頁巖氣鉆井產(chǎn)生的油基固廢的回收和利用方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及天然氣勘探領域，具體而言，涉及一種頁巖氣鉆井產(chǎn)生的油基固廢的回收和利用方法。
【背景技術】
[0002]頁巖氣(shale gas)是賦存于富有機質(zhì)泥頁巖及其夾層中，以吸附和游離狀態(tài)為主要存在方式的非常規(guī)天然氣，成分以甲烷為主，與“煤層氣”、“致密氣”同屬一類。頁巖氣的形成和富集有著自身獨特的特點，往往分布在盆地內(nèi)厚度較大、分布廣的頁巖烴源巖地層中。頁巖氣很早就已經(jīng)被人們所認知，但采集比傳統(tǒng)天然氣困難，隨著資源能源日益匱乏，作為傳統(tǒng)天然氣的有益補充，人們逐漸意識到頁巖氣的重要性。
[0003]頁巖氣主體位于暗色泥頁巖或高碳泥頁巖中，頁巖氣是主體上以吸附或游離狀態(tài)存在于泥巖、高碳泥巖、頁巖及粉砂質(zhì)巖類夾層中的天然氣，它可以生成于有機成因的各種階段天然氣主體上以游離相態(tài)(大約50% )存在于裂縫、孔隙及其它儲集空間。
[0004]以吸附狀態(tài)(大約50% )存在于干酪根、粘土顆粒及孔隙表面，極少量以溶解狀態(tài)儲存于干酪根、瀝青質(zhì)及石油中天然氣也存在于夾層狀的粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、甚至砂巖地層中為天然氣生成之后，在源巖層內(nèi)的就近聚集表現(xiàn)為典型的原地成藏模式，與油頁巖、油砂、地瀝青等差別較大。與常規(guī)儲層氣藏不同，頁巖既是天然氣生成的源巖，也是聚集和保存天然氣的儲層和蓋層。因此有機質(zhì)含量高的黑色頁巖、高碳泥巖等常是最好的頁巖氣發(fā)育條件。
[0005]頁巖亦屬致密巖石，故也可歸入致密氣層氣。它起始于阿巴拉契亞盆地的泥盆系頁巖，為暗褐色和黑色，富有機質(zhì)，可大量生氣。儲集空間以裂縫為主并可以吸附氣和水溶氣形式賦存，為低(負)壓、低飽和度(30%左右)，因而為低產(chǎn)。但在裂縫發(fā)育帶可獲較高產(chǎn)量，井下爆炸和壓裂等改造措施效果也好。
[0006]頁巖氣開發(fā)具有開采壽命長和生產(chǎn)周期長的優(yōu)點一一大部分產(chǎn)氣頁巖分布范圍廣、厚度大，且普遍含氣，使得頁巖氣井能夠長期地穩(wěn)定產(chǎn)氣。但頁巖氣儲集層滲透率低，開采難度較大。隨著世界能源消費的不斷攀升，包括頁巖氣在內(nèi)的非常規(guī)能源越來越受到重視。美國和加拿大等國已實現(xiàn)頁巖氣商業(yè)性開發(fā)。
[0007]在頁巖氣勘探鉆井過程中，為了獲得更多的頁巖氣，往往在鉆達目的層一一頁巖層位時要采取水平鉆井，而為了在水平層實現(xiàn)快速安全鉆井，保護油氣層，往往鉆井過程中要使用油基泥漿進行鉆井，國內(nèi)油基泥漿主要采用柴油或白油作為基礎油加入其它添加劑配置而成，由于油基泥漿的使用，進而會造成油基固廢的產(chǎn)生，這些固廢中一部份主要為掏泥漿罐而形成油基渣泥，一部份為油基鉆肩，一個單井油基固廢產(chǎn)生量約350立方米左右，一個井組(一般5— 7 口井)將產(chǎn)生2000— 2500立方左右的油基固廢，其中油基渣泥占總油基固廢量的20— 30%，其含油量比油基鉆肩高得多，達30— 60%不等，環(huán)境危害性更大，處理難度更高，這已成為頁巖氣鉆井環(huán)境保護工作的難題，不僅油基渣泥國家把它列入了“危廢”進行管理，而且按現(xiàn)行固化處理對其處置，由于其含油量較高，是不能直接進行固化處置的，也無法實現(xiàn)固化處置，同時，直接處置也不符合國家規(guī)定。
[0008]而且，如果采用離心方式油基固廢其進行處理，由于油基渣泥中的油主要是被包裹在渣泥中，渣泥顆粒表面粘附的較少，不僅油難以被離心脫除，同時處理成本也高，并且離心渣泥被粘附在離心機上，也難以清除；如果采用常規(guī)的污泥脫水的壓濾處理方式對其進行處理，不論采用板式、還是框式或帶式壓濾，壓濾效果都不好，同時，壓濾渣泥粘附濾布上，清除也十分困難。
[0009]所以，目前本領域?qū)τ陧搸r氣鉆井作業(yè)產(chǎn)生的廢棄油基固廢的有效處理仍然是的一項技術難題，有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是針對頁巖氣勘探鉆井作業(yè)產(chǎn)生的油基固廢，包括油基渣泥和油基鉆肩，開發(fā)了一種機械物理法對頁巖氣鉆井產(chǎn)生的油基固廢進行回收和利用的方法，油基固廢中所含的油能夠被壓濾回收用于調(diào)配油基泥漿，而脫除油后的油基渣泥和油基鉆肩因為其含油量均很低，可以將其直接固化處理后用于路基材料中，或者將其填埋，也不會對環(huán)境造成污染。
[0011]通過該方法能夠?qū)τ突虖U進行綜合有效處理，回收利用，不僅能夠防止不能被合理處理的油基固廢污染環(huán)境，而且還能夠廢物回收再利用，真正意義上達到了節(jié)能減排的目的。
[0012]為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術方案:
[0013]頁巖氣鉆井產(chǎn)生的油基固廢的回收和利用方法，包括以下步驟:
[0014]a、利用特種壓濾機對頁巖氣鉆井產(chǎn)生的油基固廢進行壓濾處理，回收其中的油；
[0015]b、將回收的所述油回用于調(diào)配頁巖氣鉆井所用的油基泥漿中；將脫油后的油基固廢固化處理后直接填埋，或者回用于井場建設中。
[0016]本發(fā)明提供的頁巖氣鉆井產(chǎn)生的油基固廢的回收和利用方法，通過機械物理法，將油基固廢中的油基鉆肩和油基渣泥分別壓濾，脫油后回收其中的油用于頁巖氣鉆井時使用油基泥漿中，而脫油后的油基鉆肩和油基渣泥可以固化處理后，回用于井場建設中，或者將其直接填埋也不會對環(huán)境造成污染。
[0017]通過本發(fā)明提供的方法能夠?qū)τ突虖U進行綜合有效處理，回收利用，不僅能夠防止不能被合理處理的油基固廢污染環(huán)境，而且還能夠廢物回收再利用，真正意義上達到了節(jié)能減排的目的。
[0018]同時，在脫油處理時，不需要添加任何輔助脫油化學添加劑，采用機械壓濾分離原理，對油基固廢進行物理方式壓濾脫油，不僅不會造成二次污染，而且也不影響回收的油的性能，因此，壓濾回收的油可以被直接用于調(diào)配鉆井用的油基泥漿中，從而實現(xiàn)了真正意義上的變“廢”為“寶”。
[0019]進一步地，步驟a中，所述特種壓濾機為鑄鐵板框壓濾機或者圓形板框高壓廂式壓濾機。
[0020]進一步地，步驟a中，所述壓濾處理具體包括:
[0021]開啟所述特種壓濾機，加入待處理的油基固廢進入特種壓濾機的榨膛，榨膛內(nèi)的榨螺旋轉(zhuǎn)使油基固廢不斷向里推進，進行壓榨。
[0022]進一步地，壓榨所述油基鉆肩時，所述榨膛內(nèi)的壓力為3.0-3.5Kpa，壓榨所述油基渣泥時，所述榨膛內(nèi)的壓力為2.5—3.0Kpa0
[0023]進一步地，壓榨所述油基鉆肩時，所述榨膛內(nèi)的榨螺的根圓直徑為3.5-4.5cm ;所述榨螺的螺距為1.80cm ；
[0024]壓榨所述油基渣泥時，所述榨膛內(nèi)的榨螺的根圓直徑為3.5-4.5cm ;所述榨螺的螺距為L 80cm。
[0025]進一步地，壓榨所述油基鉆肩時，所述榨膛內(nèi)的壓榨溫度為70_80°C ;
[0026]壓榨所述油基渣泥時，所述榨膛內(nèi)的壓榨溫度為60_70°C。
[0027]進一步地，步驟b中，脫油后的所述油基鉆肩和所述油基渣泥中的含油質(zhì)量均
[0028]進一步地，步驟b中，將脫油后的油基鉆肩和油基渣泥固化處理，具體為:
[0029]將脫油后的所述油基鉆肩制成免燒的頁巖磚，或者固化處理為固體材料后回用于路基材料；
[0030]將脫油后的所述油基渣泥固化處理后直接填埋。
[0031]進一步地，步驟b中，將制成的所述固體材料回用于井場建設包括，用于路基材料中或者用于頁巖氣采輸井站的圍墻建設或者溝渠擋墻建設中。
[0032]進一步地，將制成的所述固體材料回用于路基材料中的同時，還需在所述路基材料的表面覆上加固層；所述加固層為水泥蓋層或者瀝清層。
[0033]本發(fā)明提供的頁巖氣鉆井產(chǎn)生的油基固廢的回收和利用方法，處理量每天可達2 —10噸(具體根據(jù)其產(chǎn)生量配置)，可滿足正常頁巖氣鉆井油基渣泥產(chǎn)生量的處理。如頁巖氣鉆井時日產(chǎn)生量大于10噸，可配2— 3臺裝置，以滿足隨鉆處理要求。
[0034]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0035](I)脫油處理時，不需要添加任何輔助的化學脫油添加劑，采用機械壓濾分離原理對于油基固廢進行脫油，不影響脫除的油的性能，回收的油可以被直接用于調(diào)配鉆井用的油基泥漿中；
[0036](2)可實現(xiàn)油基固廢一次性脫油之后含油量彡1%，轉(zhuǎn)化為一般的固體廢物，后處理容易；
[0037](3)脫油后的油基鉆肩加適量水即可制成免燒制的頁巖磚，可用于頁巖氣采輸井站圍墻建設或溝渠擋墻建設中；或者加適量水泥固化后用于井場附近的路基材料中，使用方便，成本低，有利于廢棄物處理；
[0038](4)脫油后的油基渣泥可直接進行固化填埋；
[0039](5)處理裝置的占地面積少，挪動方便，能夠?qū)崿F(xiàn)對油基固廢的隨鉆處理，避免油基固廢存放池的構建和臨時存放的環(huán)境污染風險。
【附圖說明】
[0040]圖1為本發(fā)明提供的壓濾處理工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0041]下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明的實施方案進行詳細描述，但是本領域技術人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應視為限制本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0042]頁巖氣鉆井產(chǎn)生的油基固廢的回收和利用方法，如圖1所示，包括以下步驟:
[0043]a、利用特種壓濾機對頁巖氣鉆井產(chǎn)生的油基固廢進行壓濾處理，回收其中的油；
[0044]優(yōu)選地，所述特種壓濾機為鑄鐵板框壓濾機或者圓形板框高壓廂式壓濾機。
[0045]特種壓濾機是一種成熟機械設備，市場有成品供應。其主要由進料部分、齒輪箱部分、榨籠部分、榨螺部分、機架部分等部份構成。本方案中優(yōu)選使用鑄鐵板框壓濾機或者圓形板框高壓廂式壓濾機。其中，因為圓形板框高壓廂式壓濾機因為其容量和壓力相對較大，效率較高，最佳地，選用所述圓形板框高壓廂式壓濾機。
[0046]優(yōu)選地，在進行壓濾處理時，具體包括:
[0047]開啟所述特種壓濾機，加入待處理的油基固廢進入特種壓濾機的榨膛，榨膛內(nèi)的榨螺旋轉(zhuǎn)使油基固廢不斷向里推進，進行壓榨。
[0048]特種壓濾機對油基固廢處理的原理是:特種機械壓濾機運轉(zhuǎn)時，待處理的油泥渣泥從料斗進入榨膛，由榨螺旋轉(zhuǎn)使油基渣泥不斷向里推進，進行壓榨。
[0049]一方面