一种钻井废弃磺化泥浆处理方法与流程

本发明属于石油天然气领域，具体涉及一种钻井废弃磺化泥浆处理方法。

背景技术：

磺化泥浆体系的钻井泥浆是以磺化酚醛树脂(smp)、磺化褐煤(smc)、磺化烤胶(smk)等钻井泥浆添加剂为主要处理剂的一种水基泥浆，它具有较强的抗高温能力、很强的降滤失能力以及成本较低的优点。

近年来由于钻井深度的增加，钻井过程对磺化泥浆使用的推崇越来越高；在石油与天然气的开采、钻探及修井过程中会产生大量的钻井废弃磺化泥浆，对周边环境污染越发严重。由于钻井生产的流动性及分散性，因此磺化泥浆污染面积大、区域广；同时由于磺化泥浆中可溶性盐、化学需氧量、ph、重金属等含量远大于周边环境，对周边土壤及地下(表)水造成严重污染，影响周边动植物正常生长。

随着人们生活水平提高及环保意识加强，钻井废弃磺化泥浆对环境的危害及污染备受关注；目前针对钻井废弃磺化泥浆处理工艺主要有安全填埋、固化、絮凝沉降，虽然能控制磺化泥浆对环境污染扩大化，但却无法消除。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种钻井废弃磺化泥浆处理方法，通过对钻井废弃磺化泥浆进行氧化、络合反应、絮凝及固液分离等处理，能够彻底去除磺化泥浆的有害成分，解决磺化泥浆对环境的污染。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种钻井废弃磺化泥浆处理方法，步骤包括：

收集钻井废弃磺化泥浆，用ph调节剂调节泥浆的ph值至6-9；

向ph调节后的泥浆里加入30wt％-50wt％浓度的氧化剂，加入量为泥浆体积的0.5％-1％，对泥浆进行氧化；

向氧化后的泥浆里加入0.2wt％-0.8wt％浓度的重金属稳化剂，加入量为泥浆体积的2％-5％，使泥浆中重金属离子形成稳定络合物；

向形成稳定络合物的泥浆里加入10wt％-20wt％浓度的无机絮凝剂或者0.2wt％-0.5wt％浓度的有机絮凝剂，加入量为泥浆体积的10％-20％，对泥浆进行破胶絮凝，再固液分离。

进一步地，使用带搅拌器的罐体来收集钻井废弃磺化泥浆。

进一步地，ph调节剂包括柠檬酸、稀硫酸、稀盐酸、氢氟酸、氨基磺酸、酒石酸、羟基乙酸或有机磷酸等。

进一步地，氧化剂包括氯酸盐、高氯酸盐、高锰酸盐、重铬酸盐、无机过氧化物、二氧化锰(mno2)、氯化铁(fecl3)、硝酸盐、次氯酸钠等，可使用两种或两种以上氧化剂复合使用，其中无机过氧化物包括过氧化钠(na2o2)、过氧化钾(k2o2)、过氧化镁(mgo2)、过氧化钙(cao2)、过氧化钡(bao2)、过氧化氢(h2o2)。

进一步地，重金属稳化剂包括乙二胺四乙酸(edta)、乙二胺四亚甲基膦酸(edtmps)、聚马来酸(hpma)、聚丙烯酸(paa)、硫代锑酸钠(tmt，即na3(c3n3s3)·9h2o)、聚羟基丙烯酸、马来酸丙烯酸共聚物或聚丙烯酰胺等。

进一步地，无机絮凝剂包括硫酸亚铁、氯化亚铁、明矾、聚合氯化铝、碱式氯化铝、硫酸铝或氯化钙等。

进一步地，有机絮凝剂主要为高分子絮凝剂，主要有聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚苯乙烯磺酸盐或聚氧化乙烯等。

进一步地，采用真空带滤机、离心机、板框压滤机或螺旋压滤机进行固液分离。

本发明方法预先调节ph值至6-9的范围，可有效提高后续步骤中加入药品的药效，减少药品消耗，优化处理效果。加入是泥浆体积的0.5％-1％的30wt％-50wt％浓度的氧化剂，可有效地使泥浆的cod(化学需氧量)值大幅度降低，固液分离后泥饼的cod可由600-2000mg/l降低值50-130mg/l，效果显著。通过向泥浆里加入是泥浆体积的2％-5％的0.2wt％-0.8wt％浓度的重金属稳化剂，能够完全地使泥浆中重金属离子形成稳定络合物，过少难以形成彻底的稳定络合物，加入过多则会影响泥浆的cod值，使得固液分离后的泥饼cod值大幅度提高。絮凝可使固液分离更加彻底，减少固相中水分含量和液相中的不溶性悬浮物的值，通过加入是泥浆体积的10％-20％的10wt％-20wt％浓度的无机絮凝剂或者0.2wt％-0.5wt％浓度的有机絮凝剂，可使固相中水分含量小于40％。通过调节特定范围的ph值和加入特定量的氧化剂、重金属稳化剂和絮凝剂，能够有效地钻井废弃磺化泥浆中的有害成分，效果显著。通过对钻井废弃磺化泥浆进行上述处理后，可将所得固相用于井场恢复、铺路、制砖等，液相送至集中处理点进行处理，可以一次解决磺化泥浆对环境造成的危害。

附图说明

图1是实施例的一种钻井废弃磺化泥浆处理方法流程图。

图2是不同ph处理泥浆固相含水率图。

图3是不同ph处理泥浆固相cod值图。

图4是不同氧化剂加量处理泥浆固相含水率图。

图5是不同氧化剂加量处理泥浆固相cod值图。

图6是不同重金属稳化剂加量处理泥浆固相含水率图。

图7是不同重金属稳化剂加量处理泥浆固相cod值图。

图8是不同无机絮凝剂加量处理泥浆固相含水率图。

图9是不同无机絮凝剂加量处理泥浆固相cod值图。

图10是不同有机絮凝剂加量处理泥浆固相含水率图。

图11是不同有机絮凝剂加量处理泥浆固相cod值图。

具体实施方式

为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图作详细说明如下。

以下六个实施例各提供一种钻井废弃磺化泥浆处理方法，其总体流程如图1所示，具体内容如下。

实施例1

1)收集钻井废弃磺化泥浆，用稀硫酸调节泥浆的ph值至7；

2)向ph调节后的泥浆里加入30wt％浓度的双氧水，加入量为泥浆体积的0.8％，对泥浆进行氧化；

3)向氧化后的泥浆里加入0.6wt％浓度的edta，加入量为泥浆体积的4％，使泥浆中重金属离子形成稳定络合物；

4)向形成稳定络合物的泥浆里加入15wt％浓度的氯化亚铁，加入量为泥浆体积的20％，对泥浆进行破胶絮凝；

5)采用真空带滤机进行固液分离。

实施例2

1)收集钻井废弃磺化泥浆，用柠檬酸调节泥浆的ph值至6；

2)向ph调节后的泥浆里加入40wt％浓度的高锰酸盐，加入量为泥浆体积的1％，对泥浆进行氧化；

3)向氧化后的泥浆里加入0.8wt％浓度的tmt，加入量为泥浆体积的5％，使泥浆中重金属离子形成稳定络合物；

4)向形成稳定络合物的泥浆里加入0.4wt％浓度的聚氧化乙烯，加入量为泥浆体积的15％，对泥浆进行破胶絮凝；

5)采用离心机进行固液分离。

实施例3

1)收集钻井废弃磺化泥浆，用有机磷酸调节泥浆的ph值至9；

2)向ph调节后的泥浆里加入50wt％浓度的h2o2，加入量为泥浆体积的0.5％，对泥浆进行氧化；

3)向氧化后的泥浆里加入0.2wt％浓度的马来酸丙烯酸共聚物，加入量为泥浆体积的2％，使泥浆中重金属离子形成稳定络合物；

4)向形成稳定络合物的泥浆里加入20wt％浓度的硫酸铝，加入量为泥浆体积的10％，对泥浆进行破胶絮凝；

5)采用板框压滤机进行固液分离。

实施例4

1)收集钻井废弃磺化泥浆，用稀硫酸调节泥浆的ph值至7；

2)向ph调节后的泥浆里加入30wt％浓度的双氧水，加入量为泥浆体积的0.8％，对泥浆进行氧化；

3)向氧化后的泥浆里加入0.6wt％浓度的edta，加入量为泥浆体积的4％，使泥浆中重金属离子形成稳定络合物；

4)向形成稳定络合物的泥浆里加入10wt％浓度的氯化亚铁，加入量为泥浆体积的20％，对泥浆进行破胶絮凝；

5)采用真空带滤机进行固液分离。

实施例5

1)收集钻井废弃磺化泥浆，用柠檬酸调节泥浆的ph值至6；

2)向ph调节后的泥浆里加入40wt％浓度的高锰酸盐，加入量为泥浆体积的1％，对泥浆进行氧化；

3)向氧化后的泥浆里加入0.8wt％浓度的tmt，加入量为泥浆体积的5％，使泥浆中重金属离子形成稳定络合物；

4)向形成稳定络合物的泥浆里加入0.2wt％浓度的聚丙烯酸钠，加入量为泥浆体积的15％，对泥浆进行破胶絮凝；

5)采用离心机进行固液分离。

实施例6

1)收集钻井废弃磺化泥浆，用有机磷酸调节泥浆的ph值至9；

2)向ph调节后的泥浆里加入50wt％浓度的h2o2，加入量为泥浆体积的0.5％，对泥浆进行氧化；

3)向氧化后的泥浆里加入0.2wt％浓度的马来酸丙烯酸共聚物，加入量为泥浆体积的2％，使泥浆中重金属离子形成稳定络合物；

4)向形成稳定络合物的泥浆里加入0.5wt％浓度的聚丙烯酰胺，加入量为泥浆体积的10％，对泥浆进行破胶絮凝；

5)采用板框压滤机进行固液分离。

对上述实施例1-6这三种实施例的固液分离的结果进行测定，结果如下：

实施例1：固相cod降低至117mg/l，分离后泥浆固相含水率为32％。

实施例2：固相cod降低至92mg/l，分离后泥浆固相含水率为30％。

实施例3：固相cod降低至72mg/l，分离后泥浆固相含水率为37％。

实施例4：固相cod降低至109mg/l，分离后泥浆固相含水率为34％。

实施例5：固相cod降低至99mg/l，分离后泥浆固相含水率为31％。

实施例6：固相cod降低至82mg/l，分离后泥浆固相含水率为37％。

由上述结构可知，经过本发明方法的固液分离后，固相cod可降低至50-130mg/l，分离后泥浆固相含水率小于40％。

表1：无机絮凝剂处理不同ph结果统计表

测定结果如图2-3所示，ph值在6-9时，综合效果最好。

表2：无机絮凝剂处理不同氧化剂加量结果统计表

测定结果如图4-5所示，氧化剂加入量为泥浆体积的0.5％-1％时，综合效果最好。

表3：无机絮凝剂处理不同重金属稳化剂加量结果统计表

测定结果如图6-7所示，重金属稳化剂加入量为泥浆体积的2％-5％时，综合效果最好。

表4：不同无机絮凝剂加量处理结果统计表

测定结果如图8-9所示，无机絮凝剂浓度为10wt％-20wt％时，综合效果最好。

表5：不同有机絮凝剂加量处理结果统计表

测定结果如图10-11所示，有机絮凝剂浓度为0.2wt％-0.5wt％时，综合效果最好。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，本领域的普通技术人员可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，本发明的保护范围应以权利要求书所述为准。