一種水基鉆井廢水處理后再配制鉆井液的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種水基鉆井廢水處理后再配制鉆井液的方法，所述方法為：對(duì)所述水基鉆井廢水依次進(jìn)行絮凝沉降處理、脫色處理、離子交換樹(shù)脂處理后，將處理后的廢水配制成鉆井液基漿，再加入鉆井液添加劑進(jìn)行鉆井液配制，經(jīng)過(guò)處理后配制形成的鉆井液具有較好的抗高溫性能和耐鹽性能，能夠滿(mǎn)足鉆井要求，從而實(shí)現(xiàn)水基鉆井廢水的循環(huán)利用，減少對(duì)環(huán)境污染的壓力，同時(shí)提高鉆井液的重復(fù)利用率和降低鉆井成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種水基鉆井廢水處理后再配制鉆井液的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及鉆井廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水基鉆井廢水處理后再配制鉆 井液的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鉆井廢水是產(chǎn)生于整個(gè)鉆井作業(yè)過(guò)程中的一種特殊工業(yè)廢水，常常被認(rèn)為是泥漿 的高倍稀釋液和油類(lèi)的混合物，其中含有石油、重金屬鹽類(lèi)、難降解的有機(jī)物、泥砂、細(xì)菌、 病毒等等有毒有害的物質(zhì)，具有復(fù)雜性、多變性、分散性等特點(diǎn)，它是油田廢水中一個(gè)重要 的組成部分。鉆井廢水呈黑褐色不透明的交替狀態(tài)，其外觀除去石油層后類(lèi)似醬油色，具有 濃烈的刺鼻味和腐臭味。如果鉆井廢水經(jīng)過(guò)處理可以被循環(huán)利用，用來(lái)配置鉆井液，那么對(duì) 周?chē)h(huán)境，尤其是農(nóng)作物造成的影響、危害將大大減小，同時(shí)又可以減小淡水資源的浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N水基鉆井廢水處理后再配制鉆井液的方法，經(jīng)過(guò)處理 后配制形成的鉆井液具有較好的抗高溫性能和耐鹽性能，能夠滿(mǎn)足鉆井要求，從而實(shí)現(xiàn)水 基鉆井廢水的循環(huán)利用，減少對(duì)環(huán)境污染的壓力，同時(shí)提高鉆井液的重復(fù)利用率和降低鉆 井成本。
[0004] 為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種水基鉆井廢水處理后再配制 鉆井液的方法，所述方法為:對(duì)所述水基鉆井廢水依次進(jìn)行絮凝沉降處理、脫色處理、離子 交換樹(shù)脂處理后，將處理后的廢水配制成鉆井液基漿，再加入鉆井液添加劑進(jìn)行鉆井液配 制。
[0005] 優(yōu)選的，所述方法的具體步驟包括：
[0006] (1)絮凝沉降處理：向所述水基鉆井廢水中加入絮凝沉降組合物，攪拌均勻后靜 置，分離下層絮體，得廢水A，所述絮凝沉降組合物由重量比例為(800-1200): (400-800): 1的絮凝劑、聚合氯化鋁、非離子聚丙烯酰胺組成；
[0007] (2)脫色處理：向步驟（1)所述廢水A中加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.1 - 0.6%的脫色劑，攪 拌均勻后靜置，分離下層絮體，得廢水B;
[0008] (3)離子交換樹(shù)脂處理:將步驟(2)所得廢水B調(diào)節(jié)pH值至9 一 10,采用離子交換樹(shù) 脂處理，得廢水C，所述離子交換樹(shù)脂為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂；
[0009] (4)鉆井液配制：向步驟(3)所得廢水C中加入黃原膠配制成鉆井液基漿，再加入鉆 井液添加劑，攪拌至完全溶解即可，所述鉆井液添加劑包括降濾失劑、降粘劑、聚丙烯鉀鹽、 磺化褐煤、磺化酚醛樹(shù)脂、氯化鉀、氧化鈣。
[0010] 優(yōu)選的，步驟（1)中，所述絮凝沉降組合物由重量比例為1000:600:1的絮凝劑、聚 合氯化鋁、非離子聚丙烯酰胺組成。
[0011] 更為優(yōu)選的，步驟（1)所述絮凝沉降組合物中，所述絮凝劑為任意一種選自FeCl3、 AlCl3、Al2(S〇4)3。
[0012] 更為優(yōu)選的，步驟(1)中，所述絮凝沉降組合物中，所述絮凝劑為Al2(S〇4)3。
[0013] 優(yōu)選的，步驟(2)中，所述脫色劑為季胺型有機(jī)高分子絮凝劑，所述脫色劑加入的 質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.5%。
[0014] 優(yōu)選的，步驟(4)中，加入所述黃原膠之前，先將所述廢水C調(diào)節(jié)pH值至9-9.5，所 述黃原膠的添加量為1.6-1.8g/L。
[0015] 優(yōu)選的，步驟(4)中，所述降濾失劑為任意一種選自羧甲基纖維素鈉、丙烯磺酸共 聚物、聚陰離子纖維素。
[0016] 更為優(yōu)選的，步驟(4)中，所述降濾失劑為聚陰離子纖維素。
[0017]優(yōu)選的，步驟(4)中，所述鉆井液添加劑中，各組分的添加量分別為降濾失劑14一 16g/L、降粘劑8-12g/L、聚丙烯鉀鹽0.5-1.5g/L、磺化褐煤35-45g/L、磺化酚醛樹(shù)脂35- 45g/L、氯化鉀45-55g/L、氯化鈣 2-4g/L。
[0018]本申請(qǐng)技術(shù)方案中所用到的所有試劑藥品均可來(lái)源于市售。
[0019]本申請(qǐng)技術(shù)方案中，將水基鉆井廢水依次進(jìn)行絮凝沉降處理、脫色處理、離子交換 樹(shù)脂處理后，將處理后的廢水配制成鉆井液基漿，再加入鉆井液添加劑進(jìn)行鉆井液配制，經(jīng) 過(guò)處理后配制形成的鉆井液具有較好的抗高溫性能和耐鹽性能，能夠滿(mǎn)足鉆井要求，從而 實(shí)現(xiàn)水基鉆井廢水的循環(huán)利用，減少對(duì)環(huán)境污染的壓力，同時(shí)提高鉆井液的重復(fù)利用率和 降低鉆井成本。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì) 本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0021] 本申請(qǐng)技術(shù)方案所述的水基鉆井廢水處理后再配制鉆井液的方法，包括有以下步 驟：
[0022] (1)絮凝沉降處理：向所述水基鉆井廢水中加入絮凝沉降組合物，攪拌均勻后靜 置，分離下層絮體，得廢水A，所述絮凝沉降組合物由重量比例為(800-1200): (400-800): 1的絮凝劑、聚合氯化鋁、非離子聚丙烯酰胺組成，其中絮凝劑為任意一種選自FeCl3、AlCl 3、 Al2(S〇4)3,優(yōu)選為 Al2(S〇4)3;
[0023] (2)脫色處理：向步驟（1)所述廢水A中加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.1 - 0.6%的脫色劑，攪 拌均勻后靜置，分離下層絮體，得廢水B，其中脫色劑為季胺型有機(jī)高分子絮凝劑，所述脫色 劑加入的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.5% ;
[0024] (3)離子交換樹(shù)脂處理:將步驟(2)所得廢水B調(diào)節(jié)pH值至9 一 10,采用離子交換樹(shù) 脂處理，得廢水C，所述離子交換樹(shù)脂為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂；
[0025] (4)鉆井液配制:將所述廢水C調(diào)節(jié)pH值至9一9.5，加入1.6-1.8g/L黃原膠配制成 鉆井液基漿，再加入鉆井液添加劑，攪拌至完全溶解即可，所述鉆井液添加劑包括降濾失劑 14一 16g/L、降粘劑8-12g/L、聚丙烯鉀鹽0 · 5-1 · 5g/L、磺化褐煤35-45g/L、磺化酚醛樹(shù)脂 35-45g/L、氯化鉀45-55g/L、氯化鈣2-4g/L，其中所述降濾失劑為羧甲基纖維素鈉、丙烯 磺酸共聚物、聚陰離子纖維素中的一種。
[0026]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0027] 實(shí)施例1
[0028] (1)不同絮凝沉降組合物對(duì)水基鉆井廢水處理的影響實(shí)驗(yàn)
[0029] 常溫常壓下，分別取相同的水基鉆井廢水樣品4個(gè)，編號(hào)為A、B、C、D，分別按表1加 入絮凝沉降組合物，攪拌5min(100轉(zhuǎn)/分鐘），然后靜置30min，觀察沉降速度和濾液顏色，具 體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果如表1。
[0030] 表1不同絮凝沉降組合物對(duì)水基鉆井廢水的處理結(jié)果
[0031]
[0032] 從以上數(shù)據(jù)可以看出，編號(hào)A-D的樣品中加入絮凝沉降組合物后均有絮體產(chǎn)生， 其中Al2(S〇4)3與聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺復(fù)配在同等條件下絮體較多，絮凝較徹底，速度較 快，沉降分離后濾液顏色也是最淺的，因此，采用Al 2(S〇4)3與聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺的絮 凝沉降組合物為本申請(qǐng)的優(yōu)選技術(shù)方案。
[0033] (2)絮凝劑加量對(duì)水基鉆井廢水處理的影響實(shí)驗(yàn)
[0034] 常溫常壓下，分別取相同的水基鉆井廢水樣品6個(gè)，編號(hào)1 一6,分別按表2加入絮凝 沉降組合物，攪拌5min(100轉(zhuǎn)/分鐘），然后靜置30min，觀察沉降速度和濾液顏色，具體實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)和結(jié)果如表2。
[0035] 表2絮凝劑加量對(duì)水基鉆井廢水的處理結(jié)果
[0036]
[0037] 從以上數(shù)據(jù)可以看出，由重量比例為1000:600:1的Al2(S〇4)3、聚合氯化鋁、非離子 聚丙烯酰胺組成的絮凝沉降組合物，其水相的色度最低，顏色最淺，沉降速度最快，為本申 請(qǐng)的優(yōu)選技術(shù)方案。
[0038] 實(shí)施例2
[0039]脫色劑加量對(duì)水基鉆井廢水處理的影響實(shí)驗(yàn)
[0040]常溫常壓下，分別取相同的經(jīng)過(guò)絮凝沉降處理后的水基鉆井廢水樣品6個(gè)，編號(hào)a、 13、(3、(1、6、￡，分別按表3加入脫色劑，攪拌301^11(100轉(zhuǎn)/分鐘），觀察濾液顏色，具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 和結(jié)果如表3。
[0041 ]表3脫色劑加量對(duì)水基鉆井廢水處理結(jié)果 [0042]
[0044] 從以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，加入脫色劑后，樣品色度隨著脫色劑加量而減小，濾液 顏色隨著脫色劑加量而變淺，當(dāng)脫色劑加到0.5%后處理效果變化趨于緩慢，濾液顏色幾乎 接近清水，因此脫色劑的加量為0.5%時(shí)為本申請(qǐng)的優(yōu)選技術(shù)方案。
[0045] 實(shí)施例3
[0046] 離子交換樹(shù)脂對(duì)水基鉆井廢水處理的影響實(shí)驗(yàn)
[0047] 取20cm陽(yáng)離子交換樹(shù)脂柱對(duì)脫色處理后的水基鉆井廢水樣品進(jìn)行過(guò)柱，色度從32 倍變到10倍，出水pH為3，通過(guò)原子吸收光譜法測(cè)出過(guò)柱前后金屬離子的吸光度，具體實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)和結(jié)果如表4。
[0048] 表4離子交換樹(shù)脂過(guò)柱前后金屬離子的吸光度
[0049]
'[0050] 從以上數(shù)據(jù)分析可得，經(jīng)過(guò)脫色處理后的水基鉆井廢水樣品通過(guò)離子交換樹(shù)脂處 理后，其中的金屬離子鉀、鈣、鈉、鎂的處理效果非常明顯。
[0051 ] 實(shí)施例4
[0052]黃原膠加量對(duì)鉆井液基漿配制的影響實(shí)驗(yàn)
[0053] 分別取6個(gè)300mL離子交換處理后的水基鉆井廢水樣品，編號(hào)為1 一6,另取300mL未 經(jīng)離子交換處理后的水基鉆井廢水樣品，編號(hào)為7,常溫常壓下調(diào)節(jié)pH到9,按表5加入黃原 膠，再分別加入0.16g無(wú)水碳酸鈉、4g膨潤(rùn)土，攪拌4h，靜置，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表5。
[0054] 表5黃原膠加量對(duì)鉆井液基漿配制的影響結(jié)果
[0055]
[0056] 從以上數(shù)據(jù)可以看出，配制的鉆井液基漿的失水量隨黃原膠的加量增加而較少， 表觀粘度隨黃原膠的加量增加而增大，當(dāng)黃原膠的加量在1.6-1.8g/L的時(shí)候效果較佳，失 水量最少，粘度相對(duì)較大，特別是加量在1.6g/L時(shí)，效果最好，為本申請(qǐng)的優(yōu)選技術(shù)方案。 [0057] 實(shí)施例5
[0058] (1)降濾失劑種類(lèi)對(duì)鉆井液配制的影響實(shí)驗(yàn)
[0059]分別量取4個(gè)相同的300mL配制好的鉆井液基漿樣品，編號(hào)為A、B、C，按表6分別加 入降濾失劑，攪拌（1000轉(zhuǎn)/分鐘）至其完全溶解，然后分別測(cè)其粘度和失水量，具體實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)見(jiàn)表6。
[0060] 表6降濾失劑種類(lèi)對(duì)鉆井液配制的影響結(jié)果
[0061]
[0062]
[0063] 從以上數(shù)據(jù)可以看出，向鉆井液基漿樣品中加入降濾失劑后，失水量均有較少，其 中降濾失劑聚陰離子纖維素效果最好，API失水量可以達(dá)到8.4mL，動(dòng)切力可達(dá)10.2Pa，因此 選擇降濾失劑聚陰離子纖維素為本申請(qǐng)的優(yōu)選技術(shù)方案。
[0064] (2)降濾失劑加量對(duì)鉆井液配制的影響實(shí)驗(yàn)
[0065]分別量取6個(gè)相同的300mL配制好的鉆井液基漿樣品，編號(hào)為1 一6,按表7分別加入 降濾失劑，攪拌（1000轉(zhuǎn)/分鐘）至其完全溶解，然后分別測(cè)其粘度和失水量，具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 見(jiàn)表7。
[0066]表7降濾失劑加量對(duì)鉆井液配制的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[0067]
[0068] 從以上數(shù)據(jù)可以看出，失水量隨著降濾失劑的加量增加而較小，表觀粘度隨著降 濾失劑的加量增加而增大，當(dāng)降濾失劑加量在15g/U寸API失水量達(dá)到7.2mL，動(dòng)切力可達(dá) 13.3Pa，為本申請(qǐng)的優(yōu)選技術(shù)方案。
[0069] 實(shí)施例6
[0070] 鉆井液抗高溫性能實(shí)驗(yàn)
[0071] 分別量取5個(gè)相同的400mL配制好的鉆井液樣品，編號(hào)為A-E，分別裝入老化罐，按 表8分別放入不同溫度的滾子加熱爐，滾動(dòng)老化16h，取出后高速攪拌5min，然后分別測(cè)其粘 度和失水量，具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表8。
[0072]表8鉆井液抗溫性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[0073]
[0074] 從以上數(shù)據(jù)可以看出，本申請(qǐng)配制的鉆井液樣品在180 °C時(shí)的API失水量為 12.8mL，動(dòng)切力為12.3Pa，因此，本申請(qǐng)技術(shù)方案的鉆井液樣品在180°C左右也具有很好的 抗高溫性能。
[0075] 實(shí)施例7
[0076]鉆井液耐鹽性能實(shí)驗(yàn)
[0077]分別量取4個(gè)相同的300mL配制好的鉆井液樣品，編號(hào)為a-d，按表9分別加入不同 量的氯化鈉，攪拌30min(1000轉(zhuǎn)/分鐘），然后測(cè)其失水量，具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)見(jiàn)表9。 [0078]
[0080]從以上數(shù)據(jù)可以看出，本申請(qǐng)配制的鉆井液樣品在氯化鈉加量為150g/L時(shí)API失 水量為13.6mL，動(dòng)切力為6. IPa，因此，本申請(qǐng)技術(shù)方案的鉆井液樣品在氯化鈉加量為150g/ L時(shí)也具有很好的耐鹽性能。
[0081]以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實(shí)施方式不應(yīng)視為對(duì) 本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改 進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水基鉆井廢水處理后再配制鉆井液的方法，其特征在于:所述方法為:對(duì)所述水 基鉆井廢水依次進(jìn)行絮凝沉降處理、脫色處理、離子交換樹(shù)脂處理后，將處理后的廢水配制 成鉆井液基漿，再加入鉆井液添加劑進(jìn)行鉆井液配制。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水基鉆井廢水處理后再配制鉆井液的方法，其特征在于： 所述方法的具體步驟包括： (1) 絮凝沉降處理：向所述水基鉆井廢水中加入絮凝沉降組合物，攪拌均勻后靜置，分 離下層絮體，得廢水A，所述絮凝沉降組合物由重量比例為(800-1200): (400-800): 1的絮 凝劑、聚合氯化鋁、非離子聚丙烯酰胺組成； (2) 脫色處理：向步驟（1)所述廢水A中加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.1 - 0.6%的脫色劑，攪拌均 勻后靜置，分離下層絮體，得廢水B; (3) 離子交換樹(shù)脂處理:將步驟(2)所得廢水B調(diào)節(jié)pH值至9 一 10,采用離子交換樹(shù)脂處 理，得廢水C，所述離子交換樹(shù)脂為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂； (4) 鉆井液配制：向步驟(3)所得廢水C中加入黃原膠配制成鉆井液基漿，再加入鉆井液 添加劑，攪拌至完全溶解即可，所述鉆井液添加劑包括降濾失劑、降粘劑、聚丙烯鉀鹽、磺化 褐煤、磺化酚醛樹(shù)脂、氯化鉀、氧化鈣。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水基鉆井廢水處理后再配制鉆井液的方法，其特征在于： 步驟（1)中，所述絮凝沉降組合物由重量比例為1000:600:1的絮凝劑、聚合氯化鋁、非離子 聚丙烯酰胺組成。4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種水基鉆井廢水處理后再配制鉆井液的方法，其特征在 于:步驟(1)所述絮凝沉降組合物中，所述絮凝劑為任意一種選自FeCl 3、AlCl3、Al2(S04)3。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種水基鉆井廢水處理后再配制鉆井液的方法，其特征在于： 步驟(1)中，所述絮凝沉降組合物中，所述絮凝劑為ai 2(s〇4)3。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水基鉆井廢水處理后再配制鉆井液的方法，其特征在于： 步驟（2)中，所述脫色劑為季胺型有機(jī)高分子絮凝劑，所述脫色劑加入的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為 0.5%〇7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水基鉆井廢水處理后再配制鉆井液的方法，其特征在于： 步驟(4)中，加入所述黃原膠之前，先將所述廢水C調(diào)節(jié)pH值至9一9.5，所述黃原膠的添加量 為1.6-1.8g/L。8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水基鉆井廢水處理后再配制鉆井液的方法，其特征在于： 步驟(4)中，所述降濾失劑為任意一種選自羧甲基纖維素鈉、丙烯磺酸共聚物、聚陰離子纖 維素。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種水基鉆井廢水處理后再配制鉆井液的方法，其特征在于： 步驟(4)中，所述降濾失劑為聚陰離子纖維素。10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水基鉆井廢水處理后再配制鉆井液的方法，其特征在 于:步驟(4)中，所述鉆井液添加劑中，各組分的添加量分別為降濾失劑14一 16g/L、降粘劑 8-12g/L、聚丙烯鉀鹽0.5-1.5g/L、磺化褐煤35-45g/L、磺化酚醛樹(shù)脂35-45g/L、氯化鉀 45-55g/L、氯化鈣 2-4g/L。
【文檔編號(hào)】C09K8/14GK105907383SQ201610311027
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年5月11日
【發(fā)明人】張?zhí)? 蔡丹, 張芳捷
【申請(qǐng)人】西南石油大學(xué), 四川奎能環(huán)保科技有限公司