一種石油鑽井廢棄泥漿無害化固化處理劑及其使用方法與流程
2023-05-25 11:20:36 2
本發明涉及一種處理藥劑，具體涉及一種石油鑽井廢棄泥漿無害化處理藥劑及其使用方法，屬於環保領域。
背景技術：
鑽井泥漿又稱鑽井液，在油田鑽井作業過程中，鑽井泥漿起著非常重要的作用，其具有清洗井眼、平衡地層壓力、冷卻鑽頭等作用。在鑽井過程中會產生大量的廢棄泥漿，其主要來源一是由於地質性質的變化，更換泥漿體系產生的廢棄泥漿；而是鑽完井後棄置於井場的泥漿，包括完井時反出的泥漿；三是鑽井過程中泥漿固控系統產生的廢棄泥漿。一般情況下，鑽井泥漿的主要成分包括水、油、粘土、加重材料、泥漿固化處理劑、堵漏材料等，具有高pH、高COD、高穩定性、高含鹽量、可生化性差等特點，直接排放對生態環境危害較大。
對廢棄泥漿投加藥劑固化的處理方式作為一種簡單直接的處理辦法，一直在固體廢棄物處理中起著重要的作用。現有的固化方式主要是向廢棄泥漿中投加大量的石灰、水泥、粉煤灰等吸水性粉料。由於廢棄泥漿本身呈鹼性，其pH在8-10之間，而水泥石灰等固化劑大都為鹼性，往往導致固化後的廢棄物呈現高鹼性。另外，廢棄泥漿中時常含有少量的重金屬離子以及油類物質，導致目前傳統的固化藥劑很難將廢棄泥漿中的各類有害物質控制在國家有關排放要求範圍內。因此，開發一種處理效率高的無害化固化處理劑是非常必要的。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種處理效率高、處理效果好的是由鑽井廢棄泥漿無害化固化處理劑。本發明的另一目的在於提供一種該固化處理劑的使用方法。
為實現上述目的，本發明採用以下技術方案：
一種石油鑽井廢棄泥漿無害化固化處理劑，按質量百分比計，其由以下組分組成：水泥：20-60％、硫酸鋁：20-60％、聚合氯化鋁：0-50％、膨潤土：0-60％、硫酸鈣：0-30％、五氧化二磷：0-10％；其中，各組分的質量百分比總計100％。
優選的是：按質量百分比計，所述固化處理劑由以下組分組成：水泥：30％、硫酸鋁：30％、膨潤土：24％、硫酸鈣：12％、五氧化二磷：4％。
優選的是：所述膨潤土為鈉基膨潤土。
本發明的另一目的，一種如上所述的固化處理劑的使用方法，按每立方石油鑽井廢棄泥漿計，所述固化處理劑的加入量為5％-20％。
本發明的有益效果在於，本發明的固化處理劑中的所有成分均為無機穩定組分，投加後不會提高原廢棄泥漿中的COD含量。而且。根據鑽井廢棄泥漿在不同階段、不同區域的成分和性質，可針對廢棄泥漿的不同特點調整固化處理劑的配方以及投加量，以達到最優的經濟效益。鑽井廢棄泥漿經本發明的固化處理劑固化處理後，其浸出液的pH在6-9之間，COD小於100mg/L，其它指標也均符合國家《汙水綜合排放標準》(GB8978-1996)，固化後的廢棄泥漿可用於填埋、鋪路、井場基礎建設等。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明的具體實施方式做進一步說明。但本發明並不僅限於下述實施例。若無特別說明，本發明中所採用的各原料均可通過市場購買獲得。
本發明的石油鑽井廢棄泥漿無害化固化處理劑，按質量百分比計，其由以下組分組成：水泥：20-60％、硫酸鋁：20-60％、聚合氯化鋁：0-50％、膨潤土：0-60％、硫酸鈣：0-30％、五氧化二磷：0-10％；其中，各組分的質量百分比總計100％；常溫下將上述各組分攪拌混合均勻後即得本發明所述的固化處理劑。其中，所述固化處理劑中，硫酸鋁的含量優選大於等於水泥的含量。
將本發明如上所述的固化處理劑用於處理石油鑽井廢棄泥漿，優選的是，每立方廢棄泥漿中，所述固化處理劑的加入量為5％-20％。
在本發明的固化處理劑中，所述硫酸鋁、聚合氯化鋁屬於高效絮凝劑，能有效改變廢棄泥漿的性質，促使廢棄泥漿中大分子汙染因子進行絮凝，阻止其擴散，並與其它組分產生協同作用，有助於其它組分發揮更加有效的作用。
所述水泥組分作為一種廉價的膠凝材料，能有效降低泥漿的含水率，其較強的吸附作用對泥漿中的重金屬以及有機成分進行有效的吸附和去除。
所述膨潤土優選高純度的鈉基膨潤土，其具有強大的吸附能力，對廢棄泥漿中的油狀物質、重金屬離子以及懸浮物具有很好的吸附作用。
所述硫酸鈣作為一種絮凝劑，又具有弱酸性，能夠與泥漿中帶點成分聚合從而破壞泥漿穩定體系，推進泥漿固化反應的進行，進而大幅度提高固化藥劑的固化效率及固化水平。
實施例1
應用場地：華北油田中原鑽井隊某井位；
泥漿來源：鑽井固控設備振動篩、除泥除砂器及離心機產生的廢棄泥漿50m3，泥漿比重1.8t/m3；
泥漿性質：鑽井泥漿為清水鑽，主要包含加重材料、無用固相、有機高分子物質等，另外含有少量油類，泥漿幹化後浸出液檢測指標為pH9.1，COD為460mg/l。
處理過程：參照該廢棄泥漿性質，以質量百分比計，按照水泥：30％、硫酸鋁：30％、膨潤土：24％、硫酸鈣：12％、五氧化二磷：4％來配製固化處理劑，將各組分按上述質量百分比於常溫下攪拌混合均勻即可。隨後，按照每噸廢棄泥漿中投入8％的固化處理劑，通過攪拌機分批攪拌1-5min，可根據物料性質在運行中進行控制，所述固化處理劑的總投加量為7.2t。
固相分析：對充分混合後固化後的泥餅進行烘乾並製備浸出液，並對浸出液進行pH、COD及重金屬檢測。
結果分析：經檢測，浸出液的pH為7.55，COD為58.3mg/L,，均滿足國家《汙水綜合排放標準》(GB8978-1996)一級排放標準。
實施例2
一種石油鑽井廢棄泥漿無害化固化處理劑，按質量百分比計，其由以下組分組成：水泥：30％、硫酸鋁：60％、聚合氯化鋁：10％。按照每立方廢棄泥漿中加入5％的量將所述固化處理劑加入到待處理廢棄泥漿中，其處理過程如實施例1，在此不再贅述。
實施例3
一種石油鑽井廢棄泥漿無害化固化處理劑，按質量百分比計，其由以下組分組成：水泥：20％、硫酸鋁：30％、聚合氯化鋁：5％、膨潤土：10％、硫酸鈣：27％、五氧化二磷：8％。按照每立方廢棄泥漿中加入15％的量將所述固化處理劑加入到待處理廢棄泥漿中，其處理過程如實施例1，在此不再贅述。
實施例4
一種石油鑽井廢棄泥漿無害化固化處理劑，按質量百分比計，其由以下組分組成：水泥：25％、硫酸鋁：40％、聚合氯化鋁：20％、硫酸鈣：8％、五氧化二磷：7％。按照每立方廢棄泥漿中加入10％的量將所述固化處理劑加入到待處理廢棄泥漿中，其處理過程如實施例1，在此不再贅述。
實施例5
石油鑽井廢棄泥漿無害化固化處理劑，按質量百分比計，其由以下組分組成：水泥：40％、硫酸鋁：50％、聚合氯化鋁：5％、5硫酸鈣：5％。按照每立方廢棄泥漿中加入20％的量將所述固化處理劑加入到待處理廢棄泥漿中，其處理過程如實施例1，在此不再贅述。
本發明已通過優選的實施方式進行了詳盡的說明。然而，通過對前文的研讀，對各實施方式的變化和增加也是本領域的一般技術人員所顯而易見的。申請人的意圖是所有這些變化和增加落在了本發明權利要求的保護範圍中。
本文中使用的術語僅為對具體的實施例加以說明，其並非意在對本發明進行限制。除非另有定義，本文中使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)均與本發明所屬領域的一般技術人員的理解相同。還須明確的是，除在本文中有明確的定義外，諸如字典中通常定義的術語應該解釋為在本說明書以及相關技術的語境中可具有一致的意思，而不應解釋的理想化或過分形式化。公知的功能或結構處於簡要和清楚地考慮或不再贅述。