塔里木油田水基废泥浆无害化技术研究

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1、塔里木油田水基废泥浆无害化技术研究王平全1王书琪2何涛2刘宇程11.西南石油学院四川成都6105002.塔里木油田分公司泥浆技服公司新疆库尔勒841000摘要针对塔里木油田水基废泥浆采用常规固化方法固化处理后固化产物浸出液中污染物难以达标特别是色度和COD超标严重的实际情况创新性地提出先破胶处理后再进行2.0g/cm3固化的工艺通过大量实验研究确定出了分别适合于塔里木油田高密度=1.5g/cm3左右和低密度=1.2g/cm3左右泥浆的破胶剂和固化剂的配方中密度通过该工艺和配方对塔里木油田废泥浆进行处理固化产物的强度超过0.5Mpa以上固化物浸出液

2、中污染物含量达到国家污水综合排放标准GB8978-1996一级标准要求整体技术在国内尚属首创技术水平达国内领先水平关键词塔里木水基废泥浆破胶固化处理在水基废泥浆中危害环境的主要成分是有机物类无机盐类某些重金属离子如汞砷铬镉铅等及一些配浆和加重材料中的杂质对于水基废泥浆的处理目前除回收利用一小部分外绝大部分采用直接排放和自然蒸发沉积干化和就地掩埋等方法进行简单处理尤其在我国陆上钻井时常用泥浆大土池储存水基废泥浆及岩屑当钻完井后它们不加处理便直接排放或弃放在井场遇到雨季水基废泥浆中的有害物质随雨水外溢流入农田河流渗入地表对土壤地下水造成污染对当地的自

3、然环境造成恶劣甚至致命的破坏因此改变传统的水基废泥浆处理方法从环境保护角度出发研究并形成一套水基废泥浆无害化处理的方法原理和处理工艺有着重要的现实意义固化处理是用于废泥浆处理的最常用的方法但常用目前常用的固化方法对塔里木油田的水基废泥浆进行处理固化产物浸泡液中污染物含量往往要超标而采用无害化固化处理可以使水基废泥浆变成一种不可逆转的具有一定强度的常规固体材料该固化体遇水不溶解或溶解性极差其中水基废泥浆中原有的污染物被胶结在固化体中而不渗透出来即使遇水后固化体里面的有毒物质也不易浸出来或者浸出来的有害物质也不会超标可见对水基废泥浆进行无害化固化处理

4、是一种安全环保型既有社会价值又有经济价值的前沿性处理技术和重要发展方向经无害化固化处理后的水基废泥浆掩埋于地下不会对环境造成污染也不用等待长时间的干涸还能保证水基废泥浆的沉淀池在钻井工作结束后即刻还耕塔里木油田公司工程技术服务部与西南石油学院合作就塔里木油田水基废泥浆进行了无害化固化处理做了深入研究采用了先破胶后固化的处理技术使水基废泥浆固化后固化体既具有一定强度固化体浸出液又无毒无污染达到国家污水排放标准形成了一套全新的水基废泥浆固化处理技术无害化固化处理技术1破胶处理泥浆具有胶体体系的基本特征污染物在其中呈稳定状态其中的有机物具有较好的水溶性

5、若对其进行直接固化处理有机物的分子形态未发生改变固化体经水浸泡后其中的有机物会从固相向水相转移污染水体特别是聚磺盐水泥浆体系采用常规方法固化后经水浸泡5分钟左右水相即呈黄色浸泡24小时后水相呈棕红色色度高达200倍以上同时有机物等污染物也严重超标因此有必要加入化学药剂降低有机物的水溶性使其固化后不容易从固相转移到水相1.1破胶基本原理根据泥浆的形成机理粘土矿物因晶格取代使其表面带负电荷在碱性条件下粘土207表面易形成水化膜在静电斥力的作用下使粘土颗粒可与水溶液形成稳定的胶体分散体系高分子材料如KPAM80A51SMPCMC等在水中电离成带负电的基

6、团因电荷的作用分子形态舒展有利于它们与粘土水共同形成稳定的泥浆胶体体系据此分析破胶剂的选择方向是阳离子型强电解质破胶剂加入废泥浆后一方面它电离出的阳离子对颗粒表面的负电荷有中和作用可以降低粘土颗粒表面的负电荷降低Zeta电位减少颗粒间的斥力使其稳定性减弱或失去稳定性另一方面阳离子可被高分子材料的阴离子基团吸附电性中和降低高分子链内的斥力使高分子链发生卷曲将失稳的粘土颗粒包裹起来并从钻井废液中分离出来加入的阳离子物质可以同泥浆中的有机物形成溶解度比较小甚至不溶的络合剂络合物不易被水浸泡出来其结果必然是绝大部分有机物表现为COD在固化体中的活性降低1

7、.2破胶剂的复配与筛选泥浆是复杂的胶体体系在泥浆中用各种方法加入各种处理剂调整泥浆的性能使其性能达到稳定因此污染物在其中呈稳定状态采用化学方法对其进行强制破胶可以破坏泥浆胶体的稳定性使固相物从中分离出来同时向废泥浆中加入络合剂使其中的有机物磺化物聚合物等与络合剂形成溶解性小甚至不溶的络合物从泥浆体系中分离出来被固相物吸附从而与固相物一同分离出来经此方法处理后的废泥浆体系再进行固化由于有机物溶解性已经大幅度降低固化后很难从中渗漏出来根据聚沉稳定性理论经过大量实验研究最后确定出两种效果最好的破胶剂即SW-ASW-B破胶剂SW-A适用于高密度废泥浆破胶

8、剂SW-B适用于中低密度废泥浆根据破胶后废泥浆浸出液的颜色的深浅而判断破胶剂作用效果的好坏取重量为100g的废泥浆分别加入各种破胶剂各1