[发明专利]用于油气田钻井废弃物不落地随钻处理的工艺技术

说明书

一、技术领域：

本发明涉及一种钻井废弃物的处理技术，尤其是用于油气田钻井废弃物不落地随钻处理的工艺技术。

二、背景技术：

油气田钻井废弃物是钻井污水、钻井泥浆和岩屑的混合物，是一种相当稳定的胶态悬浮体系，含有粘土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑等，危害环境的主要化学成分有烃类、盐类、各类聚合物、重金属离子、重晶石中的杂物和沥青等改性物，这些污染物具有高色度、高石油类、高COD、高悬浮物、高矿化度等特性，是石油勘探开发过程中产生的主要污染物。油气田每钻完一口井，都要在原地丢下一个废弃的泥浆池。一个油气田有成千上万口井，就有成千上万个废弃泥浆池，每个泥浆池中的钻井废弃物少则有几百方，多则有几千方。这些废弃物若在井场堆放或掩埋，一旦被雨水浸泡、河流冲刷，就会对周围的土壤、水源、农田和空气造成十分严重的污染。对钻井废弃物进行不落地随钻处理和综合利用是根治钻井废弃物污染的必由之路。

在此之前，大部分油气田都采用了固化填埋的方法对钻井废弃物进行处理。实际上，固化法就是向钻井废弃物中加入大量的固化剂(占废弃物总量的1/3左右)，使其中的水分被吸附后就地掩埋。所加入的固化剂主要有：粉煤灰、石灰、水泥、水玻璃等。这就大大地增加了废弃物的总量和综合利用的成本。更严重的是，掩埋后废弃物的浸出液仍然会对地下水产生严重的污染。

三、发明内容：

本发明的目的是提供固液分离，分类处理，综合利用的用于油气田钻井废弃物不落地随钻处理的工艺技术，它克服了其它技术存在的落地后单一性处理的缺点，本发明是为钻井最终消灭泥浆池污染和减少占地为目的，它可以对从井口返出的钻井废弃物在落地之前进行随钻处理，也可以将废弃泥浆池中的废弃泥浆稀释后再进行分类处理，实现无害化综合利用。整体工艺能做到从钻井废弃物中分离出的岩屑被清洗干净后可作为混凝土骨料加以利用；清洗岩屑产生的泥浆水经加药、脱稳、絮凝、固液分离后形成泥饼，可与粘土或页岩粉按比例掺和用来烧砖；分离出的滤液水经过脱稳、絮凝、气浮、氧化和吸附过滤等预处理工艺，去除主要污染物，可用于油田回注、回灌安全地层或达标排放；污水经过超滤、反渗透脱盐等方法的深度处理后，可以达到农田灌溉水质标准。钻井废钻物不落地随钻处理的工艺过程是：

1、钻井废弃物岩屑分离清洗、泥浆脱稳、固液分离和泥饼利用。由钻井振动筛排出的含有岩屑的废弃物通过一套螺旋式输送装置送入由三个单元组成的岩屑分离清洗装置的第一单元-振动筛洗砂器上。首先用钻井污水喷淋在振动前行且粘附着泥浆的岩屑上，使岩屑所粘附的大部分泥浆脱落。第一单元清洗所产生的泥浆水进入储存罐内，由于喷淋时不加任何药剂，能保证钻井污水不改性；离开振动筛洗砂器的岩屑落入第二单元的一个螺旋砂水分离清洗器中，岩屑在这里随螺旋推进装置上升中又受到含有破稳剂、混凝剂等药品的预处理水的喷淋，使其所粘附的剩余有害物质得到清除，洗后污水进入其下方的污水箱中；由第二单元的砂水分离清洗器排出的岩屑落入第三单元的砂水分离清洗器中，岩屑在这里随螺旋推进装置上升中又得到少量清水的喷淋，使其所粘附的盐类和有害物质进一步得到清除。在第三单元喷淋中清水用量很少，循环使用能做到节约用水。在振动筛清洗器和每个螺旋砂水分离清洗器的下方都有污水箱，用于盛装清洗岩屑所产生的污水，便于用泵来循环清洗。

经清洗后，岩屑浸出液的污染物指标达到国家标准的要求，可作为建筑材料或用来硬化井场地面。其中岩屑脱出率达到了98％，脱出岩屑粒径达到d≥0.23mm，岩屑清洗出水指标控制：pH6-9、色度≤80、COD≤300mg/l、CI^-≤250mg/l、Cr⁶⁺≤0.5mg/l、总铬≤1.5mg/l。

将岩屑清洗后所产生的泥浆水从污水箱中泵入泥浆脱稳和固液分离装置中。在这里，经过加药、搅拌后脱稳的泥浆水又被泵入压滤机中，进行固液分离，分离出的固相被压成泥饼，其浸出液的污染物指标完全达到国家排放标准的要求，泥饼与粘土以大于5∶1的比例掺和用来烧砖利用；压滤机脱出的滤液污水进入污水脱稳和气浮装置中处理。

泥浆池里现有的钻井废弃物也可泵入泥浆脱稳和固液分离装置中，开始进行处理，以解决在当前的排放方式下固液分离的难题。