專利名稱：油區(qū)廢泥漿高效固化處理劑及其固化處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的油區(qū)鉆井廢泥漿綜合治理。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代石油勘探開發(fā)百余年來，鉆井廢泥漿也存在了一個(gè)多世紀(jì)。以勝利油田為例，近些年油田每年約需打各類生產(chǎn)井、探井、檢查井1000口左右，每口井產(chǎn)生的廢泥漿約在100m3以上，全年約產(chǎn)生1.0×105m3以上的鉆井廢泥漿。由于廢泥漿存在的分散性及隱蔽性，其污染防治與綜合治理沒有引起人們的足夠重視，對(duì)廢泥漿綜合治理與再利用技術(shù)的研究起步較晚。
鉆井廢泥漿分水基泥漿和油基泥漿兩大類，油田鉆井泥漿主要由膨潤(rùn)土、鹽水、粘土、海泡石、重晶石粉及部分多種化學(xué)處理劑組成，含水率一般在35％～90％之間，呈堿性，固相顆粒粒度很小，外觀呈粘稠流體狀，具有顆粒細(xì)小、級(jí)配差、粘度大、含水率高且不易脫水等特點(diǎn)，是一種典型的粘稠狀膠體。
鉆井廢棄泥漿是油田鉆井過程產(chǎn)生的副產(chǎn)物，就地存放于泥漿池中，傳統(tǒng)的處理方式是就地掩埋，其主要污染物是廢棄物中含有的各種有機(jī)或無機(jī)類化學(xué)助劑，主要是其中的重金屬、COD、Oil、表面活性劑等有害物質(zhì)，其濃度較高，如果不加處理直接排放必然對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不良影響。
近年來，人們對(duì)鉆井廢泥漿的環(huán)境污染有了深刻認(rèn)識(shí)。鉆井廢泥漿與污油、污水一樣，是油田生產(chǎn)的三大公害之一，主要表現(xiàn)有三1、鉆井廢泥漿自然狀態(tài)難以降解，造成周邊地區(qū)土壤板結(jié)，土地鹽堿化，植被被大量破壞等；
2、鉆井廢泥漿長(zhǎng)期累積滲透到地表以下水層或隨雨水外溢流入江河小溪，污染水源，危害人的身體健康及水生物生長(zhǎng)等；3、鉆井廢泥漿堆積在井場(chǎng)周圍，占用大量耕地或草地，使占用的土地失去使用價(jià)值，成為新的污染源。
因此，對(duì)鉆井廢泥漿的綜合治理已經(jīng)成為當(dāng)前亟待解決的問題，對(duì)油區(qū)廢泥漿的“無毒、無害、低成本、可工業(yè)化再利用”應(yīng)是徹底處理廢泥漿的主要目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是研究一種油區(qū)廢泥漿高效固化處理劑及其固化處理工藝，以解決油區(qū)廢泥漿對(duì)環(huán)境的污染問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案包括兩大部分，即1.油區(qū)廢泥漿高效固化處理劑由兩部分組成，一部分由占廢泥漿重量的百分比含量的離子沉淀劑1-3％、破膠劑1-2％、吸附劑2-8％組成；另一部分由占沉降固體重量的百分比含量的硫鋁酸鹽硬化劑5-20％、疏松劑2-4％、石膏粉2-8％組成。所述的離子沉淀劑、破膠劑、吸附劑分別是指含鈣的磷酸鹽或過磷酸鹽離子沉淀劑、丙烯酸酯聚合物破膠劑、海泡石和生石灰粉吸附劑；所述的硬化劑、疏松劑分別是指硫鋁酸鹽水泥硬化劑、鉀明礬疏松劑。
2.使用油區(qū)廢泥漿高效固化處理劑的處理工藝(1)先測(cè)定油區(qū)待處理的廢泥漿的體積和固化物含量以確定油區(qū)高效固化處理劑的用量；(2)固化劑前期準(zhǔn)備現(xiàn)場(chǎng)施工所用固化劑可按比例用雙錐螺旋混料機(jī)混合，一部分由離子沉淀劑、破膠劑按比例混合均勻、存放，吸附劑單獨(dú)存放；另一部分由硫鋁酸鹽硬化劑，疏松劑，石膏粉按比例混合均勻、存放；
(3)在施工現(xiàn)場(chǎng)，首先將廢泥漿與混合好的離子沉淀劑、破膠劑按比例攪拌并混合均勻，靜停1-3小時(shí)后將表面水及水中溶有的有害物質(zhì)抽出，在廢水中加入吸附劑后進(jìn)行攪拌，對(duì)水中的有害物質(zhì)進(jìn)行吸附處理，靜停1-3小時(shí)后，檢驗(yàn)，排放；然后將分離后的沉降固體與已混合好的硫鋁酸鹽硬化劑、疏松劑、石膏粉按比例攪拌并混合均勻，靜停3-7天后，經(jīng)檢驗(yàn)合格進(jìn)行場(chǎng)地平整，否則再加固化處理劑予以調(diào)整，直到合格。
本發(fā)明與已有相關(guān)油區(qū)廢泥漿處理技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、該固化劑為灰白色粉末狀固體，可大量吸收反應(yīng)超過自身重量1倍以上的水分，并放出大量的熱量，加速固化材料的反應(yīng)以及固化材料與鉆井廢泥漿之間的化學(xué)反應(yīng)，固化7天后強(qiáng)度大于0.5MPa。
2、可固化各種高含水、高有機(jī)質(zhì)、含多種有害物質(zhì)的鉆井廢泥漿或污泥，并可在較低的溫度下正常凝結(jié)硬化，具有凝結(jié)硬化時(shí)間短，水穩(wěn)定性能好，溶出物少以及強(qiáng)度高的特性。
3、可用于固化各種鉆井廢泥漿防止有害物質(zhì)的滲出，固化后可作為填土材料，進(jìn)行再利用以建造土地。對(duì)固化后固化物種植特性進(jìn)行試驗(yàn)分析，其孔隙率為35％左右，pH值為8左右，完全符合種植土要求，固化后經(jīng)種植試驗(yàn)，植物生長(zhǎng)良好。
4、一般的鉆井廢棄泥漿固化劑中多數(shù)采用普通硅酸鹽水泥，盡管成本低，但處理后的泥漿pH值在11以上，土壤堿性強(qiáng)，難以實(shí)現(xiàn)土壤復(fù)耕。本技術(shù)采用特種快硬膠結(jié)材料，廢棄泥漿固化處理后pH值在7-9之間，可保證土壤復(fù)耕。
5、一般的鉆井廢棄泥漿固化劑中多數(shù)采用粉煤灰，粉煤灰是一種水硬性膠結(jié)材料盡管成本低，但處理后隨著其緩慢水化，強(qiáng)度逐漸提高，最初一年可實(shí)現(xiàn)土壤復(fù)耕，隨著時(shí)間延續(xù)，土壤板結(jié)嚴(yán)重，難以實(shí)現(xiàn)土壤復(fù)耕。本技術(shù)不采用粉煤灰作為膠結(jié)材料，可保證實(shí)現(xiàn)土壤連續(xù)復(fù)耕。
6、本技術(shù)采用先進(jìn)的混料設(shè)備，可保證鉆井廢棄泥漿固化劑的均勻性；采用先進(jìn)的生產(chǎn)施工工藝，可保證施工質(zhì)量的穩(wěn)定性。
7、該油區(qū)廢泥漿高效固化處理劑具有原料易購、價(jià)格低廉、使用方便、固化效果好。
四

無。
五具體實(shí)施例方式本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的油區(qū)廢泥漿高效固化處理劑主要由兩部分組成一部分由含鈣的磷酸鹽或過磷酸鹽離子沉淀劑、丙烯酸酯聚合物破膠劑、海泡石和生石灰粉吸附劑組成，其配比(指占廢泥漿重量的百分比含量)分別為離子沉淀劑(1-3％)，破膠劑(1-2％)，吸附劑(2-8％)，主要作用是將廢泥漿中的大量水和部分有害物質(zhì)分離出來，并對(duì)液體中的有害物質(zhì)進(jìn)行處理，使處理后的水達(dá)到GB5084-92農(nóng)田灌溉標(biāo)準(zhǔn)。
另一部分由硫鋁酸鹽水泥硬化劑、鉀明礬疏松劑、石膏粉組成，其配比(指占沉降固體重量的百分比含量)為硬化劑(5-20％)、疏松劑(2-4％)、石膏粉(2-8％)，主要作用是對(duì)分離后的沉降固體固化處理，使其達(dá)到GB5085.3-1996《工業(yè)固體廢物有害特性試驗(yàn)與監(jiān)測(cè)分析方法》的要求。
將本發(fā)明的油區(qū)廢泥漿高效固化處理劑每部分用雙錐螺旋混料機(jī)混合攪拌均勻后，待處理油區(qū)廢泥漿時(shí)用散裝水泥運(yùn)輸車分別運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。本發(fā)明的油區(qū)廢泥漿高效固化處理工藝為先測(cè)定油區(qū)待處理的廢泥漿的體積和固化物含量以確定油區(qū)高效固化處理劑的用量，待固化處理后，取樣化驗(yàn)監(jiān)測(cè)，看結(jié)果是否達(dá)到有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)標(biāo)準(zhǔn)后可平整場(chǎng)地，否則再加固化處理劑予以調(diào)整，直到合格。
首先，將廢泥漿與離子沉淀劑、破膠劑按比例用挖掘機(jī)攪拌并混合均勻，靜停1-3小時(shí)后抽取表面水及水中溶有的有害物質(zhì)，用吸附劑對(duì)水中的有害物質(zhì)進(jìn)行處理，檢驗(yàn)后可排放。
其次，將分離后的沉降固體與硫鋁酸鹽硬化劑，疏松劑，石膏粉按比例用挖掘機(jī)攪拌并混合均勻，靜停3-7天后，經(jīng)檢驗(yàn)合格進(jìn)行場(chǎng)地平整。
基于廢泥漿污染環(huán)境的方式是以運(yùn)移擴(kuò)散和化學(xué)遷移為特征，本發(fā)明研制的廢泥漿高效固化處理劑中破膠劑可破壞廢泥漿的絮凝結(jié)構(gòu)，釋放廢泥漿中大量的游離水，減少廢泥漿含水量，便于廢泥漿的快速固化處理；吸附劑具有很大的比表面積，可吸附有機(jī)物和金屬離子，能將可溶性陰離子有機(jī)污染物變成不溶物，降低其毒性，并調(diào)節(jié)廢棄物的pH值；離子沉淀劑是一種含磷酸鹽的無機(jī)物，沉淀重金屬離子，降低其活性，同時(shí)賦予固化物一定的肥效。
本發(fā)明研制的廢泥漿高效固化處理劑使用范圍大，可直接加至廢泥漿中充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝?，在短期?nèi)形成具有抗水性能、封閉作用和吸附作用的穩(wěn)定固化物。
對(duì)廢泥漿的高效固化歷程是通過硫鋁酸鹽硬化劑、石膏粉等對(duì)廢泥漿的水化和交聯(lián)作用，以凝聚、圈閉等方式，使廢泥漿在較短時(shí)間內(nèi)失去流動(dòng)性而固化。在逐漸變?yōu)殡y溶固態(tài)水合物的過程中鞏固和加強(qiáng)體系固態(tài)性質(zhì)，形成不可逆轉(zhuǎn)的常態(tài)固體——具有抗水蝕性、圈閉性和吸附性等，從而達(dá)到限制污染物流動(dòng)和抑制其組分遷移擴(kuò)散的目的，避免對(duì)環(huán)境的影響和危害。加入的硬化劑通過化學(xué)反應(yīng)可形成立體構(gòu)架的無機(jī)聚合物包裹和固定污染物，使其在外力作用下不能游離出來，降低其遷移能力。疏松劑可調(diào)節(jié)固化物的孔隙率以保證土壤的種植性。
在施工現(xiàn)場(chǎng)首先，將廢泥漿與在工廠混合好的離子沉淀劑、破膠劑按比例用挖掘機(jī)攪拌并混合均勻，靜停1-3小時(shí)后用潛水泵將表面水及水中溶有的有害物質(zhì)抽至泥漿池一角，邊加入吸附劑邊用挖掘機(jī)進(jìn)行攪拌，對(duì)水中的有害物質(zhì)進(jìn)行吸附處理，靜停1-3小時(shí)后，檢驗(yàn)，可用潛水泵排放。其次，將分離后的沉降固體與在工廠混合好的硫鋁酸鹽硬化劑，疏松劑，石膏粉按比例用挖掘機(jī)攪拌并混合均勻，靜停3-7天后，經(jīng)檢驗(yàn)合格進(jìn)行場(chǎng)地平整。
固化處理后，應(yīng)取樣監(jiān)測(cè)，看結(jié)果是否達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)標(biāo)準(zhǔn)后方可平整場(chǎng)地，否則再加固化處理劑予以調(diào)整，直到合格。
工程實(shí)例廢棄鉆井液比重1.28g/cm3，配置鉆井液時(shí)加入了FA-367，XY-27，PAC-142，SMP，F(xiàn)C-427及原油等化學(xué)添加劑，外觀棕黑色。用離子沉淀劑(2％)，破膠劑(1.2％)，吸附劑(3.5％)，硫鋁酸鹽硬化劑(12％)，疏松劑(3％)，石膏粉(6％)(按占廢泥漿重量的百分比含量)組成的固化劑配方對(duì)該廢棄鉆井液進(jìn)行固化處理，固化7天后其性質(zhì)見表1。
1.基本痊愈≥85％。
2.顯效≥50％3.有效≥20％4.無效≤20％5.頭顱CT掃描療效評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)完全吸收梗塞面積吸收100％大部分吸收梗塞面積吸收60～99％小部分吸收梗塞面積吸收20～59％無變化梗塞面積吸收＜20％。
權(quán)利要求
1.一種油區(qū)廢泥漿高效固化處理劑，其特征是由兩部分組成，一部分由占廢泥漿重量的百分比含量的離子沉淀劑1-3％、破膠劑1-2％、吸附劑2-8％組成；另一部分由占沉降固體重量的百分比含量的硫鋁酸鹽硬化劑5-20％、疏松劑2-4％、石膏粉2-8％組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油區(qū)廢泥漿高效固化處理劑，其特征是所述的離子沉淀劑、破膠劑、吸附劑分別是指含鈣的磷酸鹽或過磷酸鹽離子沉淀劑、丙烯酸酯聚合物破膠劑、海泡石和生石灰粉吸附劑；所述的硬化劑、疏松劑分別是指硫鋁酸鹽水泥硬化劑、鉀明礬疏松劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的油區(qū)廢泥漿高效固化處理劑的處理工藝，其特征是(1)先測(cè)定油區(qū)待處理的廢泥漿的體積和固化物含量以確定油區(qū)高效固化處理劑的用量；(2)固化劑前期準(zhǔn)備現(xiàn)場(chǎng)施工所用固化劑可按比例用雙錐螺旋混料機(jī)混合，一部分由離子沉淀劑、破膠劑按比例混合均勻、存放，吸附劑單獨(dú)存放；另一部分由硫鋁酸鹽硬化劑，疏松劑，石膏粉按比例混合均勻、存放；(3)在施工現(xiàn)場(chǎng)，首先將廢泥漿與混合好的離子沉淀劑、破膠劑按比例攪拌并混合均勻，靜停1-3小時(shí)后將表面水及水中溶有的有害物質(zhì)抽出，在廢水中加入吸附劑后進(jìn)行攪拌，對(duì)水中的有害物質(zhì)進(jìn)行吸附處理，靜停1-3小時(shí)后，檢驗(yàn)，排放；然后將分離后的沉降固體與已混合好的硫鋁酸鹽硬化劑、疏松劑、石膏粉按比例攪拌并混合均勻，靜停3-7天后，經(jīng)檢驗(yàn)合格進(jìn)行場(chǎng)地平整，否則再加固化處理劑予以調(diào)整，直到合格。
全文摘要
本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的油區(qū)鉆井廢泥漿的治理。本發(fā)明的技術(shù)方案包括兩大部分1.油區(qū)廢泥漿高效固化處理劑一部分由占廢泥漿重量的百分比含量的離子沉淀劑1－3％、破膠劑1－2％、吸附劑2－8％組成；另一部分由占沉降固體重量的百分比含量的硫鋁酸鹽硬化劑5－20％、疏松劑2－4％、石膏粉2－8％組成。2.使用油區(qū)廢泥漿高效固化處理劑的處理工藝首先將廢泥漿與混合好的離子沉淀劑、破膠劑按比例攪拌并混合均勻，靜停1－3小時(shí)后在廢水中加入吸附劑后進(jìn)行攪拌，然后將分離后的沉降固體與已混合好的硫鋁酸鹽硬化劑、疏松劑、石膏粉按比例攪拌并混合均勻，靜停3－7天后，直到合格。本發(fā)明具有水穩(wěn)定性能好，固化物符合種植土要求，原料易購、使用方便、固化效果好。
文檔編號(hào)C02F11/14GK1821129SQ200610044458
公開日2006年8月23日 申請(qǐng)日期2006年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月1日
發(fā)明者俞然剛, 陳金平, 崔亦棟 申請(qǐng)人:俞然剛