專利名稱：用于油氣田廢鉆井液隨鉆綜合治理的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油氣田廢鉆井液的處理技術(shù)，尤其是 用于油氣田廢鉆井液隨鉆綜合治理的工藝方法。
二背景技術(shù)：
油氣田鉆井過程中，隨著鉆頭不斷的向地下鉆進(jìn)， 隨鉆將產(chǎn)生出一定量的廢鉆井液，這些廢鉆井液是由鉆井巖屑、鉆井 泥漿、鉆井污水、污油形成的混合物。廢鉆井液危害環(huán)境的主要化學(xué) 成分有烴類、鹽類、各類聚合物、重金屬離子、重晶石中的雜物和瀝 青等改性物，主要污染物特點(diǎn)是具有高色度、高石油類、高C0D、高 懸浮物、髙礦化度等特性，是石油勘探開發(fā)過程中產(chǎn)生的主要污染源。 油氣田每鉆完一口井，都要在原地丟下一個廢棄的泥漿池。 一個油氣 田有成千上萬口井，就有成千上萬個廢棄泥漿池，每個泥漿池中的廢 鉆井液少則有幾百方，多則有幾千方。若在井場堆放或掩埋， 一旦被 雨水浸泡、河流沖刷，就會對周圍的土壤、水源、農(nóng)田和空氣造成十
分嚴(yán)重的污染。按照2008年8月1日實(shí)施的《國家危險廢物名錄》， 廢棄鉆井液處理產(chǎn)生的污泥已列為危險廢物，廢物類別HW08，廢物 代碼為071-002-08。面對更加嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，廢鉆井液的隨鉆綜合 治理勢在必行。
在此之前，傳統(tǒng)的處置方式是排放在井場的廢泥漿污水池中，按 照池內(nèi)就地治理后固廢掩埋的辦法進(jìn)行固化復(fù)貌處理，以減少其污染 危害。固化法由于大量固化劑的加入，增加了廢棄物的總量和綜合利 用的成本。由于廢泥漿污水儲存池存在滲漏、污染物浸出等長期的污 染隱患和風(fēng)險，浸出液仍然會對地下水土壤產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，按新的
標(biāo)準(zhǔn)該法已不符合環(huán)保處置要求。
發(fā)明專利《一種油田廢棄物污油泥資源化處理方法》
ZL200610018062.0是一種較完善的解決方法，但工藝相對復(fù)雜，沒有 說明巖屑凈化清洗的具體方法，《用于油田鉆井壓裂作業(yè)廢液處理的 工藝流程技術(shù)》ZL200410038043.5、《一種用于鉆采廢液集中處理的 工藝技術(shù)》應(yīng)用對象為油田含泥漿量較少的污水廢液處理，對固相含 量較大的廢鉆井液處理有局限性，《一種用于廢鉆井液集中處理及綜 合利用的工藝方法》是回收集中處理的工藝，不適合隨鉆處理，《用 于油氣田鉆井廢棄物不落地隨鉆處理的工藝技術(shù)》其巖屑分離清洗第 一單元是用振動篩洗砂器，先用鉆井污水清洗降低了泥漿水的回用價 值，污水回用率較低，且循環(huán)、沖洗、攪拌用電機(jī)泵較多，動力消耗 大，流程相對較長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供有效防治鉆井現(xiàn)場污染的用 于油氣田廢鉆井液隨鉆綜合治理的工藝方法，它克服了其它技術(shù)存在 的不足，遵循隨鉆處理，固液分離，分類綜合治理，最大限度綜合利 用和實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的原則，廢鉆井液綜合治理整體工藝分液屑分離、 固液分離、污水處理、凈化水儲存回用四個階段，按照一次凈化清洗、 旋流除砂、旋流除油、二次凈化清洗、三次凈化清洗、泥水脫穩(wěn)固液 分離、濾液加藥破穩(wěn)、混凝、氣浮、微電解、強(qiáng)制過濾、氧化、精細(xì) 吸附過濾流程處理，實(shí)現(xiàn)液屑清洗分離后凈化巖屑利用，其中一部分 泥水回用配漿；剩余泥水固液分離脫水污泥成餅利用，便于直接焚燒 或燒磚再處理；污水處理主要污染物指標(biāo)達(dá)標(biāo)，便于場地回用、液屑
分離清洗用水回用或達(dá)標(biāo)排放的隨鉆綜合治理目標(biāo)。廢鉆井液隨鉆綜 合治理的工藝過程是這樣實(shí)現(xiàn)的-
液屑分離階段是廢鉆井液經(jīng)輸送器提升進(jìn)入一次凈化清洗攪拌 器進(jìn)行一次清洗，清洗用水用清水或鉆井污水，也可用處理流程中的 濾液水或氧化、過濾后的出水，經(jīng)一次清洗攪拌后，用砂漿泵增壓進(jìn) 入旋流除砂器，旋流除砂器分離泥水進(jìn)入鉆井循環(huán)罐回用，當(dāng)廢鉆井 液含油時，旋流除砂器分離泥水再進(jìn)入旋流除油器除油后進(jìn)入鉆井循 環(huán)罐回用，排除的污油進(jìn)灌回收，剩余不再利用的泥水進(jìn)入脫穩(wěn)罐固 液分離流程繼續(xù)處理，旋流離心除砂器出砂口排出的粘有少量泥漿的 巖屑顆粒進(jìn)入二次凈化清洗攪拌器，清洗用水來自泥水處理系統(tǒng)的回 流清洗水或三次清洗溢流水，底部沉降的巖屑用螺旋輸砂器或自流送 入三次凈化清洗器，二次清洗排出的泥水自流或泵入脫穩(wěn)罐固液分離 再處理。經(jīng)二次清洗排出的巖屑進(jìn)入三次凈化清洗攪拌器中攪拌清 洗，三次清洗水來自污水處理系統(tǒng)的氧化水或過濾出水或?yàn)V液水，三 次清洗排出的泥水自流或泵入脫穩(wěn)罐固液分離再處理，清洗后沉砂用 螺旋輸砂器排出，得到凈化巖屑利用。
一次凈化清洗、二次凈化清洗、三次凈化清洗攪拌器的攪拌方式 可采用空氣曝氣攪拌或機(jī)械攪拌。
固液分離階段是將旋流除砂器排出的泥水、二次凈化清洗排出的 泥水、三次凈化清洗排出的泥水、井場轉(zhuǎn)換泥漿自流或泵入脫穩(wěn)罐， 經(jīng)加藥計(jì)量泵加藥攪拌脫穩(wěn)后，用壓濾機(jī)泵增壓進(jìn)入固液分離機(jī)進(jìn)行 泥水固液分離，固相壓成脫水泥餅。固液分離機(jī)可用壓濾機(jī)或帶式壓
濾機(jī)或疊螺式脫水機(jī)的任一種。脫水泥餅可直接焚燒或與粘土或頁巖 粉按比例摻和用來燒磚利用，也可以在脫穩(wěn)灌中加入硅酸鹽攪拌后進(jìn) 入固液分離流程，處理后固相形成的脫水泥餅干化后浸出液達(dá)標(biāo)，硅
酸鹽加入重量比例是水泥1 5%，水玻璃0.5~3%。
污水處理階段是將固液分離機(jī)脫出的濾液一部分用于稀釋轉(zhuǎn)換 泥槳用水，剩余濾液進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，用加藥計(jì)量泵加入調(diào)節(jié)劑、 混凝聚結(jié)劑、絮凝劑和氧化劑，先進(jìn)行破穩(wěn)、混凝、氣浮處理，出水 經(jīng)氧化及精細(xì)吸附過濾流程處理得到凈化水進(jìn)凈化水儲罐利用或排 放；當(dāng)COD難以達(dá)標(biāo)時，經(jīng)破穩(wěn)、混凝、氣浮處理出水，再經(jīng)鐵炭
微粒組成的微電解攪拌器處理，出水加入石灰乳進(jìn)入壓濾機(jī)強(qiáng)制過 濾，再經(jīng)氧化及精細(xì)吸附過濾流程處理得到凈化水進(jìn)入凈化水儲罐利
用或排放；系統(tǒng)浮渣及沉降污泥自流或泵入脫穩(wěn)罐循環(huán)處理。
凈化水儲存回用階段是流程中濾液水、污水處理系統(tǒng)氧化水、過 濾水作為循環(huán)清洗用水利用。凈化水儲罐達(dá)標(biāo)凈化水做為井場場地、 設(shè)備清潔用水回用，剩余水達(dá)標(biāo)排放。
上述流程中加入的藥劑調(diào)節(jié)劑、混凝聚結(jié)劑、絮凝劑和氧化劑分 別是調(diào)節(jié)劑為酸堿或石灰溶液，以調(diào)節(jié)廢液PH值5 9;混凝聚結(jié) 劑為聚合氯化鋁、聚合硅酸鋁鐵、硫酸鋁的任一種，加入量按不同廢 液濃度在0.5%~10%;絮凝劑為陽離子聚丙烯酰胺、陰離子聚丙烯酰 胺、兩性聚丙烯酰胺的任一種，加入量按不同廢液濃度在 7ppm 15ppm;氧化劑為雙氧水、次氯酸鈣、二氧化氯、氯酸鈉、高 錳酸鉀的任一種，在酸性條件下，加入量0.5%~5%。
按上述流程組成的設(shè)備可橇裝一體化，便于鉆井現(xiàn)場移動作業(yè)。 本發(fā)明的意義是實(shí)現(xiàn)廢鉆井液的隨鉆綜合處理，提高分離出水
的利用率，使廢鉆井液巖屑、泥漿、污水、污油分離并達(dá)標(biāo)處理，有
效防治鉆井現(xiàn)場污染。
四

圖1為用于油氣田廢鉆井液隨鉆綜合治理的工藝 方法總體工藝步驟流程圖。
圖2為用于油氣田廢鉆井液隨鉆綜合治理的工藝方法流程圖。
五具體實(shí)施例方式在圖1和圖2中，本發(fā)明遵循隨鉆處理，固 液分離，分類綜合治理，最大限度綜合利用和實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的原則， 廢鉆井液綜合治理整體工藝分液屑分離、固液分離、污水處理、凈化 水儲存回用四個階段，按照一次凈化清洗、旋流除砂、旋流除油、二 次凈化清洗、三次凈化清洗、泥水脫穩(wěn)固液分離、濾液加藥破穩(wěn)、氣 浮、強(qiáng)制過濾、氧化、精細(xì)過濾流程處理，實(shí)現(xiàn)液屑清洗分離后凈化 巖屑利用，其中一部分泥水回用配槳；剩余泥水固液分離脫水污泥成 餅利用，便于直接焚燒或燒磚再處理；污水處理主要污染物指標(biāo)達(dá)標(biāo)，
便于場地回用、液屑分離清洗用水回用或達(dá)標(biāo)排放的隨鉆綜合治理目
標(biāo)。廢鉆井液隨鉆綜合治理的工藝過程是這樣實(shí)現(xiàn)的
液屑分離階段是廢鉆井液經(jīng)輸送器提升進(jìn)入一次凈化清洗攪拌 器進(jìn)行一次清洗，清洗用水用清水或鉆井污水，也可用處理流程中的 濾液水或過濾后的出水或氧化處理水，經(jīng)一次清洗攪拌后，用砂漿泵 增壓進(jìn)入旋流除砂器，旋流除砂器分離泥水進(jìn)入鉆井循環(huán)罐回用，當(dāng) 廢鉆井液含油時，旋流除砂器分離泥水再進(jìn)入旋流除油器除油后進(jìn)入
鉆井循環(huán)罐回用，排除的污油進(jìn)灌回收，剩余不再利用的泥水進(jìn)入脫 穩(wěn)罐固液分離流程繼續(xù)處理，旋流離心除砂器出砂口排出的粘有少量 泥漿的巖屑顆粒進(jìn)入二次凈化清洗攪拌器，清洗用水來自泥水處理系 統(tǒng)的回流清洗水或三次清洗溢流水，底部沉降的巖屑用螺旋輸砂器或 自流送入三次凈化清洗器，二次清洗排出的泥水自流或泵入脫穩(wěn)罐固 液分離再處理。經(jīng)二次清洗排出的巖屑進(jìn)入三次凈化清洗攪拌器中攪 拌清洗，清洗水來自污水處理系統(tǒng)的氧化水或過濾出水或?yàn)V液水，清 洗后沉砂用螺旋輸砂器排出，得到凈化巖屑利用。
一次凈化清洗、二次凈化清洗、三次凈化清洗攪拌器的攪拌方式 可采用空氣曝氣攪拌或機(jī)械攪拌。
固液分離階段是將旋流除砂器排出的泥水、二次凈化清洗排出的 泥水、三次凈化清洗排出的泥水、井場轉(zhuǎn)換泥漿自流或泵入脫穩(wěn)罐， 經(jīng)加藥計(jì)量泵加藥攪拌脫穩(wěn)后，用壓濾機(jī)泵增壓進(jìn)入固液分離機(jī)進(jìn)行 泥水固液分離，固相壓成脫水泥餅。固液分離機(jī)可用壓濾機(jī)或帶式壓 濾機(jī)或疊螺式脫水機(jī)的任一種。脫水泥餅可直接焚燒或與粘土或頁巖 粉按比例摻和用來燒磚利用，也可以在脫穩(wěn)灌中加入硅酸鹽攪拌后進(jìn) 入固液分離流程，處理后固相形成的脫水泥餅干化后浸出液達(dá)標(biāo)，硅
酸鹽加入重量比例是水泥1 5%，硅酸鈉或水玻璃0. 5 3%。
污水處理階段是將固液分離機(jī)脫出的濾液一部分用于稀釋轉(zhuǎn)換 泥漿用水，剩余濾液進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，用加藥計(jì)量泵加入調(diào)節(jié)劑、 混凝聚結(jié)劑、絮凝劑和氧化劑，先進(jìn)行破穩(wěn)、混凝、氣浮處理，出水
經(jīng)氧化及精細(xì)過濾流程處理得到凈化水進(jìn)凈化水儲罐利用或排放；當(dāng)
COD難以達(dá)標(biāo)時，經(jīng)破穩(wěn)、混凝、氣浮處理出水，再經(jīng)鐵炭微粒組 成的微電解攪拌器處理，出水加入石灰乳進(jìn)入壓濾機(jī)強(qiáng)制過濾，再經(jīng) 氧化及精細(xì)過濾流程處理得到凈化水進(jìn)入凈化水儲罐利用或排放；系 統(tǒng)浮渣及沉降污泥自流或泵入脫穩(wěn)罐循環(huán)處理。
凈化水儲存回用階段是流程中濾液水、污水處理系統(tǒng)氧化水、過 濾水作為循環(huán)清洗用水利用。凈化水儲罐達(dá)標(biāo)凈化水做為井場場地、 設(shè)備清潔用水回用，剩余水達(dá)標(biāo)排放。
上述流程中加入的藥劑調(diào)節(jié)劑、混凝聚結(jié)劑、絮凝劑和氧化劑分 別是調(diào)節(jié)劑為酸堿或石灰溶液，以調(diào)節(jié)廢液PH值5 9;混凝聚結(jié) 劑為聚合氯化鋁、聚合硅酸鋁鐵、硫酸鋁的任一種，加入量按不同廢 液濃度在0.5% 10%;絮凝劑為陽離子聚丙烯酰胺、陰離子聚丙烯酰 胺、兩性聚丙烯酰胺的任一種，加入量按不同廢液濃度在 7ppm 15ppm;氧化劑為雙氧水、次氯酸鈣、二氧化氯、氯酸鈉、高 錳酸鉀的任一種，在酸性條件下，加入量0.5% 5%。
按上述流程組成的設(shè)備可橇裝一體化，便于鉆井現(xiàn)場移動作業(yè)。
權(quán)利要求
1、用于油氣田廢鉆井液隨鉆綜合治理的工藝方法，其特征是廢鉆井液綜合治理整體工藝分液屑分離、固液分離、污水處理、凈化水儲存回用四個階段，按照一次凈化清洗、旋流除砂、旋流除油、二次凈化清洗、三次凈化清洗、泥水脫穩(wěn)固液分離、濾液加藥破穩(wěn)、混凝、氣浮、微電解、強(qiáng)制過濾、氧化、精細(xì)吸附過濾流程處理，實(shí)現(xiàn)液屑清洗分離后凈化巖屑利用，其中一部分泥水回用配漿；剩余泥水固液分離脫水污泥成餅利用，便于直接焚燒或燒磚再處理；污水處理主要污染物指標(biāo)達(dá)標(biāo)，便于場地回用、液屑分離清洗用水回用或達(dá)標(biāo)排放的隨鉆綜合治理目標(biāo)；組成的設(shè)備可橇裝一體化，便于鉆井現(xiàn)場移動作業(yè)和隨鉆處理。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于油氣田廢鉆井液隨鉆綜合處理的 工藝方法，其特征是液屑分離階段是廢鉆井液經(jīng)輸送器提升進(jìn)入一 次凈化清洗攪拌器進(jìn)行一次清洗，清洗用水用清水或鉆井污水，也可 用處理流程中的濾液水或過濾后的出水或氧化處理水，經(jīng)一次清洗攪 拌后，用砂漿泵增壓進(jìn)入旋流除砂器，旋流除砂器分離泥水進(jìn)入鉆井 循環(huán)罐回用，當(dāng)廢鉆井液含油時，旋流除砂器分離泥水再進(jìn)入旋流除 油器除油后進(jìn)入鉆井循環(huán)罐回用，排除的污油進(jìn)灌回收，剩余不再利 用的泥氷進(jìn)入脫穩(wěn)罐固液分離流程繼續(xù)處理，旋流離心除砂器出砂口 排出的粘有少量泥漿的巖屑顆粒進(jìn)入二次凈化清洗攪拌器，清洗用水 來自泥水處理系統(tǒng)的回流清洗水或三次清洗溢流水，底部沉降的巖屑 用螺旋輸砂器或自流送入三次凈化清洗器，二次清洗排出的泥水自流 或泵入脫穩(wěn)罐固液分離再處理；經(jīng)二次清洗排出的巖屑進(jìn)入三次凈化 清洗攪拌器中攪拌清洗，三次清洗水來自污水處理系統(tǒng)的氧化水或過 濾出水或?yàn)V液水，三次清洗排出的泥水自流或泵入脫穩(wěn)罐固液分離再 處理；清洗后沉砂用螺旋輸砂器排出，得到凈化巖屑利用。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于油氣田廢鉆井液隨鉆綜合處理的 工藝方法，其特征是 一次凈化清洗、二次凈化清洗、三次凈化清洗攪拌器的攪拌方式可采用空氣曝氣攪拌或機(jī)械攪拌。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于油氣田廢鉆井液隨鉆綜合處理的 工藝方法，其特征是固液分離階段是將旋流除砂器排出的泥水、二 次凈化清洗排出的泥水、三次凈化清洗排出的泥水、井場轉(zhuǎn)換泥漿自 流或泵入脫穩(wěn)罐，經(jīng)加藥計(jì)量泵加藥攪拌脫穩(wěn)后，用壓濾機(jī)泵增壓進(jìn) 入固液分離機(jī)進(jìn)行泥水固液分離，固相壓成脫水泥餅，固液分離機(jī)可 用壓濾機(jī)或帶式壓濾機(jī)或疊螺式脫水機(jī)的任一種。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l.所述的用于油氣田廢鉆井液隨鉆綜合處理的 工藝方法，其特征是污水處理階段是將固液分離機(jī)脫出的濾液一部 分用于稀釋轉(zhuǎn)換泥漿用水，剩余濾液進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，用加藥計(jì)量 泵加入調(diào)節(jié)劑、混凝聚結(jié)劑、絮凝劑和氧化劑，先進(jìn)行破穩(wěn)、混凝、 氣浮處理，出水經(jīng)氧化及精細(xì)過濾流程處理得到凈化水進(jìn)凈化水儲罐 利用或排放；當(dāng)COD難以達(dá)標(biāo)時，經(jīng)破穩(wěn)、混凝、氣浮處理，出水 再經(jīng)鐵炭微粒組成的微電解攪拌器處理，出水加入石灰乳進(jìn)入壓濾機(jī) 強(qiáng)制過濾，再經(jīng)氧化及精細(xì)吸附過濾流程處理得到凈化水進(jìn)入凈化水 儲罐利用或排放；系統(tǒng)浮渣及沉降污泥自流或泵入脫穩(wěn)罐循環(huán)處理。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于油氣田廢鉆井液隨鉆綜合處理的 工藝方法，其特征是凈化水儲存回用階段是流程中的濾液水、污水 處理系統(tǒng)氧化水、過濾出水作為循環(huán)清洗用水利用，凈化水儲罐達(dá)標(biāo) 凈化水做為井場場地、設(shè)備清潔用水回用，剩余水達(dá)標(biāo)排放。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于油氣田廢鉆井液隨鉆綜合處理的 工藝方法，其特征是固液分離后固相形成的泥餅，可直接焚燒或與 粘土或頁巖粉按比例摻和用來燒磚利用，也可在脫穩(wěn)灌中加入硅酸鹽 攪拌后進(jìn)入固液分離流程，處理后固相形成的泥餅干化后浸出液達(dá) 標(biāo)，硅酸鹽加入重量比例是水泥1 5%，水玻璃0.5 3%。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于油氣田廢鉆井液隨鉆綜合處理的 工藝方法，其特征是加入的藥劑調(diào)節(jié)劑、混凝聚結(jié)劑、絮凝劑和氧 化劑分別是調(diào)節(jié)劑為酸堿或石灰溶液，以調(diào)節(jié)廢液PH值5 9;混 凝聚結(jié)劑為聚合氯化鋁、聚合硅酸鋁鐵、硫酸鋁的任一種，加入量按 不同廢液濃度在0.5% 10%;絮凝劑為陽離子聚丙烯酰胺、陰離子聚 丙烯酰胺、兩性聚丙烯酰胺的任一種，加入量按不同廢液濃度在7ppm 15ppm;氧化劑為雙氧水、次氯酸鈣、二氧化氯、氯酸鈉、高 錳酸鉀的任一種，在酸性條件下，加入量0.5% 5%。
全文摘要
用于油氣田廢鉆井液隨鉆綜合治理的工藝方法，是油氣田廢鉆井液的處理技術(shù)，遵循隨鉆處理，固液分離，分類綜合治理，最大限度綜合利用和實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的原則，廢鉆井液綜合治理整體工藝分液屑分離、固液分離、污水處理、凈化水儲存回用四個階段，按照一次凈化清洗、旋流除砂、旋流除油、二次凈化清洗、三次凈化清洗、泥水脫穩(wěn)固液分離、濾液加藥破穩(wěn)、氣浮、微電解、強(qiáng)制過濾、氧化、精細(xì)吸附過濾流程處理，實(shí)現(xiàn)液屑清洗分離后凈化巖屑利用，其中一部分泥水回用配漿；剩余泥水固液分離脫水污泥成餅利用；污水處理主要污染物指標(biāo)達(dá)標(biāo)，便于場地回用、液屑分離清洗用水回用或達(dá)標(biāo)排放的隨鉆綜合治理目標(biāo)。
文檔編號E21B21/00GK101363311SQ200810141519
公開日2009年2月11日 申請日期2008年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月7日
發(fā)明者茆明軍, 郭學(xué)峰 申請人:郭學(xué)峰