一種油田廢棄鉆井泥漿固化材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種油田廢棄鉆井泥漿的處理技術(shù)，具體地說涉及一種油田廢棄鉆井 泥漿的固化材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 鉆井泥漿堪稱油田鉆井的"血液"，主要起到攜帶鉆肩、穩(wěn)定井壁、平衡井下地層壓 力、冷卻潤滑鉆頭等作用，事關(guān)鉆井工作是否能順利進(jìn)行。廢棄鉆井泥漿是一種由粘土、加 重材料、化學(xué)添加劑、污水、污油、鉆肩等組成的多相穩(wěn)定膠體，組分復(fù)雜，污染物多樣化，其 中有機物、重金屬離子(鉻、砷、汞、鉛等）對環(huán)境的污染非常嚴(yán)重。
[0003] 我國每年新鉆井幾千口，以每口井產(chǎn)生廢棄泥漿200方計，則全國每年產(chǎn)生廢棄 鉆井泥漿上百萬方。傳統(tǒng)的處理方法包括自然排放、回注井眼環(huán)空、MTC技術(shù)、固化處理等， 上述方法存在工藝復(fù)雜、工藝技術(shù)不成熟、成本高等局限。對于固化處理方法，已有公開報 道，其中專利200610047103. 9公開了而一種使用由Ca0、Si02、Al203、Mg0組成的固化劑對石 油鉆井廢棄泥漿進(jìn)行固化的技術(shù)，固化強度24小時不小于45KPa，7天強度達(dá)到3MPa。專 利200510045234. 9公開了一種由硫鋁酸鹽水泥熟料、半水石膏粉、生石灰和聚丙烯酰胺組 成的固化劑，其對鉆井廢泥漿固化得到的固結(jié)物1天抗壓強度大于〇. 5MPa，7天抗壓強度達(dá) 到2MPa。傳統(tǒng)固化技術(shù)對廢棄鉆井泥漿固化得到的固化體強度普遍偏低，無法滿足建筑施 工材料的強度要求，只能做填埋處理，不能實現(xiàn)資源化回收利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種油田廢棄鉆井泥漿固化材料，該固化材料7天抗壓強度 可以達(dá)到15Mpa，浸出物濃度低，安全環(huán)保，實現(xiàn)了對油田廢棄鉆井泥漿的無害化處理和資 源化回收利用。
[0005] 本發(fā)明所述的油田廢棄鉆井泥漿固化材料由油田廢棄鉆井泥漿、水泥、砂子、固化 劑和拌合水組成，各組分的質(zhì)量百分比為： 泥漿：1〇· 0%-50· 0% ; 水泥：10· 0%-50· 0% ; 砂子：50· 0%-90· 0% ; 固化劑〇1%-1〇· 0% ; 拌合水〇%_1〇· 0%。
[0006] 所述的廢棄鉆井泥漿含水質(zhì)量百分比為30. 0%-70. 0%。
[0007] 所述的水泥為P · 042. 5水泥或P · 032. 5水泥。
[0008] 所述的砂子為河砂、機制砂，細(xì)度模數(shù)為1. 0-3. 5。
[0009] 所述的固化劑由粉體分散劑、破膠劑、吸附劑和早強劑組成；其中，粉體分散劑為 粉體聚羧酸超塑化劑；破膠劑為聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺中的一種或二者的組合物；吸附 劑為海泡石和石膏粉中的一種或二者的組合物；早強劑為氯化鈣、硫酸鈉和亞硝酸鈉中的 一種或幾種的組合物；各組分的組成質(zhì)量百分比為： 粉體分散劑：1. 0%-50. 0% ; 破膠劑〇%_80· 0% ; 吸附劑：5· 0%-40· 0% ; 早強劑0%_30· 0%。
[0010] 所述的油田廢棄鉆井泥漿固化材料，其特征在于其7天抗壓強度大于15MPa，可以 滿足建筑材料的強度要求；固化材料浸出物COD <100 mg/L，六價鉻濃度<0.1 mg/L，總鉻 濃度< 2. 0 mg/L，石油類濃度< 5. 0 mg/L，固化材料安全環(huán)保。
[0011] 本發(fā)明提供的油田廢棄鉆井泥漿固化材料的組成百分比是經(jīng)過嚴(yán)格設(shè)計得到的， 其中作為膠材的水泥和作為集料的砂子可以為固化體的強度提供保證，固化劑中的分散劑 可以保證泥漿在固化體中實現(xiàn)均勻分散，而不會團聚影響固化體的結(jié)構(gòu)強度，破膠劑可以 打破泥漿膠體的穩(wěn)定而有助于其分散，吸附劑有助于對重金屬離子的捕捉封存，早強劑可 以提高固化體的強度發(fā)展速度。本發(fā)明提供的固化材料浸出物濃度低，安全環(huán)保，強度高， 可以滿足建筑施工對材料強度的要求。固化體的產(chǎn)品實現(xiàn)形式可以方磚、路緣石等，具體形 式可根據(jù)需求而定。
【具體實施方式】
[0012] 本發(fā)明提供一種油田廢棄鉆井泥漿固化材料，其特征在于固化材料由油田廢棄鉆 井泥漿、水泥、砂子、固化劑和拌合水組成，各組分的質(zhì)量百分比為：泥漿：10. 0%-50. 0% ;水 泥：10· 0%-50· 0% ;砂子：50· 0%-90· 0% ;固化劑：0· 01%-10· 0% ;拌合水：0· 0%-10· 0%。
[0013] 以下實施例中，泥漿含水質(zhì)量百分比為50. 0%，水泥為P · 042. 5,砂子細(xì)度模 數(shù)3. 0,固化劑為HA-I和HA-2, HA-I的組成為粉體分散劑20. 0%，破膠劑30. 0%，吸附劑 40. 0%，早強劑10. 0% ;HA-2的組成為粉體分散劑30. 0%，破膠劑20. 0%，吸附劑20. 0%，早強 劑 30. 0%。
[0014] 實施例1 油田廢棄鉆井泥漿固化材料的配合比為：泥漿：水泥：砂子：固化劑HA-I :拌合水 =10% :10% :70% :1% :9%，即IOkg :10kg :70kg :1kg :9kg。將泥漿、水泥、砂子和固化劑混合均 勻，然后加入拌合水?dāng)嚢?0分鐘。出料，將混合好的固化材料采用壓制成型的方式制備成 IOcmX IOcmX IOcm尺寸的樣塊，自然養(yǎng)護。
[0015] 實施例2 油田廢棄鉆井泥漿固化材料的配合比為：泥漿：水泥：砂子：固化劑HA-2 :拌合水 =10% :10% :70% :1% :9%，即IOkg :10kg :70kg :1kg :9kg。將泥漿、水泥、砂子和固化劑混合均 勻，然后加入拌合水?dāng)嚢?0分鐘。出料，將混合好的固化材料采用壓制成型的方式制備成 IOcmX IOcmX IOcm尺寸的樣塊，自然養(yǎng)護。
[0016] 實施例3 油田廢棄鉆井泥漿固化材料的配合比為：泥漿：水泥：砂子：固化劑HA-I :拌合水 =20% :20% :59% :1% :0%，即 20kg :20kg :59kg :1kg :0kg。將固體材料混合，攪拌 10 分鐘。出 料，將混合好的固化材料采用壓制成型的方式制備成IOcmX IOcmX IOcm尺寸的樣塊，自然 養(yǎng)護。
[0017] 實施例4 油田廢棄鉆井泥漿固化材料的配合比為：泥漿：水泥：砂子：固化劑HA-2 :拌合水 =20% :20% :59% :1% :0%，即 20kg :20kg :59kg :1kg :0kg。將固體材料混合，攪拌 10 分鐘。出 料，將混合好的固化材料采用壓制成型的方式制備成IOcmX IOcmX IOcm尺寸的樣塊，自然 養(yǎng)護。
[0018] 實施例5 油田廢棄鉆井泥漿固化材料的配合比為：泥漿：水泥：砂子：固化劑HA-I :拌合水 =30% :30% :39% :1% :0%，即 30kg :30kg :39kg :1kg :0kg。將固體材料混合，攪拌 10 分鐘。出 料，將混合好的固化材料采用壓制成型的方式制備成IOcmX IOcmX IOcm尺寸的樣塊，自然 養(yǎng)護。
[0019] 實施例6 油田廢棄鉆井泥漿固化材料的配合比為：泥漿：水泥：砂子：固化劑HA-2 :拌合水 =30% :30% :39% :1% :0%，即 30kg :30kg :39kg :1kg :0kg。將固體材料混合，攪拌 10 分鐘。出 料，將混合好的固化材料采用壓制成型的方式制備成IOcmX IOcmX IOcm尺寸的樣塊，自然 養(yǎng)護。
[0020] 實施效果 上述實施例中固化體的強度和浸出物的測試結(jié)果如下：
【主權(quán)項】
1. 一種油田廢棄鉆井泥漿固化材料，其特征在于該固化材料是由油田廢棄鉆井泥漿、 水泥、砂子、固化劑和拌合水組成，各組分的質(zhì)量百分比為： 泥漿：l〇. 0%-50. 0% ; 水泥：10. 0%-50. 0% ; 砂子：50. 0%-90. 0% ; 固化劑：〇? 〇1%-1〇. 0% ; 拌合水：〇? 〇%-1〇. 0%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田廢棄鉆井泥漿固化材料，其特征在于所述廢棄鉆井泥漿 含水質(zhì)量百分比為30. 0%-70. 0%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田廢棄鉆井泥漿固化材料，其特征在于所述的水泥為 P ? 042. 5水泥或P ? 032. 5水泥。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田廢棄鉆井泥漿固化材料，其特征在于所述的砂子為河 砂、機制砂，細(xì)度模數(shù)為1. 0-3. 5。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田廢棄鉆井泥漿固化材料，其特征在于所述的固化劑由粉 體分散劑、破膠劑、吸附劑和早強劑組成；其中，粉體分散劑為粉體聚羧酸超塑化劑；破膠 劑為聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺中的一種或二者的組合物；吸附劑為海泡石和石膏粉中的一 種或二者的組合物；早強劑為氯化鈣、硫酸鈉和亞硝酸鈉中的一種或幾種的組合物；各組 分的組成質(zhì)量百分比為： 粉體分散劑：1. 0%-50. 0%; 破膠劑〇%-80. 0%; 吸附劑：5. 0%-40. 0% ; 早強劑：l〇. 0%-30. 0%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田廢棄鉆井泥漿固化材料，其特征在于其7天抗壓強度大 于15MPa ;固化材料浸出物C0D彡100 mg/L，六價鉻濃度彡0. 1 mg/L，總鉻濃度彡2. 0 mg/ L，石油類濃度< 5. 0 mg/L。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種油田廢棄鉆井泥漿固化材料，其特征在于該固化材料是由油田廢棄鉆井泥漿、水泥、砂子、固化劑和拌合水組成，各組分的質(zhì)量百分比為：泥漿：10.0%-50.0%；水泥：10.0%-50.0%；砂子：50.0%-90.0%；固化劑：0.01%-10.0%；拌合水：0.0%-10.0%。本發(fā)明的固化材料強度高，可滿足建筑施工材料對強度的要求，此外，浸出物毒性低，安全環(huán)保，實現(xiàn)了對油田廢棄鉆井泥漿的無害化處理和資源化回收利用。
【IPC分類】C04B28-00, C02F103-10, C04B14-06, C02F11-00
【公開號】CN104529283
【申請?zhí)枴緾N201410770490
【發(fā)明人】王偉山, 楊娟, 傅樂峰
【申請人】上海三瑞高分子材料有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月15日