一種油基鉆屑的復合固化穩(wěn)定化處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種油基鉆屑的復合固化穩(wěn)定化處理方法，屬于油氣田油基鉆井液廢棄物處理【技術領域】。處理步驟如下：（1）中和：取油基鉆屑與清水充分攪拌后，用工業(yè)酸調(diào)節(jié)混合物pH為6.0～8.0；（2）破乳-氧化：向步驟（1）所得的混合物加入破乳劑，攪拌10～25min，再加入氧化劑快速充分攪拌后，靜止反應18～26h；（3）固結(jié)-調(diào)整：在經(jīng)步驟（2）處理的混合物中，依次加入高分子絮凝劑、復合固結(jié)劑、調(diào)整劑，充分攪拌后倒入模具，候凝成型。本發(fā)明適合各類油基鉆屑的復合固化穩(wěn)定化處理，處理后的固化物浸出液各項指標均達到《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）1～2級標準，實現(xiàn)了油基鉆屑的穩(wěn)定化處理和安全處置。
【專利說明】一種油基鉆屑的復合固化穩(wěn)定化處理方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種油基鉆屑的復合固化穩(wěn)定化處理方法，屬于油氣田油基鉆井液廢棄物處理【技術領域】。
【背景技術】
[0002]油基鉆井液有抗高溫、抗鹽鈣侵蝕，有利于井壁穩(wěn)定、潤滑性好、對油氣層損害小等優(yōu)點，常用于頁巖氣水平井、復雜井、小井眼井和高溫深井等鉆井中。油基鉆井液是以油為連續(xù)相，以水為分散相，其中還加入適量的乳化劑、潤濕劑、親油膠體和加重劑等組成的穩(wěn)定乳狀液體系。使用油基鉆井液過程中產(chǎn)生大量油基鉆屑和廢液中含有上述組分，屬危險廢物，如果不及時處理會給周邊環(huán)境造成嚴重傷害。油基鉆屑與水基鉆屑物性不同，具有礦物油含量高(5%?25%)，水含量低，固含量相對較高，乳化狀態(tài)穩(wěn)定的特點。
[0003]專利200610022008.3公開了一種鉆井廢棄泥漿無害化處理方法，首先采用酸中和廢泥漿中的氫氧化鈉或碳酸鈉，然后加入雙氧水或次氯酸鈉氧化去除廢泥漿中的有機物含量，最后加入吸附劑吸附廢泥漿中的水分，形成粉狀或塊狀固體。ZL201010209917.4公開了一種深井聚磺鉆井液廢棄泥漿的無害化處理方法，采用固結(jié)-氧化-調(diào)整方法處理深井聚磺鉆井液廢棄泥漿，先對廢泥漿固結(jié)處理，在堿性條件下加入氧化劑，最后對其進行調(diào)整處理。專利200410035507.7公開了鉆井廢棄泥漿無害化處理劑及處理工藝，針對水基廢棄泥漿，提出一種固化配方:聚合鋁15%?20%，硫酸鋁5%?10%，吸附劑生石灰15%?20%，氯化鈣10%?15%，硅酸鹽10%?15%，鐵氧化物5%?15%，硅灰25%?30%，增肥劑四氧化磷5%?10%，固化劑硅酸鹽水泥10%?15%，三乙醇胺5%?10%。根據(jù)符合兩個國家深埋標準與否，進行藥劑的調(diào)整和添加。ZL200610022008.3和ZL201010209917.4專利只采用氧化劑氧化，可以氧化去除油基鉆屑中部分游離的有機物和礦物油，但由于沒有破壞包裹在鉆屑表面的乳化態(tài)的油基鉆井液，其中礦物油未被氧化。專利200410035507.7只采用無機藥劑破乳，破壞了包裹在鉆屑表面的乳化態(tài)的油基鉆井液，但沒有降低油和水、固的界面張力，礦物油與水、固體物沒有分離，并且破乳后直接固化，沒有其他手段去除有機物和礦物油，礦物油的強滲透性將很難將其固化穩(wěn)定封閉。謝水祥、蔣官澄等在2011年2月的《環(huán)境工程學報》中利用化學強化分離-無害化技術處理廢棄油基鉆井液，對廢液分離的含油廢渣進行了固化處理，使用的固化材料包括:破膠劑A (中分子量聚合物)、吸附劑B (中分子量聚合物)、凝結(jié)劑C(無機鹽)、促凝劑D (高分子量聚合物)。處理后固化物監(jiān)測項目中C0D、pH、Cu、Pb、Cd、Hg、As均低于《國家污水綜合排放標準》二級標準限值。但文中未明確公開各藥品的名稱及加量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的是為了克服油基鉆屑采用水基鉆屑的常規(guī)固化處理存在的浸出液中石油類和有機物等主要污染物嚴重超標的缺陷，提出了一種油基鉆屑復合固化穩(wěn)定化處理方法。[0005]一種油基鉆屑的復合固化穩(wěn)定化處理方法，包含以下步驟:
[0006](I)中和:取油基鉆屑與清水充分攪拌后，用工業(yè)酸調(diào)節(jié)混合物的pH值為6.0~
8.0 ；
[0007](2)破乳-氧化:向步驟(1)所得的混合物中加入破乳劑，破乳劑的加量為每100ml油基鉆屑加入2~5g，攪拌10~25min，再加入體積為油基鉆屑體積5%~20%的氧化劑快速充分攪拌后，靜止反應18~26h ；
[0008](3)固結(jié)-調(diào)整:在經(jīng)步驟(2)處理的混合物中，依次加入高分子絮凝劑、復合固結(jié)劑、調(diào)整劑，三種藥劑的加量依次為每100ml油基鉆屑加入I~3g、20~40g、5~10g，充分攪拌后倒入模具，候凝成型。
[0009]所述的破乳劑為十二烷基硫酸鈉或十二烷基磺酸鈉的任一種。
[0010]所述的氧化劑為濃度30%的H2O2、次氯酸鈉或Fenton試劑其中之一。
[0011]所述的氧化劑Fenton試劑為濃度30%的H2O2與二價鐵鹽的混合物，其中H2O2與Fe2+物質(zhì)的量比為10~30:1。
[0012]所述的高分子絮凝劑是陽離子聚丙烯酰胺、陰離子聚丙烯酰胺或兩性離子聚丙烯酰胺中的任一種。
[0013]所述的復合固結(jié)劑為水泥、石灰和脲醛樹脂的混合物，以質(zhì)量比計，水泥:石灰:脲醛樹脂=13~16:2~6:1~3。
[0014]所述的調(diào)整劑為磷肥、硫酸鋁或尿素中的任一種。
[0015]本發(fā)明的有益效果:
[0016]本發(fā)明先將油基鉆屑pH值調(diào)整為中性，再通過加入破乳劑破壞粘附在油基鉆屑表面的油基鉆井液的乳化狀態(tài)，加入強氧化劑氧化有機物及部分礦物油，利用絮凝劑的吸附架橋及增強作用將松散的鉆屑顆粒牽連起來形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，最后通過固化形成的鈣礬石結(jié)構(gòu)，形成含有大量的水化硅酸鈣凝膠、水化硫鋁酸鈣和氫氧化鈣等具有緊密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)且不可逆轉(zhuǎn)的常態(tài)固體，從而使石油類、重金屬和有機物等污染物通過分子鍵合和穩(wěn)定化技術喪失生物毒性和遷移性，實現(xiàn)油基鉆屑穩(wěn)定化處理和安全處置。
[0017]本發(fā)明適合各類油基鉆屑的復合固化穩(wěn)定化處理，處理后的固化物浸出液各項指標均達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996) I~2級標準；處理工藝過程簡單，效率高，成本較低。
【具體實施方式】
[0018]下述實施例僅對本發(fā)明作進一步詳細說明，但不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。
[0019]實例實施過程所用樣品分別為:樣品1、樣品2、樣品3，均是來自某油氣田油基鉆屑。三組油基鉆屑樣品組分和浸出液主要指標分析結(jié)果見表1。
[0020]表1不同油基鉆屑樣品的組分和浸出液主要指標分析結(jié)果
[0021]
項丨I 含油W:，% I 食水缺，% mhi % -.................__pHC PD/mg.L
樣品 I9.567.6582.799.56__359
樣品 2^ 15J7 I ?τ? I 72.3710.34687 ' I 樣品 3 — 25.09 I 12.89 | 65.02 — 11.231285[0022]實施例1
[0023]量取樣品I油基鉆屑IOOml于燒杯中，加入IOOml水充分攪拌后，用稀硫酸調(diào)其pH值為6.0 ;加入2g十二烷基硫酸鈉攪拌20min，加入5ml濃度30%的H2O2充分攪拌，反應24h后；依次加入陽離子聚丙烯酰胺lg，按水泥:石灰:脲醛樹脂質(zhì)量比為13:6:1組成的復合固結(jié)劑20g，硫酸鋁5g ;攪拌均勻后倒入模具，候凝成型。
[0024]實施例2
[0025]量取樣品2油基鉆屑IOOml于燒杯中，加入IOOml水充分攪拌后，用稀硝酸調(diào)其pH值為7.0 ;加入3g十二烷基磺酸鈉攪拌15min，加入IOml次氯酸鈉充分攪拌，靜止反應18h ；依次加入陰離子聚丙烯酰胺2g，按水泥:石灰:脲醛樹脂質(zhì)量比為13:5:2組成的復合固結(jié)劑30g，磷肥Sg，攪拌均勻后倒入模具，候凝成型。
[0026]實施例3
[0027]量取樣品3油基鉆屑IOOml于燒杯中，加入IOOml水充分攪拌后，用稀硫酸調(diào)其pH值為7.5 ;加入3g的十二烷基硫酸鈉攪拌lOmin，加入20ml的Fenton試劑(濃度30%的H2O2與二價鐵鹽物質(zhì)的量比即H2O2 =Fe2+為30:1，以下數(shù)據(jù)同)充分攪拌，靜止反應20h ;依次加入兩性聚丙烯酰胺3g，按水泥:石灰:脲醛樹脂質(zhì)量比為14:3:3組成的復合固結(jié)劑40g，硫酸鋁10g，攪拌均勻后倒入模具，候凝成型。
[0028]對比例I和2分別按照ZL200610022008.3和ZL201010209917.4所述方法和步驟
處理
[0029]樣品1、實施例4?9步驟與實施例1相同,藥劑的加入方式及加量如表2所示,處理后固化物組分及其浸出液的主要指標分析見表3。
[0030]表2藥劑的加入方式及加量
[0031]
【權(quán)利要求】
1.一種油基鉆屑的復合固化穩(wěn)定化處理方法，其特征在于:包含以下步驟: (1)中和:取油基鉆屑與清水充分攪拌后，用工業(yè)酸調(diào)節(jié)混合物的pH值為6.0?8.0 ; (2)破乳-氧化:向步驟(I)所得的混合物中加入破乳劑，破乳劑的加量為每IOOml油基鉆屑加入2?5g，攪拌10?25min，再加入體積為油基鉆屑體積5%?20%的氧化劑快速充分攪拌后，靜止反應18?26h ； (3)固結(jié)-調(diào)整:在經(jīng)步驟(2)處理的混合物中，依次加入高分子絮凝劑、復合固結(jié)劑、調(diào)整劑，三種藥劑的加量依次為每IOOml油基鉆屑加入I?3g、20?40g、5?10g，充分攪拌后倒入模具，候凝成型； 所述的破乳劑為十二烷基硫酸鈉或十二烷基磺酸鈉的任一種； 所述的高分子絮凝劑是陽離子聚丙烯酰胺、陰離子聚丙烯酰胺或兩性離子聚丙烯酰胺中的任一種； 所述的復合固結(jié)劑為水泥、石灰和脲醛樹脂的混合物，以質(zhì)量比計，水泥:石灰:脲醛樹脂=13?16:2?6:1?3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油基鉆屑的復合固化穩(wěn)定化處理方法，其特征在于: 所述的氧化劑為濃度30%的H2O2、次氯酸鈉或Fenton試劑的任一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油基鉆屑的復合固化穩(wěn)定化處理方法，其特征在于:所述的調(diào)整劑為磷肥、硫酸鋁或尿素中的任一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種油基鉆屑的復合固化穩(wěn)定化處理方法，其特征在于:所述的氧化劑Fenton試劑為濃度30%的H2O2與二價鐵鹽的混合物，其中H2O2與Fe2+物質(zhì)的量比為10?30:1。
【文檔編號】B09B3/00GK103480639SQ201310373891
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】馬金, 何煥杰, 張淑俠, 王中華, 位華, 單海霞 申請人:中國石油化工集團公司, 中石化中原石油工程有限公司鉆井工程技術研究院