于怀清[1]2003年在《废弃钻井泥浆及钻井废水化学处理研究》文中研究说明钻井废水及废弃钻井泥浆作为钻井过程中所产生的一种重要的工业废水，已经成为石油工业的重要污染源之一，其对环境的影响，已经越来越引起人们的关注。因此，长庆油田决定对其立项进行处理。本文在分析长庆油田钻井废水及废弃钻井泥浆水质特征的基础上，采用化学混凝和化学强化固液分离分别对调整井和开发井进行了大量的实验研究，筛选出了有效的处理剂，并使出水达到了GB8978-1996《污水综合排放标准》二级标准的要求，分离后的污泥可以进行填埋。 此外，本文还对项目所涉及的两个理论问题进行了深入的实验研究。研究了酸对废弃钻井泥浆的脱稳作用和PH值对无机混凝剂的影响，并从理论上进行了探讨。此外，还研究了无机凝聚剂和有机高分子絮凝剂协同作用中PAM的作用、加药顺序及PAM分子量的影响。该部分的结论对现场操作具有一定的指导意义。
宋延博[2]2007年在《胜利油田钻井废弃泥浆固化处理技术研究》文中提出在钻井过程中,泥浆从钻杆注入井底,携带岩屑,在钻井完成后,总会产生一部分过剩的或者废弃的泥浆。这部分废弃泥浆是一种含粘土、加重材料、材料添加剂、污水、污油及钻屑的多相稳定胶悬浮体,成分复杂。对废弃泥浆的调查分析表明,泥浆中含有盐类(尤其是Cl~-)、柴油及其它矿物油、CODcr、某些可溶性微量元素,如总铬、六价铬、汞、总砷、总铅、总镉等,另外泥浆中的PH值也很高,如果不经处理直接把这些泥浆排放到城市下水道、农田、河塘、海洋将会对土地和水资源造成极大污染。我国每年废弃泥浆排放总量约为200多万m~3,胜利油田每年也产生泥浆约30多万m~3。随着经济的发展和对环保重视程度的提高,如何处理废弃泥浆已经成为现在油气勘探与开发工业中人们最大关注的问题,对废弃泥浆处理技术的研究也愈来愈受到重视。国内外针对废弃泥浆的无害化治理开展了大量的研究,其中通过固化工艺进行无害化处理的技术是目前比较成功的技术。在国外如美国、俄罗斯等得到了广泛应用,国内在中原油田等地已经成功的用固化方法治理了大批的钻井废弃泥浆。由于钻井过程中使用的泥浆体系随着区块和井深的不同而变化,不同泥浆体系中含有不同的成分,因此产生的钻井废弃泥浆中的污染物成分和数量也会发生变化,固定的固化工艺是不能适用于所有的泥浆体系的。针对不同的泥浆体系,其固化配方中药剂的种类和配比等都会发生相应的变化。实践也表明,这些固化配方直接用于胜利油田的废弃泥浆的治理是不合适的,固化泥浆浸出液中COD、pH和色度等污染物指标会出现超标,因此需对泥浆固化配方进行改进,重新确定固化工艺配方以适用于胜利油田泥浆体系的无害化治理。本文在对胜利油田泥浆体系调查的基础上,确定了胜利油田泥浆体系的特点,并通过实验确定了适合于本泥浆体系的固化工艺的药剂配方、配比以及固化剂的添加量。历时八个月,在胜利油田各采油厂选取典型井的废弃泥浆进行现场固化实验100余口,监测结果表明,固化泥浆浸出液中各项污染物指标均能达到国家和地方相关标准,说明本文提出的改进后的泥浆固化工艺能够适用于胜利油田的泥浆体系。本文的研究成果将能够提供一种治理胜利油田钻井废弃泥浆的无害化处理技术,将对胜利油田钻后污染的治理以及油区环境的保护具有重要的意义,同时还能对其他油田钻后污染治理起到借鉴意义。
王彩林[3]2017年在《废弃钻井泥浆随钻无害化处理》文中认为在石油勘探开发过程中,不可避免的会产生大量废弃物,其中容积量最大的废弃物是钻井过程中产生的钻井废弃泥浆。大港油田地处沿海区域,由于地理环境特殊,该油田钻井深度大多在2000m以上,废弃泥浆量大,泥浆体系复杂多变,石油类物质含量极高,具有高度的稳定分散性;且作业分散,泥浆后续处理难度大。如果处理不当,势必污染当地的环境,造成难以估量的损失,而环境污染反过来会制约石油工业的发展。因此,寻求一种快速、无害化的废弃钻井泥浆处理工艺显得更加重要。本文结合大港油田现场情况,综合分析废弃钻井泥浆中污染物的特性,对废弃钻井泥浆采用先胶体化处理,再利用胶体的化学聚沉原理进行破胶分离。并通过单因素法研究了处理剂类型、浓度及投加量对泥浆固液分离效果的影响。通过正交实验具体探讨了搅拌速率、反应温度、反应时间等工艺条件对泥浆固液分离效果的影响。以及不同机械设备条件下的最佳机械分离设备对泥浆固液分离效果的影响。实验结果表明:(1)处理淡水泥浆(固含量<10.0%)的最佳工艺:搅拌速率保持在30～50r/min,反应温度维持在20～30℃,采用低聚合度的丙烯酰胺溶液将泥浆进行胶体化处理,PAC进行破胶,每处理100mL的淡水泥浆,需投加5g2%的丙烯酰胺水溶液,12.0g的PAC溶液,淡水泥浆中的悬浮物去除率至少为90%,COD值、pH值以及色度值均低于国家排放要求;(2)处理聚合物泥浆与硅基防塌泥浆时,均选择FI做凝聚剂对泥浆进行胶体化处理;H25做破胶剂进行胶体脱稳、破胶处理;CA-2做化学助凝剂对分离后滤液中的悬浮物进行二次絮凝。(3)处理聚合物泥浆与硅基防塌泥浆的最佳试剂配比:①聚合物泥浆时,FI:H25:CA-2=3:4:4,即FI为7.5g/100g废弃泥浆,泥饼的固含量达到87.6%;②硅基防塌泥浆时,FI:H25:CA-2=5:4:6,即FI为12.5g/100g废弃泥浆,泥饼的固含量达到72.5%。(3)聚合物泥浆与硅基防塌泥浆随钻无害化处理的最佳工艺条件:反应温度为15～25℃,反应时间为5～10min,搅拌速率因泥浆种类的不同而做出相应调整(①聚合物泥浆时,搅拌速率为50～100r/min;②硅基防塌泥浆时,搅拌速率为150～200r/min)。(4)固-液两相的最佳机械过滤方式为板框过滤,且本实验的全部工艺操作时间不超过20min。(5)在现场应用中淡水泥浆、聚合物泥浆与硅基防塌泥浆不需要分类处理,均可按照聚合物泥浆的处理工艺进行。其试剂的用量为:FI、H25和CA-2分别为7.5%～13.0%、6%～9%和10.0%～15.0%,处理后泥饼的固含量高于60%,泥饼浸出液的COD、pH以及一些重金属离子的浓度都可以达到国家和地方固废弃排放的相关标准,满足企业生产要求。
于真真[4]2009年在《钻井废弃泥浆无害化处理实验研究》文中进行了进一步梳理在钻井作业过程中,产生的废弃钻井泥浆是含有重金属、碱、油等污染物,必须进行有效的无害化处理,不能直接排放到周围环境中。传统废弃钻井泥浆处理方法处理后,泥浆含水量较高,限制了废弃泥浆的二次开发利用范围。本文对大港油田单口钻井两种不同性质的废弃钻井泥浆进行基本物性分析的基础上,采用化学固液分离的方法,采取加入化学药剂强化泥浆脱水过程,以达到降低泥浆的含水量的目的。离心沉降实验表明,在较高的分离因数和较高的分离时间下,泥浆沉淀的含水量保持在42%~46%之间,含水量较高。而用化学破胶絮凝,加入表面活性剂型助滤剂,改善絮凝体性能,然后过滤的方法能大幅减少滤饼的含水量。对于废弃盐水钻井泥浆脱水研究表明,加入阳离子PAM絮凝,真空抽滤后滤饼的含水量就能下降到最低。无机絮凝剂也能使废弃盐水钻井泥浆脱稳絮凝,但脱水效果不好。在无机絮凝剂絮凝后添加表面活性剂的方法也能降低滤饼的含水量,但没有添加阳离子PAM絮凝抽滤的脱水效果好。对于废弃淡水钻井泥浆,无论是无机絮凝剂还是有机絮凝剂,直接向稀释后的废弃淡水钻井泥浆中投加药剂都不会出现絮凝。通过向废弃钻井泥浆中加入一定量的PAM预处理后,再投加无机絮凝剂,废弃淡水钻井泥浆才会出现絮凝。实验发现,向废弃淡水钻井泥浆中加入0.3%的PAM预处理,再加入硫酸铝破胶絮凝,最后加入0.54%的十二烷基苯磺酸钠真空抽滤的脱水效果最好,含水量最低为35.1%在此基础上提出废弃盐水泥浆的处理工艺为:盐水泥浆→稀释3倍→加入0.63%的阳离子PAM脱稳絮凝→硫酸铝澄清→真空抽滤。废弃淡水泥浆的处理工艺为:淡水泥浆→加入0.3%PAM预絮凝→硫酸铝破胶絮凝→0.54%的十二烷基苯磺酸钠处理→真空抽滤。
李斌[5]2013年在《钻井废弃泥浆化学脱稳技术研究》文中进行了进一步梳理在石油勘探开发过程中，不可避免的会产生大量废弃物，其中容积量最大的废弃物是钻井过程中产生的钻井废弃泥浆，它是一种含粘土、加重材料、化学处理剂及钻屑的多相胶体—悬浮体体系，具有高度的分散稳定性，造成脱水困难，严重影响了废弃泥浆的处理效率。新疆油田地处少数民族居住的极度干旱缺水沙漠区域，生态环境十分脆弱。由于地理环境特殊，该油田钻井深度大多在5000m以上，废弃泥浆量大，泥浆体系复杂多变，石油类物质含量极高，具有高度的稳定分散性；且地域广阔，作业分散，泥浆后续处理难度大，是制约油气田发展的瓶颈。针对南疆油田钻井废弃泥浆固含量高、流动性差、石油类物质含量高等特点，先用硫酸酸化，使得废弃泥浆中的护胶剂失效，稳定性降低，获得较高的自然出水率。后续采取稀释、气浮降低废弃泥浆中的石油类物质含量。通过单因素实验，确定最佳除油工艺条件为：稀释倍数为1.5、pH为6、曝气时间为15min、曝气量为2.5m~3·m~(-3)·h，废弃泥浆中的石油类物质含量低于1%。气浮除油结束后，进行混凝实验。通过考察出水水质、含水率等，确定破胶剂为复合破胶剂H_2SO_4与Al_2(SO_4)_3混合液（1:3），絮凝剂为聚合氯化铝(PAC)，助凝剂为阳离子聚丙烯酰胺（分子量600万）。混凝单因素实验结果表明：废弃泥浆含油率为1%，破胶剂投加量1.2%，絮凝剂的投加量1%，有机助凝剂的加量为0.5‰，毛细吸水时间降至60s，脱水性能显着提高。混凝正交实验表明，影响钻井废弃泥浆混凝脱水因素的重要性由主到次分别为：废弃泥浆的含油率、助凝剂的投加量、破胶剂的投加量、絮凝剂的投加量。最优方案为：含油率为1%，破胶剂的投加量为1.5%，絮凝剂的投加量为1%，助凝剂的投加量为0.5‰。固液分离后，泥饼浸出液中的化学需氧量、色度、浊度、Cr~(6+)等污染指标均低于国家污水综合排放标准（GB8978-1996）二级标准限值。测定废弃泥浆处理前后的粒径分布及其形貌，处理前的粒度分布为单峰，泥浆颗粒主要分布在1000~7000nm之间，占总体积的86.2%，平均粒径d=2914nm；处理后的粒度分布为双峰，泥浆颗粒主要分布在3000~7000nm之间，占总体积的96.1%，平均粒径d=4704nm。处理前泥浆颗粒分布较为分散，颗粒表面致密；处理后的泥浆胶体颗粒聚集程度高，胶体颗粒大，表面疏松、有网状结构存在，稳定性降低。气浮除油时碳钢片的腐蚀速率为0.21mm/a，混凝中的碳钢片的腐蚀速率为0.30mm/a，两者的腐蚀速率表明其对碳钢的腐蚀等级属于二级耐蚀性(0.1mm/a~1.0mm/a)，碳钢在这种环境下属于一般耐腐蚀性材料，因此可选择普通的碳钢材料作为气浮和混凝设备的铸造材料。研究结果表明，该技术脱稳效果好，脱水速度快，工艺简单，运行成本低，为加快新疆油田钻井废弃泥浆处理在技术上提供了依据。
曹义军[6]2013年在《“油田钻井废弃物不落地达标处理技术”在中国石油塔里木油田适用性分析》文中研究表明本研究根据“钻井废弃物不落地达标处理技术”的基本原理及技术特点，在借鉴国内、疆内对采用该项技术的现场适用性实验研究的基础上，针对废弃钻井泥浆成分复杂，色度、COD、石油类等有机类污染物及重金属类污染物及盐份组分含量高的特点，通过新垦101井现场实验，证明了该项处理工艺在新疆地区的环境、经济、技术的可行性，是钻井环保的一次革命性创新及应用，适用于塔里木油田各油田区块钻井泥浆处理。主要结论有：1、采用“钻井废弃物不落地达标处理技术”处理后的钻井废水及泥饼（包括岩屑在内）从其出水及浸出液中均能显示出良好的处理效果，均可达到国家相应的标准要求，环境风险大大减小；达标废水随钻井处理过程中循环利用，不存在外排问题，泥浆体积也显着降低。实现了油田钻井资源化、减量化及清洁化生产的目的，是钻井废物治理中一次重大的突破。2、“钻井废弃物不落地达标处理装置”设计处理量为10-15m3/h，本次钻井废弃物产生量约1.8-3.1m3/h，能够满足一开、二开钻井时段排浆量大的处理要求，处理连续、及时，并且相对稳定。经过振动筛过滤出的废弃物不再被存放于泥浆池中，而是直接进入处理系统处理，对于聚合物体系、聚磺体系和磺化防塌钻井液体系尤其是在冬季条件下均能显示出良好的处理效果，随钻处理出的钻井废水及泥饼（包括岩屑在内）均得到有效处理，基本达到国家相应的标准要求。3、处理后的出水达标，均被处理装置自身用水及井队循环使用，废水资源得到有效利用，节约了井队用水，整个钻井过程未产生外排废水。处理后的泥饼达标，且减少了固废体积。整个实验处理钻井废弃物量约3997m3，产生泥饼（含岩屑）1652m3，体积减小约59%，均堆放于井场外侧，拟用于铺垫井场及填埋。此处理方法与传统固化方法相比，固化所加入的固化物要比在原泥浆排放量的基础上增加30%的体积。由此可见，经装置处理后的钻井泥浆达到了减量化要求。同时，也大大消减了环境污染风险。
蒋淑英[7]2007年在《大庆油田废钻井液生物毒性与生物效应的研究》文中研究指明本文通过发光细菌法和蚕豆根尖细胞微核试验，评价了大庆油田废钻井液的急性毒性和遗传毒性；通过大豆生长发育盆栽试验，研究了废钻井液对大豆的生物效应。结果表明，大庆油田应用的两性复合离子钻井液、乳液高分子聚合物钻井液和有机硅钻井液的急性毒性都较低，属于无毒或微毒水平；遗传毒性也较低，含量在20％以下时为无毒或微毒水平，乳液高分子聚合物钻井液的遗传毒性略高于两性复合离子钻井液和有机硅钻井液。滤液的毒性大于全泥浆，并且遗传毒性随着钻井液含量的增加而增大。在试验条件下，废钻井液对大豆的生长发育有促进作用，使大豆的株高和淀粉含量平均增加了14.24％和22.42％，蛋白质平均增加了2.36％。废钻井液中的Cu、Pb、As、Cd、石油总烃、芳烃、酚和硫化物等含量普遍高于大庆地区土壤背景值，这些有害成分能残留在大豆种子中，而且大豆种子中的Cu、Pb、As、Cd、石油总烃和酚类物质等的含量与土壤中废钻井液中的含量之间存在着显着的线性关系。
白剑, 石明杰, 付娜, 赵静[8]2017年在《钻井泥浆生物无害化处理技术的应用效果及发展趋势》文中认为钻井泥浆的无害化处理是石油钻完井过程中迫切需要解决的问题,其中生物处理技术成本低、效率高,可以实现真正的无害化而具有广阔的应用前景。本文结合钻井泥浆的环境危害及常规处理方法存在的诸多问题,重点介绍通过固-液分离工艺后,废水和泥渣的生物处理关键技术及应用现状。阐述生物处理钻井泥浆石油烃组分和重金属的机理;介绍泥浆处理后的废水无害化技术,包括好氧生物法、厌氧生物法、生物絮凝法和自然生物处理法等,以及泥渣无害化处理方法,如堆肥处理法和微生物-土壤联合处理等技术。本文归纳总结目前生物处理技术在钻井泥浆无害化处理中的应用效果,并积极探索钻井泥浆生物无害化处理技术的发展策略和趋势。
罗伟[9]2015年在《钻井废弃泥浆固化路基材料性能研究》文中指出随着对石油工业这类能源产业需求量的增加,石油开采作业所产生的废弃物给环境带来的问题日趋明显。在油田废弃物中最主要的钻井废弃泥浆的处理问题上,采用得最多的方法是随钻随治,此方法是将现场的钻井泥浆直接进行无害固化处理,一般通过在泥浆池里加配制好的固化剂进行就地固化。这种随钻随治方式简单易行,但主要存在着四个方面的问题：征地费用高、土地资源浪费；容易造成二次污染；处理工艺原始,不利于环保；不能将废弃利用,没达到节能环保的要求。本文从废物利用的角度出发,以满足污染物的排放和路基材料的基本性能为基础,将钻井废弃泥浆进行改良固化后用作路基材料,来铺筑附近的简易路基。先通过传统固化工艺对钻井废弃泥浆进行固化,结合路基材料的基本性能要求,分析研究固化后的钻井泥浆的状态,再对钻井泥浆进行改良固化处理,使其满足各项指标要求。本文主要的工作及研究成果如下：(1)对钻井废弃泥浆的组成、性质、分类和路基材料所具备的基本性能要求作了详细阐述。(2)通过室内对比实验研究,优选出了固化钻井废弃泥浆的破胶剂和固化剂,破胶剂的组分及掺配比例为：硫酸铝1.5%和PAC0.5%；固化剂的组分及掺配比例为：粉煤灰40%、石灰5%、石膏10%、水泥5%、黄土10%。(3)通过分析固化后的钻井废弃泥浆状态,结合路基材料所具备的基本性能要求,提出了改良方案：破胶剂不变,将固化剂改成石灰和粉煤灰。(4)通过分析研究,选取固化剂为石灰与粉煤灰的二灰固化剂,二者之间的掺配比为1：3,再对不同掺配比(30%、40%、50%、60%、70%)的二灰固化剂对钻井废弃泥浆进行改良固化实验,结合环境指标和路基材料的基本性能要求,优选出了最佳二灰掺配比为60%。在该掺配比例下各项指标：COD80mg/L、色度35、石油类含量3.5mg/L、液限45.4%、塑限36.3%、塑性指数9.1、加州承载比19.4、无侧限抗压强度1.55MPa,均满足规范要求。(5)结合改良固化的室内实验方案,提出了现场施工方案,并通过分析计算各项原料的费用,进行了经济效益评价。表明改良固化具有一定的经济价值,对实际工程运用提供一定的参考价值。
董娅玮[10]2009年在《废弃钻井泥浆固化处理技术研究》文中研究指明石油与天然气勘探开发过程会产生大量污染物,废弃钻井泥浆是主要污染物之一。如果处理不当,势必污染当地的环境造成难以估量的损失,而环境污染反过来会制约石油工业的发展。本研究是在对废弃钻井泥浆的来源、污染组分特征、处理技术现状等问题分析的基础上,结合长庆油田陕北采油区的现场实际情况,综合分析了废弃钻井泥浆中污染物的特性,提出了对废弃钻井泥浆采用先破胶,再利用工业废渣粉煤灰、石灰、黄土、水泥配制的复合固化剂进行固化的处置工艺。进一步研究了各因素对固化效果的影响,并对其固化机理进行了分析,通过研究获得了以下有意义的成果。(1)通过现场调研和室内分析实验,结果表明:长庆油田陕北采油区完钻后产生的废弃钻井泥浆从感观上看该样品完全没有游离水,粘度大,含水率高,是一种典型的粘稠状胶体。泥浆的色度、COD_(Cr)、pH、石油类、悬浮物等严重超标。若不采用适当的方法来处理,它将对环境造成极大的危害,因此对废弃钻井泥浆的治理研究工作势在必行。(2)根据形成当地泥浆胶体结构的主要成分为羧甲基纤维素钠(CMC),结合CMC的特性和泥浆固化的原理,提出了无害化处理方案:首先对废弃钻井泥浆进行破胶预处理,再加入以粉煤灰、黄土为主料的复合固化剂,通过粉煤灰的火山灰活性和黄土的胶结性对废弃钻井泥浆固化,使其具有一定的强度并成较致密的固体。(3)根据化学脱稳的理论基础,通过室内的实验研究,筛选出破胶剂的种类,确定了各种破胶剂的最佳添加比例。综合考虑泥浆的离心液水质和泥饼含水率,筛选出四种破胶剂,比较其固液分离效果依次为:叁氯化铁＞硫酸铁＞硫酸铝＞聚合氯化铝。因此,选择破胶剂叁氯化铁处理废弃钻井泥浆,其最佳投加量为每处理1立方米废弃泥浆加入0.006吨叁氯化铁。(4)对破胶预处理后的废弃泥浆进行固化处理,以固化体抗压强度和固化体浸出液COD_(Cr)、色度及pH为主要控制指标,采用正交实验优选了固化剂的配方为:每处理1立方米废弃泥浆需加入0.4吨粉煤灰,0.06吨石灰,0.3吨黄土,0.05吨水泥。通过合理控制这四者的加量即可控制固化时间和固化体的强度,从而控制固化效果。无害化评价实验表明,固化体浸出液的主要污染物含量优于《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级排放标准。表明该方法能有效固结废弃钻井泥浆中的有害物质,可实现就地快速固化处理的目的。同时,对固化过程中影响固化效果的因素进行了较为详细的分析,可为其他地区油田废弃钻井泥浆的处理提供技术借鉴;并探讨了各种固化剂的作用机理。(5)探讨了各种固化剂的作用机理,初步设计了现场施工工艺,对所用原材料进行了成本分析和经济评价。表明该固化处理方法具有一定的实用价值和经济价值,为进一步现场应用提供了技术基础。
参考文献：
[1]. 废弃钻井泥浆及钻井废水化学处理研究[D]. 于怀清. 西南石油学院. 2003
[2]. 胜利油田钻井废弃泥浆固化处理技术研究[D]. 宋延博. 山东大学. 2007
[3]. 废弃钻井泥浆随钻无害化处理[D]. 王彩林. 天津工业大学. 2017
[4]. 钻井废弃泥浆无害化处理实验研究[D]. 于真真. 天津大学. 2009
[5]. 钻井废弃泥浆化学脱稳技术研究[D]. 李斌. 陕西科技大学. 2013
[6]. “油田钻井废弃物不落地达标处理技术”在中国石油塔里木油田适用性分析[D]. 曹义军. 新疆农业大学. 2013
[7]. 大庆油田废钻井液生物毒性与生物效应的研究[D]. 蒋淑英. 大庆石油学院. 2007
[8]. 钻井泥浆生物无害化处理技术的应用效果及发展趋势[J]. 白剑, 石明杰, 付娜, 赵静. 石油化工应用. 2017
[9]. 钻井废弃泥浆固化路基材料性能研究[D]. 罗伟. 西南石油大学. 2015
[10]. 废弃钻井泥浆固化处理技术研究[D]. 董娅玮. 长安大学. 2009
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