一种氧化固化耦合的水基钻井固废资源化处理方法与流程

文档序号:35276737发布日期:2023-08-31 18:35阅读:44来源:国知局

本发明属于固废处理,特别涉及一种氧化固化耦合的水基钻井固废资源化处理方法。


背景技术:

1、水基钻井固废通常占油气田固废总量的60%以上,是陆上石油天然气生产单位急需处理的主要固废之一。目前,对于这部分固废,绝大多数企业采用堆存和就地固化填埋的方式。水基钻屑:ph呈强碱性、cod高,重金属含量因油气田的区域差异变化较大,属于ii类一般工业固废。按ii类工业固废处理处置,其储存地需按标准进行防渗处理和渗滤液收集,现有设施不能满足要求,存在环保隐患,存在污染周边土壤的潜在风险。

2、钻井固废处理技术比较多,有填埋法、固化法、生物处理法、焚烧等。无论是何种技术,固废处理后的残渣无非有两个去向,一个是填埋,一个是进行资源化利用。随着环保要求的日趋严格,钻井平台周边已不允许挖建泥浆池,对钻井固废进行堆放和固化填埋,企业对这类产量大、又存在环境风险的固废,只有选择资源化才是可行的处理出路。

3、钻井固废目前的资源化途径有:委托附近的水泥厂进行水泥窑协同处置,或委托附近的砖厂做烧结砖。这对于绝大多数油气田企业来说面临着两个问题:一是井场附近是否有水泥厂或砖厂,如果距离很远,运输费提高,这将明显的提高处理费用;二是选择外委,不便于企业对固废的处理进行过程管控,存在一定的风险。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明的主要目的在于,提供一种氧化固化耦合的水基钻井固废资源化处理方法,其具有工艺流程短,氧化和固化环节可拆分可耦合,对不同污染特性的固废来说处理工艺可自由组合,处理成本低,实现了企业“产废—治废—用废”的闭合回路。

2、本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提供的一种氧化固化耦合的水基钻井固废资源化处理方法,包括以下步骤:

3、将固废破碎、筛分后,打垄,加入处理药剂,搅拌、压实、养护,养护后将固废送至指定检测单位分析化验,达到i类一般工业固废标准后,外运进行资源化综合利用处置。

4、进一步地,其中所述方法,包括以下步骤:

5、将固废破碎、筛分后,打垄,边投加氧化剂边进行翻抛;待反应2-3小时后,添加固化剂搅拌2-3小时、压实,进行3-7天养护,养护后将固废送至指定检测单位分析化验,达到i类一般工业固废标准后,外运进行资源化综合利用处置。

6、进一步地,其中所述固废为钻井固废,含水率为20%-50%。

7、进一步地,其中所述破碎的粒度为5mm以下。

8、进一步地,其中所述筛分后的粒度为5mm以下;其采用振荡筛进行。

9、进一步地,其中所述处理药剂包括氧化剂和固化剂中的至少一种。

10、进一步地,其中所述氧化剂为以fe元素为代表的过渡金属盐活化过硫酸盐的混合物,其ph值在3-11之间;所述氧化剂的ph值的范围比较广泛,通常在酸性条件如ph值在5-6之间,cod降解率最佳,可达90%;ph值在3时,cod降解率为80%左右;ph值在9时,cod降解率为70%左右;ph值在11时,cod降解率50%。由于固化环节,ph值在偏碱性条件下反应固化效果更好,所以,固化与氧化的ph值调控需要进行平衡,若初始cod虽然超标,但处理至100mg/l以下要求的cod降解率较低,尽量选择在碱性条件下,这样在氧化环节向固化环节过渡时可节省ph调节工序、节约ph调节剂。

11、进一步地,其中所述以铁元素为代表的过渡金属盐选自fes、硫酸亚铁和或硫酸亚铁铵中的至少一种,其作为活化剂,用于活化过硫酸盐,使得过硫酸盐的生命时间延长,这样过硫酸盐与钻井固废接触时间长,降解cod更充分。

12、进一步地,其中所述过硫酸盐选自过硫酸钠和过硫酸钾中的至少一种。

13、进一步地,所述过硫酸盐与活化剂的摩尔比为(1-3):(4-6)。若所述过硫酸盐与活化剂的摩尔比低于(1-3):(4-6),即过硫酸盐比例过低,将导致单位重量氧化性降低,氧化剂需求量将增大。若所述过硫酸盐与活化剂的摩尔比高于(1-3):(4-6),即过硫酸盐比例过高,活化剂偏低,而氧化性需要活化剂活化,一定程度上导致过硫酸盐无效浪费。通常,所需的过硫酸盐的摩尔浓度为固废初始cod(以摩尔浓度计算,即mg/l除以8)的1-3倍。例如,所需氧化剂的以体积可为:处理1g钻井固废,需要0.1ml的氧化剂量。即处理1吨钻井固废,所需氧化剂的体积可以为100l。硫酸盐使用中的药性持续时间比较短,使用活化剂,可使得过硫酸盐缓慢地发挥它的作用,这样,便于和钻井固废充分反应,氧化后,钻井固废cod的降解率可达50%。所述氧化剂的投加量为固废质量的20%-40%。若低于20%,则将导致cod降低不达标;若高于40%,则会导致药剂浪费问题。

14、进一步地,其中所述固化剂为氧化镁激活的425水泥和粒化高炉矿渣中的至少一种,其中,425水泥、粒化高炉矿渣与氧化镁的质量比为(7-9):(1-3)。固化剂投加量为钻井固废质量的2%-8%。若低于2%,则存在重金属微晶固化不达标的问题;若高于8%,则存在药剂浪费问题。高炉矿渣可分为铸造生铁矿渣、炼钢生铁矿渣和特种生铁矿渣。这在钢铁行业属于一种废物,而可以用作固化剂来处理油田行业的钻井固废。固化是将cod降解为co2和水,将重金属进行微晶型固化;氧化镁是碱性的,可以认为是碱激活。

15、进一步地,其中所述养护根据水泥混凝土试件标准养护条件进行养护,一是保温(20±2)℃;二是保湿,要求相对湿度大于95%。若实验室没有养护箱,可在阴凉环境下,盖上塑料保鲜膜,养护3-7天。

16、进一步地,其中所述资源化综合利用处置包括:将处理后的产物铺到路面上,然后压实,其实是用作了道路的路基土。

17、本发明所述的方法针对钻井固废的污染特性即cod超标、重金属超标或cod与重金属都超标,分别采用氧化、固化或氧化+固化的处理方法,固化与氧化工艺之间无明显的制约关系,故两端工艺可并可分。

18、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

19、本发明所述的方法,其针对水基钻井固废cod含量高,有时重金属超标等特点,提出了一种氧化固化耦合的水基钻井固废用于做路基土的资源化技术。路基土可用于垫井场;该方法工艺流程短,氧化和固化环节可拆分可耦合,对不同污染特性的固废来说处理工艺可自由组合,处理成本低,实现了企业“产废—治废—用废”的闭合回路。

20、上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。



技术特征:

1.一种氧化固化耦合的水基钻井固废资源化处理方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的氧化固化耦合的水基钻井固废资源化处理方法,其特征在于,包括以下步骤:

3.如权利要求1或2所述的氧化固化耦合的水基钻井固废资源化处理方法,其特征在于,所述固废为钻井固废,含水率为20%-50%。

4.如权利要求1或2所述的氧化固化耦合的水基钻井固废资源化处理方法,其特征在于,所述破碎的粒度为5mm以下;所述筛分后的粒度为5mm以下。

5.如权利要求1或2所述的氧化固化耦合的水基钻井固废资源化处理方法,其特征在于,所述处理药剂包括氧化剂和固化剂中的至少一种。

6.如权利要求5所述的氧化固化耦合的水基钻井固废资源化处理方法,其特征在于,所述氧化剂为以fe元素为代表的过渡金属盐活化过硫酸盐的混合物,其ph值在3-11之间;所述氧化剂的投加量为固废质量的20%-40%。

7.如权利要求6所述的氧化固化耦合的水基钻井固废资源化处理方法,其特征在于,所述以铁元素为代表的过渡金属盐选自fes、硫酸亚铁和或硫酸亚铁铵中的至少一种;和/或所述过硫酸盐选自过硫酸钠和过硫酸钾中的至少一种。

8.如权利要求6所述的氧化固化耦合的水基钻井固废资源化处理方法,其特征在于,所述过硫酸盐与活化剂的摩尔比为(1-3):(4-6)。

9.如权利要求5所述的氧化固化耦合的水基钻井固废资源化处理方法,其特征在于,所述固化剂为氧化镁激活的425水泥和粒化高炉矿渣中的至少一种,其中,425水泥、粒化高炉矿渣与氧化镁的质量比为(7-9):(1-3);所述固化剂的投加量为固废质量的2%-8%。

10.如权利要求1所述氧化固化耦合的水基钻井固废资源化处理方法,其特征在于,所述养护条件为:保温(20±2)℃,相对湿度大于95%;所述资源化综合利用处置包括:将处理后的产物铺到路面上,然后压实。


技术总结
本发明涉及一种氧化固化耦合的水基钻井固废资源化处理方法,包括以下步骤:将固废破碎、筛分后,打垄,加入处理药剂,搅拌、压实、养护,养护后将固废送至指定检测单位分析化验,达到I类一般工业固废标准后,外运进行资源化综合利用处置。该方法工艺流程短,氧化和固化环节可拆分可耦合,对不同污染特性的固废来说处理工艺可自由组合,处理成本低,实现了企业“产废—治废—用废”的闭合回路。

技术研发人员:谷梅霞,桂召龙,庞会中,祝威,李毅,王田丽,吴鲁宁,王海峰,尚明华,董健,吴磊,朱诗月
受保护的技术使用者:中国石油化工股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/14
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