本發(fā)明涉及油田鉆井壓濾液處理，具體涉及一種水基鉆井壓濾液深度凈化方法。

背景技術(shù)：

1、在原油開采過程中，通常會(huì)產(chǎn)生大量的鉆井固液廢棄物，這些廢棄物的成分復(fù)雜，一般含有諸如鉆屑、黏土、加重材料、石油、無機(jī)鹽、有機(jī)鹽、鉆井液添加劑等，導(dǎo)致這些廢棄物較難處理，而處置不當(dāng)則容易對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。

2、目前，鉆井固液廢棄物主要通過板框式壓濾工藝對(duì)鉆井固液廢棄物進(jìn)行壓濾處理，具體工藝是：首先通過固控系統(tǒng)將鉆井固液廢棄物收集到廢棄物收集罐，達(dá)到預(yù)設(shè)量后，轉(zhuǎn)移到壓濾破膠罐進(jìn)行處理；向壓濾破膠罐中加入破膠劑，進(jìn)行破膠處置；之后使用供液泵將完全解膠的固液混合物注入板框壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，分離后產(chǎn)生濾餅和壓濾液。但是，經(jīng)板框壓濾后的壓濾液中還含有大量的有機(jī)物和高價(jià)離子，這將會(huì)對(duì)壓濾液的回用配漿產(chǎn)生巨大影響。

3、通過對(duì)壓濾液進(jìn)行分析得出壓濾液回用難度較大的原因，主要是由于鉆井液破膠過程中必須加入破膠劑才能破膠，使得破膠后產(chǎn)生的壓濾液中殘留大量的a13+、fe2+、fe3+、ca2+、mg2+、cl-等離子以及陽離子表面活性劑和水溶性高分子。受現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件限制，采用常規(guī)凈化處理方法，例如，化學(xué)氧化、絮凝、過濾工藝等，實(shí)現(xiàn)壓濾液的現(xiàn)場(chǎng)凈化難度較大，大部分壓濾廢液無法回收再利用，以配制鉆井液；壓濾廢液資源化回用率不足10％。且水基鉆井壓濾液體系中還存在高難降解水溶性物質(zhì)、高色度、高硬度、高鹽等特點(diǎn)，處置成本高，相關(guān)指標(biāo)不能完全達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決破膠劑導(dǎo)致的壓濾液凈化難度大以及壓濾液資源化回用率不高的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種水基鉆井壓濾液深度凈化方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下。

3、本發(fā)明提供一種水基鉆井壓濾液深度凈化方法，包括以下步驟：

4、將水基鉆井壓濾液送入固定床反應(yīng)器，進(jìn)行脫穩(wěn)酶解；所述固定床反應(yīng)器內(nèi)裝填有固定化復(fù)合酶；

5、經(jīng)脫穩(wěn)酶解后的水基鉆井壓濾液送入聚并反應(yīng)器，同時(shí)加入改性吸附聚并劑，進(jìn)行脫色；之后加入堿性試劑，進(jìn)行除硬，然后進(jìn)行過濾；

6、分離出的濾液送入電化學(xué)生物反應(yīng)器，同時(shí)向所述電化學(xué)生物反應(yīng)器中加入微生物激活劑，進(jìn)行脫色及除硬，以實(shí)現(xiàn)回用配漿；

7、所述固定化復(fù)合酶是將復(fù)合酶制劑吸附到多孔固相載體上，并在正硅酸四乙酯溶液中孵育制得；所述復(fù)合酶制劑是由復(fù)合酶、糖脂保護(hù)劑、耐鹽菌、添加劑復(fù)合制備得到；

8、所述改性吸附聚并劑是將羧甲基殼聚糖在微生物菌液中振蕩培養(yǎng)得到；所述微生物菌液的活菌總數(shù)為5×109cfu/g～10×109cfu/g；所述微生物菌液中的微生物菌為芽孢桿菌屬、反硝化桿菌、乳酸菌、酵母菌中的至少一種；

9、所述微生物激活劑是由碳源、氮源、磷源、糖蜜發(fā)酵液復(fù)合制備得到，碳源、氮源、磷源、糖蜜發(fā)酵液的質(zhì)量比1：0.2～0.5：0.1～0.2：2～4。

10、優(yōu)選地，所述正硅酸四乙酯溶液是將正硅酸四乙酯分散在磷酸鹽緩沖溶液中得到；所述正硅酸四乙酯溶液的濃度為8～10mmol/l。

11、優(yōu)選地，磷酸鹽緩沖溶液的ph為4～7，優(yōu)選為5～7。

12、優(yōu)選地，復(fù)合酶制劑與多孔固相載體的質(zhì)量比為0.2：1；

13、復(fù)合酶制劑與正硅酸四乙酯溶液的質(zhì)量比為0.2：1000。

14、優(yōu)選地，所述多孔固相載體的材料為浮石、氧化硅、氧化鋁、氧化鋯中的至少一種。優(yōu)選地，多孔固相載體的粒徑為35～500μm。

15、優(yōu)選地，復(fù)合酶、糖脂保護(hù)劑、耐鹽菌、添加劑的質(zhì)量比為1～10：0.5～3：0.5～3：0.1～1。

16、優(yōu)選地，所述復(fù)合酶為酸性蛋白酶、淀粉酶、果膠酶、纖維素酶、漆酶、過氧化氫酶、脂肪酶、水解酶中的至少兩種的混合；

17、所述糖脂保護(hù)劑為鼠李糖脂、槐糖脂、海藻糖脂中的至少一種；

18、所述耐鹽菌為硝化細(xì)菌、枯草芽孢桿菌、光合細(xì)菌中的至少一種；

19、所述添加劑為維生素c、碳酸酰胺、單晶葡萄糖干粉、硫酸銨、氯化銨、鉬酸銨中的至少一種。

20、優(yōu)選地，所述改性吸附聚并劑是由以下方法制備得到：

21、將滅菌后的羧甲基殼聚糖加入微生物菌液中，在25℃～30℃下振蕩培養(yǎng)4天～6天，經(jīng)真空冷凍干燥得到。

22、優(yōu)選地，所述羧甲基殼聚糖與微生物菌液的質(zhì)量比為0.01～0.04：2。

23、優(yōu)選地，所述碳源為葡萄糖、蔗糖、玉米淀粉中的任意一種；

24、所述糖蜜發(fā)酵液是由糖蜜發(fā)酵得到，所述糖蜜發(fā)酵液的干基含量≥50％；

25、所述氮源為蛋白胨、氯化銨、硫酸銨、酵母粉中的任意一種；

26、所述磷源為磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、磷酸氫二銨中的任意一種。

27、優(yōu)選地，所述電化學(xué)生物反應(yīng)器內(nèi)具有陽極室，所述陽極室內(nèi)豎向布置有陽極板，所述陽極室內(nèi)填充有導(dǎo)電性氧化填料；所述陽極板和所述導(dǎo)電性氧化填料上均生長有電活性微生物；所述電活性微生物為地桿菌屬或厭氧氨氧化菌。

28、優(yōu)選地，所述固定床反應(yīng)器沿水基鉆井壓濾液的流動(dòng)方向鋪設(shè)有曝氣管；所述曝氣管上布設(shè)有曝氣頭，所述曝氣頭的曝氣方向與所述水基鉆井壓濾液的流動(dòng)方向相反。其中，所述曝氣頭的曝氣方向與所述水基鉆井壓濾液的流動(dòng)方向呈夾角α；夾角α的取值范圍是30～80°。

29、優(yōu)選地，多根所述曝氣管均連接氧氣管路或者空氣管路，用于提供氧氣。其中，多根曝氣管均平行布設(shè)在固定床反應(yīng)器內(nèi)，通過等間距的布置方式能夠在所述固定床反應(yīng)器內(nèi)交替形成不同濃度氧氣的曝氣區(qū)域，例如高-低濃度交替布置的曝氣區(qū)。

30、本發(fā)明的有益效果：

31、1、本發(fā)明通過固定化復(fù)合酶引入水基鉆井壓濾液中，利用復(fù)合酶制劑與載體的配合，高效去除壓濾液中水溶性膠體、聚合物等難解決的大分子物質(zhì)，解決壓濾液高分子有機(jī)物對(duì)回配鉆井液的影響這一技術(shù)難題。通過生物酶固定床反應(yīng)器后，壓濾液中大部分聚合物被斷鏈分解，形成不穩(wěn)定的中分子、小分子物質(zhì)；在聚并反應(yīng)器中，通過加入改性吸附聚并劑實(shí)現(xiàn)高效吸附、聚結(jié)作用，達(dá)到高效的有機(jī)物去除效果。

32、2、本發(fā)明通過復(fù)合酶制劑中的高效降解酶、糖脂保護(hù)劑相互作用可迅速分解壓濾液中的部分水溶性高分子材料，對(duì)壓濾液中的有毒成分進(jìn)行高效降解，并確保耐鹽菌快速繁殖，實(shí)現(xiàn)壓濾液有機(jī)物的深度降解。

33、3、本發(fā)明通過改性吸附聚并劑與廢水污染物分子中陰離子基團(tuán)產(chǎn)生電性中和，形成易于去除的物質(zhì)，同時(shí)利用改性吸附聚并劑水解時(shí)產(chǎn)生的巨大表面積起到網(wǎng)絡(luò)架橋作用，通過網(wǎng)捕、吸附絮凝劑顆粒，從而達(dá)到水體絮凝凈化作用。

34、4、本發(fā)明通過生物耦合化學(xué)工藝，結(jié)合生物法和化學(xué)法的優(yōu)點(diǎn)，具有工藝簡單，方便操作，成本低等優(yōu)勢(shì)，適于在長慶油田泥漿壓濾液的深度處置中推廣，對(duì)鉆井泥漿壓濾液的深度處置回配泥漿井場(chǎng)資源化利用有重要意義。

技術(shù)特征：

1.一種水基鉆井壓濾液深度凈化方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水基鉆井壓濾液深度凈化方法，其特征在于，所述正硅酸四乙酯溶液是將正硅酸四乙酯分散在磷酸鹽緩沖溶液中得到；所述正硅酸四乙酯溶液的濃度為8～10mmol/l。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水基鉆井壓濾液深度凈化方法，其特征在于，復(fù)合酶制劑與多孔固相載體的質(zhì)量比為0.2：1；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水基鉆井壓濾液深度凈化方法，其特征在于，所述多孔固相載體的材料為浮石、氧化硅、氧化鋁、氧化鋯中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水基鉆井壓濾液深度凈化方法，其特征在于，復(fù)合酶、糖脂保護(hù)劑、耐鹽菌、添加劑的質(zhì)量比為1～10：0.5～3：0.5～3：0.1～1。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水基鉆井壓濾液深度凈化方法，其特征在于，所述復(fù)合酶為酸性蛋白酶、淀粉酶、果膠酶、纖維素酶、漆酶、過氧化氫酶、脂肪酶、水解酶中的至少兩種的混合；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水基鉆井壓濾液深度凈化方法，其特征在于，所述改性吸附聚并劑是由以下方法制備得到：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水基鉆井壓濾液深度凈化方法，其特征在于，所述羧甲基殼聚糖與微生物菌液的質(zhì)量比為0.01～0.04：2。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水基鉆井壓濾液深度凈化方法，其特征在于，所述碳源為葡萄糖、蔗糖、玉米淀粉中的任意一種；

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水基鉆井壓濾液深度凈化方法，其特征在于，所述電化學(xué)生物反應(yīng)器內(nèi)具有陽極室，所述陽極室內(nèi)豎向布置有陽極板，所述陽極室內(nèi)填充有導(dǎo)電性氧化填料；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及油田鉆井廢棄物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水基鉆井壓濾液深度凈化方法，該方法包括以下步驟：將水基鉆井壓濾液送入固定床反應(yīng)器進(jìn)行脫穩(wěn)酶解；加入的固定化復(fù)合酶是將復(fù)合酶制劑吸附到多孔固相載體上，并在正硅酸四乙酯溶液中孵育制得；再送入聚并反應(yīng)器進(jìn)行脫色、除硬、過濾；加入的改性吸附聚并劑是將羧甲基殼聚糖在微生物菌液中振蕩培養(yǎng)得到；最后送入電化學(xué)生物反應(yīng)器進(jìn)行脫色、除硬，以實(shí)現(xiàn)回用配漿；加入的微生物激活劑是由碳源、氮源、磷源、糖蜜發(fā)酵液復(fù)合制備得到。本發(fā)明的方法解決破膠劑導(dǎo)致的壓濾液凈化難度大以及壓濾液資源化回用率不高的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：賈彥強(qiáng),馮曉敏,王立宏,吳農(nóng)宣,陸野,楊軍民,向賢斌,李彬宏,蘭祺祺,周蓮花,韓先鋒,李燕,謝濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安意通石油工程有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10