不同盐度_温度下的废泥浆固化处理技术

　　　　　　　　　不同盐度、温度下的废泥浆固化处理技术　林孟雄

不同盐度、温度下的废泥浆固化处理技术

ResearchonWasteMudSolidificationProcessingTechnologyinDifferentSalinityandTemperature

林孟雄　朱广河　王建华　苏丹丹　魏晓宏

(1.长庆油田第三采油厂　银川　750004);(2.　017300)

摘要　。本文结合,利用研发出的KG系列固化剂,根据不同盐度、温度下的废泥浆、污泥、,,从而在经济和技术上保证川西地区和新疆油田的废、温度下固化作业施工中如何确保施工质量的问题,优化了现有技术水平。

关键词　废弃泥浆　固化处理技术　盐度　温度　施工工艺

Abstract　Thewastedrillingmudishazardoustoenvironment.Inthewelldrillingprocess,inpresent,solidifiesprocessingisthemainprocessingtechnology.Thisarticleunifiesdomesticandforeignresearchtechnique,ingthedevelopedsolidifiedagentKG,somesolidificationprocessingmethodsforwastemud,sludge,rockdebrispollutionwerestudiedundertheconditionofdifferentsalinityandtemperature,soastoguaranteewastemudsolidificationprocessingtoexecuteeffective2lyfromeconomicandtechnologicalaspectsinthewesternofSichuanandXijiangoilfield.Thisresearchsolvedtheproblemofsolidificationintheconstructiontoguaranteethequalityunderdifferentsalinityandtemperature,andraisedtheexistingtechnicallevel.

Keywords　WasteMud　SolidificationTechnology　Salinity　Temperature　ConstructionTechnology

1

1

1

2

1

1　引言

在工程施工与石油钻井过程中会产生大量的

废泥浆,这些泥浆既影响施工又污染环境,因此对废泥浆的处理及合理利用日益引起人们的重〔1〕

视。目前,国内外废钻井液常见的处理方法有:直接排放、注入安全地层或油井的环形空间、运到指定场地进行回填、坑内密封等集中处理、土地耕作法、固化处理及回收利用。在这些方法中,固化处理既能保证废钻井液对环境的影响最小,又能极大地降低处理成本,是目前首选的处理方法。

铜、铅、砷)及一些加重材料等。该实验主要考察KG系列固化剂在川西及新疆地区不同条件下的

〔3〕

固化效果。通常,考察固化剂的性能指标主要从固化体早期固化强度、抗压强度、膨胀率及浸出液水质方面进行。KG固化剂以水泥基为主,原料易得,处理费用低,固结、解毒效果好,固结物的机械强度较高,水溶性、膨胀率及水渗透性较低。到目前为止,西南局泥浆公司利用KG系列固化剂已

3

在川西地区累计处理超过1.5万m的钻井泥浆,被甲方单位评为优良。由于业务发展的需要,现在迫切需要评价出该固化剂对新疆某地区钻井泥浆处理的固化效果。

2　实验目的

废钻井泥浆来源广泛,污染成分复杂。主要污染成分包括:烃类、各种表面活性剂、无机盐类、有机聚合物、木质磺酸盐、重金属(如汞、铬、

收稿日期:2009-04-25

作者简介:林孟雄(1981-),男,四川南充人,硕士研究生。

〔1〕

3　污染评价方法

〔2〕

单因子指数评价法中各污染单项污染指数及

—23

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—

环境保护科学　第35卷　第6期　2009年12月污染物污染因子分担率计算公式:

pi=ki=

xi

sii=i

大,污染越重。

4　实验部分

公司业务主要分布在新疆土哈油田温西区块和

i

6x

n

式中:pi—i种污染物单项污染指数;

xi—i污染物的监测值,mgΠL;si—i污染物评价标准,mgΠL。ki—i污染物污染因子分担率,%

塔里木油田克拉地区,这两个区域位置相对特殊,温西区块属盐碱地,而克拉地区则朝晚的温差较大,因此,有必要评价出KG固化剂对其的固化效果。4.1　干基泥浆的污染物分析及评价

取温西区块和克拉地区具有代表性土壤在自,并依据《土壤

(G),结果见表1。

一般P<1为未污染,P>1为已污染,P值越

-1

≤0.≤30≤300≤0.3≤200≤0.5≤30≤300≤0.3

表1　分析项目总总Pb总Cd总Cr总Hg总As总Pb总Cd

7.48

Pi污染因子分担率Π%

0.03700.00150.04900.03200.00090.0390.013

0.5100.01630.3500.4500.01226.752.18

〔5〕

土壤级别一级

一级一级一级一级一级一级一级一级一级

未检出

0.04514.8

温西区块

未检出

6.35

未检出

0.02611.570.004

克拉地区

表1考察了目前土壤中主要的重金属污染指标,并对其单污染因子进行了评价,基本不超标。总体来看,该土样中重金属含量能满足土壤环境质量标准。

由于新疆地区气候条件恶劣,早、中、晚温差较大,并且各地区土壤的酸碱度都不同,有些井场

泥浆密度Πg cm3固化剂量Π%固化强度ΠMPa

1.4100.49

1.4150.98

1.4201.52

1.7101.15

还直接建在盐碱地上,因此,就要求在室内模拟

出与当地相似的条件,考察在不同盐度、温度情况下KG系列固化剂的固化效果。4.2　钻井液密度、固化剂加量对固化强度的影响

固化剂加量对固化强度的影响见表2。

表2　固化剂加量对固化强度的影响

1.7151.3

1.7201.5

2.0101.5

2.0151.6

2.0201.8

在通常情况下,废钻井液的密度越大,其固相含量也越高。由表2可知,在相同固化剂加量

的情况下,随着密度的增加,其固化强度也随之增加,这表明废钻井液的密度是影响固化强度的一个重要因素。而在密度相同的前提下,提高固化剂加量可以较大幅度的提高废钻井液固化体的固化强度,在满足现场应用的条件下,尽可能地提高废钻井液的密度是提高固化强度的一个比较有效的方法。因此,现场操作时在固化剂中适量加入添加剂K-1,不但可以加强废钻井液凝固速度,还能够有效提高固化强度。—24

—

〔4〕

4.3　盐度对固化效果的影响

在新疆紧挨塔克拉玛干沙漠的湿地和哈德胡

扬林地区,以及土哈油田温西区块的WX3-12井、WX4-417井等,其土壤属于盐碱地,这些地区生态环境脆弱,属于新疆政府极力进行环境保护的区块,对污染控制相对比较严格。而温西区块各井场钻井液类型相同,盐度不相同,因此,在进行评价的时候就必须进行盐度调节,温西区块钻井液污染分析见表3。取温西区块钻井液,加入NaCl和CaCl2调节盐度进行实验。

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表3　温西区块钻井液污染分析

密度

Πg cm3

排放标准

深井泥浆

1.39

pH值6～99.5

CODΠmg L-1

含油量

Πmg L-1

≤10

1562

总铬

Πmg L-1≤1.5

1.34

Cr6+

-1

≤150

11344

≤0.5

0.38

取7份泥浆加入NaCl和CaCl2调节盐度,然后加入18%(mΠv)固化剂进行室内固化实验。其

固化实验情况见表4。

表4　不同盐度下室内固化情况

NaCl　CaCl2

-1-1

3%Π1%6%Π2%9%Π3%12%Π4%15%Π5%17%Π6%20%Π7%

COD

Πmg L-1

浸出液

pH值

6～97.57.07.58.58.5色度(倍)≤80

150130110135120130

固化后含油

Πmg L-1

≤10

181820

固化强度

ΠMPa

1.1.00.91.00.91.1

固化后总铬

L-1

≤1.5

0.350.280.170.320.250.24

固化后Cr6+

-1

≤0.5

0.0470.0560.0350.0280.0340.0250.025

≤150

603609597599602607　　从表4,,固化处理

效果变差,主要表现为色度和COD值不能有效达到排放标准。由于原液污染较严重,用0.1%HK

NaCl　CaCl2-1-1

3%Π1%6%Π2%9%Π3%12%Π4%15%Π5%17%Π6%20%Π7%

COD

Πmg L-1

(vΠv)和1%(vΠv)硫酸铝溶液进行预处理,再加入18%固化剂,结果见表5。

表5　不同盐度下经预处理后的固化效果

浸出液

pH值

6～98.59.07.58.57.07.57.5

色度(倍)≤80

50405050306050

固化后含油

Πmg L-1

≤10

6.57.06.55.58.56.55.0

固化强度

ΠMPa

1.01.11.21.21.21.11.2

固化后总铬

Πmg L-1

≤1.5

0.350.350.470.350.300.490.62

固化后Cr6+

-1

≤0.5

0.0250.0380.0170.0250.0280.0320.038

≤150

125127116118121127126

由表5可以看出,经过预处理后,其浸出液指

标已经达到相关排放标准,HK溶液和硫酸铝在处理这类污染较严重的废泥浆时,其效果还是比较明显。4.4　温度对固化效果的影响

新疆克拉所处地区气候干旱、山陵起伏、沟壑

密度

Πg cm3

排放标准

深井泥浆

1.40

纵横,属于戈壁和荒漠,气田海拔高度在1400m至1600m,早晚常年温差较大,一般在10℃以上,其环境生态属敏感性区域,因此,有必要考虑温度对固化效果的影响。受到场地和实验条件的限制,固化前后温度的调节就在冰柜中完成,克拉区块钻井液污染分析见表6。

CODΠmg L-1

表6　克拉区块钻井液污染分析

pH值6～98

含油量

Πmg L-1

≤10

129.5

总铬

Πmg L-1≤1.5

0.86

Cr6+

mgL-1

≤150

9739

≤0.5

0.067

取上述钻井液4份,分别加入固化剂16%、

18%、20%、22%(wΠv)进行实验,再分别在-5℃、0℃、25℃下进行固化实验,结果见表7。

(下转第40页)

—25

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环境保护科学　第35卷　第6期　2009年12月

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22.ClarkJS,HorvathL,LewisMA.Ontheestimationofspreadrateforabiologicalpopulation〔J〕.SandProbabilityLetters,2001(51):225234.

(上接第25页)

表7　固化温度

KG加量

COD

ΠmgL-6～98.58.59.09.08.08.08.59.08.58.59.09.0

()≤80

908090704040303560505035

固化后含油

Πmg L-1

≤10

6.57.55.05.56.55.04.85.07.56.55.04.5

固化强度

ΠMPa

1.01.11.21.20.90.91.01.11.01.11.11.2

固化后总铬

Πmg L-1

≤1.5

0.360.340.280.280.350.320.270.250.480.450.390.31

固化后Cr6+

-1

≤0.5

0.0450.0360.0280.0310.0680.0560.0480.0500.0360.0280.0250.025

150

16%

-5℃

18%20%22%16%

0℃

18%20%22%16%

25℃

18%20%22%

108835947363828114646055

备注:在-5℃、0℃、25℃状态下的固化时间分别为8d、6d、4d

由表7可以看出,当KG系列固化剂加量在

16%时,其浸出液的COD已经达到排放标准,由综合效果来看,在0℃左右其固化效果最好,固化时间最短。因此,建议在傍晚时进行固化施工,趁着夜间温度降低,可有效提高固化质量。

状态下处理效果最好,但在-5℃～25℃范围内,其固化处理的浸出液都能达标。

(4)KG系列固化剂对新疆温西区块和克拉地区的钻井泥浆有较好的固化处理效果,经处理后的泥浆浸出液能够达到国家相关排放标准,完全能够满足新疆地区钻井泥浆的处理要求。

5　结论

(1)增加钻井液密度和提高KG固化剂加量,

参考文献

1.杨明杰,梁万林,金庆荣,等.钻井废泥浆综合治理技术研究

可以较大幅度的提高废钻井液固化强度。

(2)盐度在很大程度上会加重泥浆的污染治理难度,但是通过一定的预处理就会达到很好的固化效果。目前,在现场固化处理中所采取的预处理手段有:3gΠLCaCl2和2gΠLFeSO4、0.1%HK、1%PJJ、Fenton试剂,经过预处理后其浸出液能满

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(3)在废钻井液的固化处理中,KG固化剂的处理作用会受到温度的影响,该系列固化剂在0℃—40

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油学院学报,2000,22(3):95-96.

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