鉆井巖屑無害化膠凝處理的藥劑配方及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢液處理技術(shù)，特別涉及一種鉆井巖肩無害化膠凝處理的藥劑配方及使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆井巖肩是其中主要污染物之一，鉆井巖肩是一種含粘土、加重材料、各種化學(xué)處理劑、污油及鉆肩的多相膠體體系，若不加以處理，任意排放，或者管理、處理不當(dāng)，均會(huì)對(duì)周邊人、畜和自然環(huán)境造成不可估量的危害。現(xiàn)目前主要采用的是巖肩就地?zé)o害化固化技術(shù)，由于鉆井過程中使用的巖肩體系隨著區(qū)塊和井深的不同而變化，不同巖肩體系中含有不同的成分，因此產(chǎn)生的鉆井廢棄巖肩中的污染物成分和數(shù)量也會(huì)發(fā)生變化，固定的固化工藝是不能適用于所有的巖肩體系，其固化配方中藥劑的種類和配比等都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。特別對(duì)于部分特殊地區(qū)的鉆井巖肩處理效果不盡理想，固化時(shí)間較長(zhǎng)、硬度不夠滿意，后期浸出液COD\色度等指標(biāo)還是處于超標(biāo)狀態(tài)。目前鉆井巖肩的固化處理技術(shù)主要是基于巖肩泥漿中大量的固相顆粒，向鉆井巖肩中加入一定量對(duì)應(yīng)的化學(xué)藥劑對(duì)其進(jìn)行破穩(wěn)脫膠處理，藥劑分別與其中的水分發(fā)生劇烈的水化反應(yīng)，與有機(jī)物及固相顆粒交聯(lián)絮凝，形成固相-固化劑-水的水化絮凝體系，通過自膠結(jié)合包膠作用，轉(zhuǎn)變?yōu)橐喝芄虘B(tài)水合物，經(jīng)過一段時(shí)間后逐漸硬化，使廢巖肩轉(zhuǎn)為像土壤一樣的固體(即常說的假性土壤)，并使巖肩中的有害成分在較短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)變、封閉、固定作用，防止迀移，以達(dá)到限制鉆井巖肩浸出液流動(dòng)和抑制其組分迀移擴(kuò)散的目的，避免鉆井巖肩中的金屬離子和有機(jī)物對(duì)水體、土壤和生態(tài)環(huán)境的影響和危害達(dá)到防止污染的目的。目前市面上采用的鉆井巖肩固化配方中的來說能夠達(dá)到預(yù)計(jì)效果，但是其藥劑配方具有極大的專一性，由于鉆井過程中每一個(gè)地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)礦產(chǎn)成分有很大的差別，這使得在鉆探過程中所使用的鉆井液配方體系有很大的差別，同時(shí)隨著鉆探的井深不同而鉆井液也會(huì)不同，從而使得每一個(gè)地方產(chǎn)生的鉆井巖肩都有較鮮明的獨(dú)特性，由于巖肩體系中含有不同的成分，因此產(chǎn)生的鉆井巖肩中的污染物成分和數(shù)量也會(huì)發(fā)生變化，這就極大的限制了鉆井固化配方的使用效果，固定的固化工藝是不能適用于所有的巖肩體系，其固化配方中藥劑的種類和配比等都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。特別對(duì)于部分特殊地區(qū)的鉆井巖肩處理效果不盡理想，固化時(shí)間較長(zhǎng)、硬度不夠滿意，后期浸出液COD\色度等指標(biāo)還是處于超標(biāo)狀態(tài)?？偟膩碚f具有以下幾方面缺點(diǎn):1、局限性很強(qiáng)，藥劑配方對(duì)所需處理的鉆井巖肩具有極大的專一性；2、實(shí)驗(yàn)成本高，由于具有很強(qiáng)的專一性，在每次固化藥劑配制前都將會(huì)花大部分時(shí)間財(cái)力對(duì)處理對(duì)象做固化實(shí)驗(yàn)以調(diào)配出最佳配方；3、固化時(shí)間較長(zhǎng)，巖肩與藥劑混合后達(dá)到一定硬度所需要時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)；4、硬度不夠，巖肩固化后硬度相對(duì)較差；5、對(duì)于部分地區(qū)巖肩固化后浸出液還是會(huì)有部分指標(biāo)超標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種鉆井巖肩無害化膠凝處理的藥劑配方及處理方法，采用該膠凝處理的藥劑配方的固化周期時(shí)間短，固結(jié)強(qiáng)度高，同時(shí)對(duì)有害物質(zhì)的固結(jié)消除能力強(qiáng)，耐沖刷浸泡性高，直接的解決了浸出液不達(dá)標(biāo)的問題。
[0004]本發(fā)明的鉆井巖肩無害化膠凝處理的藥劑配方，所述配方原料按重量份包括以下組分:硅酸鹽2-10份、水泥3-12份、鋁鹽1-5.5份、添加劑1.5-7.8份、硫酸鈣1.25-6.58份、促?gòu)?qiáng)劑0.0001-0.01份、塑化劑0.0001-0.1份、磷酸鈉0.1-1.5份、硫化鈉0.0005-0.01份、破穩(wěn)凝膠劑0.5-5.5份；
[0005]進(jìn)一步，所述配方原料按重量份包括以下組分:硅酸鹽5.7份、水泥6.10份、鋁鹽2.3份、添加劑4.7份、硫酸鈣2.75份、促?gòu)?qiáng)劑0.003份、塑化劑0.007份、磷酸鈉0.45份、硫化鈉0.003份、破穩(wěn)凝膠劑2.2份；
[0006]進(jìn)一步，所述添加劑為煤炭渣、熟石灰、炭灰、碳酸鈣、碳酸鈉中的一種或兩種以上混合物；
[0007]進(jìn)一步，所述硅酸鹽為硅酸鈉、硅酸鈣、硅酸鉀的一種或兩種以上混合物；
[0008]進(jìn)一步，所述鋁鹽為三氧化二鋁；
[0009]進(jìn)一步，所述促?gòu)?qiáng)劑為氯化鈣、氯化鈷、氯化銨、氯化鉀、碳酸鈉、氯化鈉、氯化鎂的混合物；
[0010]進(jìn)一步，所述塑化劑為鄰苯二甲酸二(2—乙基己)酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二正辛酯、鄰苯二甲酸丁芐酯、鄰苯二甲酸二仲辛酯、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異丁酯、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二異壬酯、鄰苯二甲酸二異癸酯中的一種或兩種以上混合物；
[0011]進(jìn)一步，所述破穩(wěn)凝膠劑為單過硫酸氫鉀、檸檬酸鈉、聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁、氯化鈉、初凝催化劑的混合物；
[0012]進(jìn)一步，所述初凝催化劑為硫酸鋁、硫酸鐵、纖維素、氫氧化鈣、氯化鈉、氯化鉀的混合物。
[0013]本發(fā)明還公開一種鉆井巖肩無害化膠凝處理的方法，包括以下步驟:a.實(shí)
[0014]地稱取適量的巖肩進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測(cè)浸出液水質(zhì)、硬度等指標(biāo)；
[0015]b.根據(jù)鉆井液成分中重金屬含量以及實(shí)地地質(zhì)礦產(chǎn)情況確定硫化鈉的添加量；
[0016]c.測(cè)算需要固化的巖肩密度以及體積和需要固化的巖肩量；
[0017]d.根據(jù)巖肩量進(jìn)行藥劑稱量并進(jìn)行巖肩固化作業(yè):先將硫化鈉以水溶液狀態(tài)加入至需要固化巖肩中與巖肩中的大量的重金屬以及其他部分有毒物質(zhì)結(jié)合反應(yīng)生成無毒穩(wěn)定狀態(tài)的固體物質(zhì)，然后加入水溶液狀態(tài)的破穩(wěn)凝膠劑，最后將硅酸鹽、水泥、鋁鹽、添加劑、硫酸鈣、促?gòu)?qiáng)劑、塑化劑、磷酸鈉以固體粉末狀加入至需要固化的巖肩中。
[0018]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的鉆井巖肩無害化膠凝處理的藥劑配方及方法，采用該膠凝處理的藥劑配方的固化周期時(shí)間短，固結(jié)強(qiáng)度高，同時(shí)對(duì)有害物質(zhì)的固結(jié)消除能力強(qiáng)，耐沖刷浸泡性高，聚合硫酸鐵+聚合氯化鋁:破壞鉆井廢液的膠體體系，使之失穩(wěn)脫水，并與其中的水發(fā)生水化反應(yīng)，與固相顆粒及有機(jī)物發(fā)生交聯(lián)，水化物與交聯(lián)物相互作用形成凝聚-結(jié)晶體系；塑化劑:形成縮合交聯(lián)體，促進(jìn)水化物的穩(wěn)定，使其能夠?qū)崿F(xiàn)相互交叉、連升形成連續(xù)的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；硅酸鹽+水泥+鋁鹽(三氧化二鋁)+熟石灰+硫酸鈣:在激發(fā)劑硫酸鈣的作用下，硅酸鹽、水泥、鋁鹽(三氧化二鋁)、熟石灰迅速促進(jìn)水化物的結(jié)晶，使結(jié)構(gòu)的有序度降低，加快水化物與固相顆粒的緊密填充，內(nèi)包消耗自由水，使之盡快揮發(fā)而加快固化體形成；硫酸鈉:結(jié)合巖肩中的重金屬成分以及其他部分有毒物質(zhì)，反應(yīng)生成無毒的固體顆粒；單過硫酸氫鉀+檸檬酸鈉:與巖肩內(nèi)殘留的有機(jī)物質(zhì)結(jié)合，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，使得有機(jī)物分子礦化成水、二氧化碳或者直接轉(zhuǎn)化成無毒的小分子物質(zhì)；促?gòu)?qiáng)劑:使得凝聚結(jié)構(gòu)的有序度進(jìn)一步的降低，加快水化物與固相顆粒的緊密填充，使得固化后的巖肩塊硬度更加良好；初凝催化劑:對(duì)流程中的破穩(wěn)凝膠起到一個(gè)催化加速的作用，降低了固化時(shí)間以及候凝時(shí)間；不僅能夠針對(duì)于含水量較少的巖肩進(jìn)行固化，而且在巖肩含水嚴(yán)重的水浸環(huán)境中也能固化達(dá)到同樣的良好效果，候凝時(shí)間極短，在固話后第18小時(shí)后就可以上人行走，靜止堆放3天左右可以達(dá)到水泥磚硬度，在第六天左右達(dá)到粘土磚的硬度。鉆井巖肩固化處理后用以回填建設(shè)井場(chǎng)，可節(jié)約土方費(fèi)用，而且消除了污染事故隱患，保護(hù)了油田生態(tài)環(huán)境，也節(jié)約了投資，具有較好經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本實(shí)施例的鉆井巖肩無害化膠凝處理的藥劑配方，所述配方原料按重量份包括以下組分:硅酸鹽2-10份、水泥3-12份、鋁鹽1-5.5份、添加劑1.5-7.8份、硫酸鈣1.25-6.58份、促?gòu)?qiáng)劑0.0001-0.01份、塑化劑0.0001-0.1份、磷酸鈉0.1-1.5份、硫化鈉0.0005-0.01份、破穩(wěn)凝膠劑0.5-5.5份；
[0020]本實(shí)施例中，所述配方原料按重量份包括以下組分:硅酸鹽5.7份、水泥6.10份、鋁鹽2.3份、添加劑4.7份、硫酸鈣2.75份、促?gòu)?qiáng)劑0.003份、塑化劑0.007份、磷酸鈉0.45份、硫化鈉0.003份、破穩(wěn)凝膠劑2.2份