弃泥浆污泥冲洗脱屑、稀释吸附、破胶破稳除油、固结及固液分离、滤饼中和反洗脱盐、滤液中和氧化过滤再处理、泥饼固化利用。可以彻底解决钻井生产过程中产生的废弃物和采油注水系统产生的污油泥的污染问题和废物综合利用问题，变废为宝，可获得较大的经济效益。

[0008] CN101302067A公开了一种水基体系钻井废泥浆固液分离液无害化处理工艺方法，主要包括以下工艺步骤：待处理的水基体系钻井废泥浆固液分离液用工业酸将其pH值调节至不大于5，pH值调节后加入fenton试剂进行氧化处理，氧化反应后加入中和剂将pH值调节至7-8，进行中和反应，中和反应后经过滤除去滤渣送入微生物反应器，用取自活性污泥经培养、驯化、筛选后的微生物进行生物降解处理。水基体系钻井废泥浆固液分离液经本发明处理后，排出水流的各项检测指标均不超标，完全达到了中国政府制定的污水综合排放标准，且处理成本低，处理效率高。

发明内容

[0009] 本发明针对废钻井泥浆中有大量的钻屑粉末和可溶性盐含量较高的特点，利用浮选分离的方法初步分离出重晶石，然后对于浮选后的重晶石进行进一步的表面改性，克服了回收重晶石重新使用时泥浆稳定性差的缺点，使用该方法回收的重晶石配制的泥浆与使用新重晶石配制的泥浆性能基本没有差异。采用本发明回收重晶石后产生的钻屑残渣和废液污泥混合经过磨碎后重新回注到地层中，解决了泥浆废弃物处理的问题。本发明提供的方法具有环境友好、经济效益良好的特点。

[0010] 从废钻井泥浆中浮选回收的重晶石粉，由于在浮选的过程中加入了浮选剂对重晶石表面进行了改性，因此在重新用于配制钻井泥浆时需要对重晶石进行表面改性，使其重新具有亲水性，本发明人根据反复试验，发现通过加入季铵盐类表面活性剂以及聚乙二醇就可以实现表面改性，尤其是通过二者的加入比例，甚至可以达到比新重晶石粉更好的表面改性效果。

[0011] 本发明公开了一种从废钻井泥浆回收处理方法，包括以下步骤：(1)对废钻井泥浆过筛，除去粒径大于1mm的固体颗粒；(2)加入硫酸，调整废钻井泥浆中的pH值为6-7；(3)加入适量的水，控制泥浆悬浊液的密度在1.2-1.3g/ml；(4)加入浮选添加剂至浮选机中，经过5-10天浮选得到重晶石；(5)浮选得到的重晶石用改性剂进行表面改性；(6)将浮选重晶石过程中产生的废水和泥浆以及步骤(1)过滤产生固体颗粒钻屑混合并粉碎至粒径小于3mm，得到粉碎泥浆；(7)将步骤(6)得到的粉碎泥浆回注到地层中。其中所述浮选添加剂的加入量是每立方米泥浆，水玻璃600-1000g，油酸300-500g，十二烷基磺酸钠300-500g，柠檬酸
50-100g。

[0012] 其中浮选步骤进行1-6次，优选进行3-4次。

[0013] 所述改性剂是聚乙二醇和季铵盐，其用量为每吨重晶石使用1-5kg聚乙二醇，2-8kg季铵盐。所述季铵盐是本领域常见的季铵盐型阳离子表面活性剂。

[0014] 优选改性剂中所述季铵盐和聚乙二醇的质量比为1-2:1。

[0015] 所述改性剂中还可以加入木质素磺酸盐，加入量为每吨重晶石1-5kg。所述木质素磺酸盐优选是木质素磺酸钠或木质素磺酸铝。

[0016] 聚乙二醇的重均分子量为300-1000。

[0017] 所述硫酸的质量浓度是1-30％。

[0018] 在回注到底层的过程中，还可以加入固化剂，所述固化剂可以是硅酸盐水泥、明矾、硅酸钠、石灰等常规的固化剂中的一种或多种。

[0019] 本发明中优选油酸作为捕收剂，改变重晶石颗粒表面的亲水性，使重晶石颗粒具有可浮性，水玻璃用于用于抑制泥浆中的硅酸盐颗粒，使得重晶石颗粒和钻屑类的硅酸盐类物质顺利分离开来，保证重晶石的纯度。柠檬酸用于进一步调节泥浆中的pH值，十二烷基磺酸钠作为分散剂用于调节颗粒的聚集速度，保证浮选的质量。