一种钻井、压裂废液无害化处理方法与流程

本发明涉及钻井及压裂废液处理技术领域，具体涉及一种钻井、压裂废液无害化处理方法。

背景技术：

在石油天然气的勘探、开发过程中，钻井液是必不可少的工程流体，也被称作为血液，是保证钻井正常运行不可缺少的物质。它能起到平衡地层压力、携带悬浮钻屑、清洗井底、保护井壁、录井、冷却、润滑钻具及传递动力等作用。目前，钻井液主要有水基钻井液、油基钻井液以及气基钻井流体，水基钻井液的使用居多，水基钻井液又主要有：钙盐处理泥浆、聚合物泥浆和磺化泥浆三大体系。

在钻井中，钻井液将钻凿的地层岩屑带出地面。在钻井作业完成后，存留在作业现场的废弃物大多数是废弃的钻井液，由于油气田钻井的野外作业特征，施工现场所有的废弃物几乎全部排放积存于废泥浆储存坑内，这使得钻井废弃物中的有害成分复杂化，最终形成一种由粘土、加重材料、各种化学处理剂、污水污油及钻屑等组成的多相悬浮性的钻井废弃物。

废弃钻井液对环境的影响主要表现在以下几个方面：(1)废弃钻井液对环境污染最为明显的特征就是污染面积大、范围广，这是由废弃钻井液本身的流动性所决定的；(2)废弃钻井液中的重金属离子通常都是难以被环境中的动植物降解的，因此就会在动植物体内产生富集，同时还会随着食物链的延伸而危机到人类健康；事实上，废弃钻井液中重金属离子对环境的污染和影响是最为广泛和深远的；(3)废弃钻井液在土壤中的渗透与流动会使得土壤的ph、可溶性盐浓度和土壤成分等均发生较大的改变，使土壤条件不再利于植物的正常生长；(4)废弃钻井液流入水体会使得水体的bod、cod增高，从而影响水中相关植物的生长状况，这是因为废弃钻井液中还含有相当数量的有机处理剂，有机处理剂进入水体会通过改变水体氧气含量的方式来影响到水生植物的生长，从而导致水体水质发生较大改变。因此，废弃钻井液已成为油气勘探开发过程中产生的主要污染物，治理和利用废钻井液已成为当前油气田钻井清洁生产中一项艰巨而紧迫的任务。

压裂作业是低渗透油藏及非常规油气藏开发的主要手段，通过压裂可以改善油气层渗透能力和解堵，压裂技术在老区油井挖潜、新井试油、单井增产及非常规油气开发、页岩气开发中发挥着重要作用。压裂废液成分复杂，含有多种污染物，如未有效处理将对区域环境造成严重污染。

油气田污水处理常用的方法有絮凝沉淀法、过滤/吸附法、电解法、酸碱中和法、生物处理法等。作为油气田污水的一种，压裂废液成分复杂，稳定性强，可生化性差，在实际处理过程中，通常是多种方法进行联合处理。

压裂废液的特点及危害主要有：压裂废液中不仅含有大量化学添加剂，其在返排过程中还将地层中的有机和无机化合物、细菌、重金属以及放射性元素携带出来，与其他油气田污水相比具有污染物种类繁多、成分复杂、浓度高、黏度大、cod高、矿化度高、稳定性高等特点。

压裂废液如果不经过处理而外排，将会对周围环境造成危害，导致土壤板结盐碱化，地表水系污染，带来严重的环境污染和生态破坏问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的问题是提供一种工艺简单，效率高，环境污染少的钻井废液无害化处理方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的一种钻井、压裂废液无害化处理方法，所述方法包括下述步骤：

(1)固液分离：向钻井、压裂废液中加入脱稳剂和絮凝剂，持续搅拌1-2小时，搅拌完成后利用卧式离心机、钻屑甩干机和振动床将对所述钻井、压裂废液进行固液分离；

(2)液相处理：在固液分离后的液相中送入到调节罐中调节ph值，调至合适的ph值后加入氧化剂和絮凝剂进行熟化处理5-10分钟，加入脱稳剂和破乳剂，并送入到沉淀池中反应，待反应完成后，吸附过滤液相中的上清液，达到标准后即可排放，剩余的部分继续重复步骤(1)；

(3)固相处理：向固液分离后得到的固相中加入固化剂和促凝剂，形成稳定固体，以作他用。

优选的，所述步骤(1)中脱稳剂和絮凝剂的加入量为1m3的钻井废液中加入55-65kg的脱稳剂和1-3kg的絮凝剂。

优选的，所述固液分离过程中还需加入氧化剂，所述氧化剂具体为sdoa010，氧化剂的用量为1m3的钻井废液中加入15-23kg。

优选的，所述脱稳剂具体为sdas002、sdas005和sdas008的混合物，混合物中sdas002、sdas005和sdas008的质量比为(4-6)∶(28-35)∶(15-23)。

优选的，所述卧式离心机、钻屑甩干机和振动床的具体型号分别为gnlw363cd、gncd930c、gnzs752e-dm。

优选的，所述步骤(2)中所用的脱稳剂具体为sdas008。

优选的，所述步骤(2)中所用的破乳剂具体为ap型破乳剂。

优选的，所述步骤(3)中所用的固化剂具体为多乙烯多胺pepa固化剂。

本发明的有益效果：本发明采用复合絮凝、复合处理剂、助凝剂、辅料剂，破坏泥浆及废液的胶体状态，使泥浆中的盐份和其它化学物质全部析出，通过把复合絮凝、离心分离、复合过滤、精密过滤、反渗透等工艺有机地结合，有效去除泥浆及废液中有害的化学物质，并对泥浆及废液进行综合处理及资源回收利用。

附图说明

图1为本发明所述的一种钻井、压裂废液无害化处理方法的工作流程图。

具体实施方式

如图1所示，下面通过具体实施例来进一步阐述本发明。

实施例1：

(1)固液分离：1m³的钻井废液中加入5kgsdas002、34kgsdoa010、19kgsdas005、16kgsdas008和2kgsdfa023，利用浇笼持续搅拌1小时，搅拌完成后利用卧式离心机、钻屑甩干机和振动床将对钻井废液进行固液分离；

本发明中所使用的卧式离心机、钻屑甩干机和振动床的具体型号分别为gnlw363cd、gncd930c、gnzs752e-dm，此卧式离心机方便灵活的液池深度调节设计，满足各种工况的泥浆干湿调节度；排渣口耐磨套为特制陶瓷保护套，耐磨性极高，且不易碎；推料器，由可更换式耐磨特制陶瓷片保护，使用寿命远高于喷焊保护，且维修方便，钻屑甩干机独特的设计既能用于油基钻屑和复合基钻屑，还能用于水基钻屑甩干处理。转子上的卸料刮刀喷涂高耐磨性涂层，硬度高达，大大延长使用寿命，全方位的液相冲洗系统，配合独特的喷嘴，能够有效的防止筛蓝堵塞，尤其是在水基钻屑和高粘度的油基钻屑的处理，此外，振动床的筛箱密封效果好，使用寿命长，且便于更换，筛箱整体热处理，能够满足高激振强度下长时间工作。

(2)液相处理：在固液分离后的液相中送入到调节罐中调节ph值，保证处理设备在最理想的工况下运行，提高处理效果，调至合适的ph值后加入氧化剂和絮凝剂进行熟化处理5分钟，氧化剂的主要作用是脱色和氧化降解污泥废水中的有机物和聚合物，以及除菌和提供大量的氧化基团-oh，有利于后续其它工序的分离作业，絮凝剂的主要作用是将破胶、破乳和脱稳以后的污泥废弃液与混凝、助凝剂混合，形成絮凝体，以便于下一步的分离沉淀，其水力停留时间(hrt)决定于混凝、助凝剂的反应时间，熟化处理的主要作用是使废弃液各种成分充分混合、反应，形成稳定的颗粒体，以加快沉淀分离过程，其水力停留时间(hrt)为5min，随后加入脱稳剂sdas008和ap型破乳剂，破坏污泥废弃液中结合比较稳固的细微悬浮颗粒之间的链接关系，使分离和絮凝得以完成；其水力停留时间(hrt)决定于破乳、脱稳剂的反应时间，并送入到沉淀池中反应，待反应完成后，吸附过滤液相中的上清液，达到标准后即可排放，剩余的部分继续重复步骤(1)；

(3)固相处理：向固液分离后得到的固相中加入多乙烯多胺pepa固化剂和水玻璃促凝剂，形成稳定固体，固化处理后的固相，可以用来填埋井场，铺垫通井道路等。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。