废弃聚磺钻井液破胶剂及其破胶方法与流程

文档序号:12449490阅读:3506来源:国知局

本发明涉及一种污水处理方法,具体为废弃聚磺钻井液破胶剂及其破胶方法。



背景技术:

废弃钻井液已成为石油化工行业一种不可忽视的污染水体,它是一种排放量大,面广且危害非常严重的废水。我们所研究的废弃钻井液的成分十分复杂,具有稳定性好、固体悬浮物含量高、可生化性差等特点,在众多的废弃钻井液处理技术和方法中,各种处理方法都有其局限性,无法达到处理要求。固液分离法因反应快,沉降时间短,处理效果好,操作方便快捷,成本低廉等优点已被国内外的大多数科研工作者、厂家所采用。

固液分离技术的原理是:在废弃钻井液中加入适当的破胶剂与絮凝剂,以改变钻井泥浆体系的物理、化学性质,彻底破坏钻井泥浆胶体体系,改变钻井泥浆中粘土颗粒表面性质,让更细的颗粒产生聚结,使其在机械辅助分离条件下实现固液分离。

废弃钻井液普遍具有良好的胶体稳定性,因此,掌握钻井液胶体的稳定机理及破坏机理,选择合适的破胶剂,成为了固液分离技术的关键所在。

目前,处理废弃钻井液使用较多的破胶剂有无机和有机两大类。无机类又分为无机酸、高价金属盐以及强氧化剂。无机酸主要是硫酸、盐酸、磷酸等;高价金属盐主要包括:Al2(SO4)3、AlK(SO4)2、Fe(ClSO4)、FeCl3、Fe2(SO4)3等;强氧化剂包含过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠等。有机类的主要是一些酸,如甲酸、草酸、柠檬酸、磺酸等。

根据泥浆的稳定机理,粘土矿物因晶格取代,其表面带负电荷;高分子材料(PAM、CMC等)在碱性条件下电离的基团带负电,因分子内电荷的斥力作用,分子形态舒展,同时由于其所带的负电荷,当吸附在粘土颗粒表面时,也可以提高粘土颗粒的zeta电位(负电荷),有利于形成稳定的泥浆体系。因此,目前现场多选用阳离子型电解质作为破胶剂。如:FeCl3、Fe2(SO4)3、过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠等,且这些破胶剂确实具有很好的破胶效果。

在目前国家大力提倡节能减排,保护环境的国情下,我们希望能将固液分离后的液体循环利用配制钻井液,特别是针对现在使用较多的聚磺钻井液体系。使用无机阳离子型破胶剂,虽然在破胶方面能取得良好的效果,然而在液体回用方面显然是达不到要求的。因为无机阳离子的加入(如Al3+、Fe3+等),如果不加以处理,会在后期循环利用,配制钻井液时,严重影响钻井液的性能。



技术实现要素:

针对现有技术存在的问题,本发明提供一种废弃聚磺钻井液破胶方法,使其既能取得良好的破胶效果,又能不影响液体的循环利用配制钻井液。

废弃聚磺钻井液破胶剂,包括生石灰、浓硫酸和氨基磺酸。

废弃聚磺钻井液破胶方法,包括以下步骤:

(1)废弃聚磺钻井液中,首先加入生石灰搅拌,进行预处理,所加入的生石灰质量与废弃聚磺钻井液体积比为2.5g/L;

(2)搅拌30min后,浓硫酸调节其PH至4~5;

(3)最后加入氨基磺酸,搅拌30min,氨基磺酸质量与废弃聚磺钻井液体积比为10g/L;

(4)破胶絮凝后,再进行机械脱水,离心后的出水回用。

因为废弃聚磺钻井液的点位负得越多,胶体体系越稳定,越不容易产生固液分离,本发明提供的废弃聚磺钻井液破胶方法,能将废弃聚磺钻井液的Zeta电位由-148mv变为接近于0电位。离心后的出水率达到78%左右。分离后的液体可以再用于配制钻井液。

氨基磺酸(H2NSO3H)是一种固体强酸,白色晶体,无毒,无臭,稳定性好,室温下不挥发、不吸湿,相对密度为2.126,其水溶液的电离度高,具有与硫酸、盐酸一样的强酸性。氨基磺酸由于性能优良,是一种用途广泛的精细化工品,日益受到国内外的重视。特别是在石油工程钻井液循环利用方面,不会带入新的污染物。生石灰中Ca2+和浓硫酸的引入也不会对回用配制钻井液产生太大影响。

本发明提供的废弃聚磺钻井液破胶剂及其破胶方法,生石灰、浓硫酸、氨基磺酸的组合既能满足废弃聚磺钻井液破胶的要求,又能达到分离出的也特回用配制钻井液的目的,起到了保护环境,节能减排,循环利用的作用。

具体实施方式

结合实施例说明本发明的具体实施方式。

针对废弃聚磺钻井液,加入的生石灰的质量与废弃聚磺钻井液的体积之比为2.5g/L,加入生石灰进行预处理,搅拌30min后,加入浓硫酸调节其PH约至4.5,加入的浓硫酸体积与废弃聚磺钻井液的体积之比1.43:100,最后加入的氨基磺酸,氨基磺酸固体质量与废弃聚磺钻井液体积比为10g/L,搅拌30min。

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