页岩气聚磺钻井废液循环利用优化技术研究

非常规能源页岩气开发将有助于改善我国的能源结构,国家能源局将其纳入国家战略性新兴产业,是四川省五大高端新成长产业规划之一。钻井废液是钻井过程中最具有代表性的废弃物之一,其产生量大、成分复杂、处理成本较高,研究钻井废液的处理对钻井作业现场周边环境的可持续发展意义重大。研究结论表明:以钻井液表观粘度、塑性粘度、动切力和中压滤失量为主要指标,通过不同浓度影响因子对钻井液的性能影响研究,结合Design Expert中Box-Behnken模块数值模拟,确定聚磺钻井废液循环利用配制钻井液指标体系要求。

长庆陇东地区钻井废液无害化处理技术研究

针对2002-2003年长庆油田陇东地区钻井废液,在钻井废液水质分析基础上,进行了破胶剂、破胶助剂和脱色剂等化学处理剂的优选及实验研究,优选出了FeCl3、ZNJ-1、YW-1等处理剂及配方,并建立了可操作的现场处理工艺流程。通过现场中试,钻井废液物理化学强化破胶、助凝后,固液分离效果较好,分离出的固相成团,易清除和回填;分离出的污水经化学混凝脱色处理,水质清澈,符合GB8978-1996污水综合排放二级标准。相比固相含量高、排放量少的油田所采用的固化处理方法更科学、更经济,填补了采用化学方法无害化处理钻井废液的国内该项技术的空白,具有良好的开发应用前景。

钻井废液的超临界水氧化处理及动力学分析

在反应温度为500-600℃、压力为25～30MPa、停留时间为30～600S的条件下，在连续式反应器中研究了钻井废液的超临界水氧化反应。结果表明：钻井废液的COD去除率可达90．00％以上；在600℃、停留时间为600S时，钻井废液氧化后，剩余收集液的COD〈120mg／K，满足《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的二级标准。用幂函数方程描述了氧化剂过量时钻井废液超临界水氧化的反应动力学规律，反应速率常数与温度的关系符合Arrhenius公式，随停留时间的增加、温度的升高，有机物的去除率显著增加；反应速率常数随压力升高而增加，但反应速率常数的增幅随压力的升高而减小，反应活化体积不是常数。在25MPa时，反应活化能和频率因子分别为（17745．43040±1114．98342）kJ／mol和1．1523×10^-4s^-1，模型计算值与实验值的误差在±15％以内。

荒漠地区钻井废液无害化处理技术

新疆主要油气开发区大都处于生态环境极其脆弱的荒漠之中,由于作业分散、钻井液成分复杂,钻井作业产生的钻井废液处理难度极大。目前采用的自然干化填埋和常规固化法对有害物质的固定能力有限,随着时间的推移,其中的有害物质如石油类和金属离子又会逐渐渗出,存在潜在的环境风险。基于安定化/固化作用机理,研究得到高效破胶技术和多级复合固着强化技术,能将钻井废液完全包容封闭在惰性基材中形成微匣限环境,彻底吸附和分解污染物质;其中的有机结构调节剂增加了固化体和砂体的胶结强度和整体抗压强度,在提高了无害化处置效果的同时,缩短了施工周期。塔里木油田DH1-3H井现场应用表明:使用该技术后,钻井废液固化体浸出液毒性和抗压强度指标检测均达到国家标准,现场施工完毕2h后,池面即可行人,12h即可行驶车辆,无害化处理效果良好,被列为塔里木油田污染治理示范工程。

新疆油田钻井废液固液分离实验研究及现场应用

针对中国石油新疆油田公司的废弃钻井液,研究出了化学脱稳剂对钻井废液进行破胶脱稳,并确定了固液分离以及分离出水处理的药剂配方。研制了一套以带式压滤机为核心分离设备的钻井废液处理设备,在中国石化西南分公司以及中国石油新疆油田公司进行现场应用试验。结果表明,废水达到国家相关标准要求后就地排放,分离出的干泥饼浸泡液能够达到国家相关标准要求,处理成本低于50元/m3。该处理设备工艺及设备具有简单易操作,处理成本较低等特点,具有推广应用的价值。

不同预处理方法对钻井废液中胶粒的影响

钻井废液是产生于油气开发钻井作业过程中的一种特殊工业废液,多为碱性条件下的负离子稳定体系。废液中含有种类繁多的有机类钻井液添加剂和石油类物质,污染物浓度高且性质多变,故钻井废液的高效快速处理和循环利用是油气田环境保护中急需解决的关键技术。通过分析钻井废液中胶粒的存在状态、ξ电位的变化,探讨了采用酸液、高价金属盐等不同破胶预处理方式的作用效果和机理,为钻井废液进一步深度达标处理提供了技术支持。

絮凝剂对钻井废液的无污染处理

选取榆林某厂钻井废液为处理对象,研究絮凝剂对钻井废液的无污染处理,考察单一絮凝剂和混合絮凝剂、混合絮凝剂的用量、不同起始pH值对钻井废液处理的影响,并对处理后的剩余污泥进行脱水研究。结果表明:在pH=14的条件下,向钻井废液中加入混合絮凝剂(3 g聚合氯化铝、5 g氧化钙、0.1 g聚丙烯酰胺)对钻井废液的处理效果最佳,然后利用恒压过滤使过滤后污泥中的含水率降为49.8%,相对于未过滤污泥中的含水率91.7%减少了41.9%,有效降低了剩余污泥中的含水率。

聚合物钻井废液的处理研究

文章采用化学处理方法对聚合物钻井废液进行处理,先对其进行破胶混凝处理,再固液分离,最后固化处理。通过对几种主要处理剂的加量以及配伍性的研究,得出最优处理配方,经最优配方处理后的固化物浸出液监测指标均较好,其中色度、pH值及COD监测指标均能达到GB 8978-1996《污水综合排放标准》一级标准,减少了聚合物钻井废液对环境的污染。

用太阳光Fenton工艺处理钻井废液的研究

研究了大港油田钻井废液的太阳光Fenton催化氧化处理技术。根据太阳光辐射强度的变化,选择10时到13时作为辐射实验研究时间,考察了不同Fenton体系、光照条件和温度等因素对钻井废液COD去除效果的影响。研究结果表明:太阳光Fenton处理工艺对钻井废液中的COD具有较好的去除效果,使COD值由583.0 mg/L降低到120 mg/L以下,最低达到65.0 mg/L;氧化剂H2O2加量和光照条件对太阳光Fenton工艺处理效果的影响较大,H2O2(30%)加量为7～9 mL/L、晴天时太阳光照射120～150 min的处理效果最优。用太阳光Fenton工艺处理钻井废液,具有能耗低、处理效果好、反应温和等优点,具有较为广阔的应用前景。

酸化-混凝-催化氧化联合处理钻井废液研究

油气田钻井废液一直是油田治理环境风险的难题,本实验以某油田钻井废液为研究对象,其COD值高达67 920mg/L,通过酸化-混凝-催化氧化等联合工艺对其进行处理,重点考察新型混凝剂PAZC的制备及其二氧化氯催化氧化过程的最佳工艺条件,处理后其COD值能降到126.9mg/L,达到GB/T 8978-1996《污水综合排放》的二级排放标准。

钻井废液-废水处理一体化设备的研究及应用

介绍了钻井清洁生产的核心设备——钻井废液-废水处理一体化设备的原理、流程和处理效果。实践证明,用这种一体化设备处理普通聚合物钻井液体系产生的钻井废液时,设备排水质量可达到GB8978-1996《污水综合排放标准》(一级标准或二级标准);当用于处理高温深井聚合物-磺酸盐复杂钻井液体系产生的钻井废液时,除了COD外, 排出水的主要水质指标可达到GB8978-1996《污水综合排放标准》(二级标准)。用该设备处理后的泥渣含水率低于55%,泥渣体积减少了88%。

王家岗污水站钻井废液预处理技术

针对胜利油田石油开发期间钻井、作业等过程中产生的大量废液造成的环境污染以及对污水站污水处理系统的危害性,选择洗井废水、压裂返排液和王家岗污水站废液收集池中混合废液为研究对象,采用复配破胶分离化学药剂进行净化处理。通过实验研究表明,采用化学破稳分离法处理油田钻井作业废液是可行的。通过对药剂使用条件的室内研究,筛选出ZF型复合高效废液处理剂的最佳匹配方案为ZF-Ⅰ-B和ZF-Ⅱ-A,复合高效钻井作业废液处理剂的最佳使用浓度范围分别为300～400mg/L和70～80mg/L。由于各种废液的相互作用,混合废液破稳分离处理效果优于单一的钻井作业废液,混合废液经过破稳分离后与王家岗采出水具有良好的配伍性,符合现场生产的实际需要。现场中间试验表明:在ZF-Ⅰ-B用量为320～400mg/L,ZF-Ⅱ-A用量为90～120mg/L的条件下,破稳分离罐出水的悬浮物含量均在45mg/L以下,装置出水可以降至15mg/L以下,去除率均在92%以上,处理后的废液可以达到进油田采出水处理系统的水质要求。

钻井废液对环境影响分析

钻井废液(泥浆)是一种多相稳定胶态悬浮体系,含有多种无机盐、有机处理剂、聚合物、表面活性剂等物质,其中所含油类、盐类、钻井液添加剂以及一些可溶性的重金属离子污染土壤、水体,影响动植物生长,危害人类健康。

钻井废液固化剂THGH-1的效果评价

1 钻井废液的测定 在油田的勘探和开发中,井场上往往留下大量的钻井废液及岩屑露天堆放.这些钻井废液中含有许多危害周围环境的有害组分(如高聚物、重金属离子、油类等),它们通过扩散、渗漏、溢出、淹没等各种方式污染水源,危及周围农田农作物和水生生物的生长,甚至影响到周围居民的身体健康. 根据对已有的资料分析,新疆吐哈钻井废液的主要污染指标(COD、悬浮物、pH、挥发酚、Cr6+、硫化物)表明,石油类、COD和pH值是最重要的污染指标,参照国家环保局<水和废水监测分析方法>的规定,对其有害组分进行了分析,结果见表1.

塔里木油田钻井废液微匣限无害化处理技术研究

塔里木油田主要油气开发区处于生态环境脆弱的荒漠之中,钻井废液产生量大,污染负荷重,加之钻井作业分散,是塔里木油田主要的作业污染源之一。目前采用的自然干化填埋和常规固化法对其中的有害物质固定能力有限,存在潜在的二次污染环境风险。在分析了塔里木油田钻井废液污染特征基础上,引入天然纳米净化材料,研制了新型无害化处理优化配方,分析了无害化处理效果的影响因素,形成了新型无害化处理及再利用技术。应用后能形成微匣限处理环境,将钻井废液完全包容封闭以彻底吸附和分解污染物质,提高了无害化处置效果,缩短了施工周期。塔里木油田现场应用表明:应用新型无害化处理技术后,现场钻井废液固化体抗压强度和浸出液毒性指标检测均达到国家标准,施工完毕12 h后原池面即可行驶车辆,3年后监测指标仍然满足国家标准,无害化处理及再利用效果良好。

煤层气钻井废液无害化处理工艺技术研究

通过对煤层气钻井废液组成、特性及危害分析,结合煤层气开采钻井废液特点提出了应用高效脱稳混凝技术进行废液无害化处理方法。实验分析了钻井废液污染情况,优选了脱稳混凝处理剂、达标排放处理剂及处理工艺条件,并对处理剂作用机理进行了研究,并通过研究得到了处理煤层气开采中钻井废液无害化处理工艺流程、优化处理工艺条件。采用上述流程和工艺条件使污染指标严重超标的钻井废液经过处理后,其主要指标均能够达到GB8978-1996一级排放标准,实现了无害化处理。该处理工艺技术具有处理效率高、效果好、处理方便等优点。

声化学集成臭氧技术处理钻井废液实验研究

目前国内外油气井钻井废液的处理方法主要有直接排放、填埋、坑内密封、土地耕作、固化法、焚烧法、微生物法等,这些方法都存在处理费用高、处理不彻底、适用范围窄等问题,其中钻井废液的脱稳混凝处理是关键。针对钻井废液组成、特点、危害及目前国内外处理现状,根据声化学、臭氧氧化作用机理,提出了采用声化学复合臭氧氧化集成技术达标处理钻井废液的研究思路。实验分析了影响声化学脱稳及声化学复合臭氧深度处理因素,并得出如下钻井废液达标处理优化工艺:①声化学脱稳混凝处理,声强30 W/cm2、声频35kHz、作用时间20min、无机混凝剂PAC加量0.6%;②声化学复合臭氧氧化深度达标处理,声强35W/cm2、声频35kHz、O3浓度1 000mg/L、反应时间20min。同时,采用电镜扫描分析了声化学脱稳混凝处理后絮体表面特征,分析了其混凝作用机理。实验研究的结果表明:该处理技术具有化学试剂加量少、二次污染较低、药剂成本低、处理效果明显等优点,同时,钻井废液处理后能够实现达标排放。

高COD钻井废液处理技术

为了解决钻井废液对环境的污染问题,对混凝沉淀、Fenton试剂氧化和二氧化氯(Cl O2)氧化活性炭吸附共同处理钻井废液的技术进行研究。结果表明:采用p H为5的200 mg聚合氯化铝铁和20 mg阳离子型聚丙烯酰胺进行初步混凝处理,再用Fenton试剂氧化1. 5 h,加入5 mg Fe SO4·7H2O,p H为3的30%H2O2溶液1. 0 m L,用适量二氧化氯氧化活性炭吸附,最后化学需氧量(COD)从1 108. 32 mg/L降低到12 mg/L,达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级排放标准要求。

油田钻井废液预处理技术研究

新型复合高效废液处理剂ZF-Ⅰ和ZF-Ⅱ应用于废液破稳分离处理,结果永66-29#钻井废水悬浮物去除率达83.6%,油含量去除率达到86.2%;史3-12-13#酸化废液悬浮物去除率达80.7%,油含量去除率达到85.3%;史3-12-X9#洗井废水悬浮物去除率达87.8%,油含量去除率达到90.5%;王家岗废液混合样悬浮物去除率达92.2%,油含量去除率达到93.6%;处理过程中形成的絮团大且密实,沉降速度快。在室内研究以及现场中间试验的基础上,进一步开发了集一级强化破胶、两级破稳分离工艺于一体的钻井作业废液预处理装置,该装置应用于废液处理后悬浮物含量由原水中的985.8 mg/L降至处理后的30.2 mg/L,油含量由原水中的91.0 mg/L降至2.8 mg/L,处理成本降至10.7元/m3,且处理后的废液与油田采出水配伍性良好,实现了处理后废液与油田采出水配伍混合回注地层的预处理工艺目的。

油气钻井废液有机物光催化反应器研究进展

简述了光催化技术的主要特点和反应器的分类,综述了几类针对处理有机废水研究较多的反应器类型,分别对各类反应器的技术特点、优缺点和需改进的问题进行分析,对未来用于处理钻井废液有机物的光催化反应器的设计研究提出建议与展望。