[发明专利]一种页岩气水基钻井废弃物制备烧结砖的方法

说明书

本发明公开了一种页岩气水基钻井废弃物制备烧结砖的方法，包括以下步骤：将水基钻屑进行破碎，研磨，过筛，得到细度低于2mm的水基钻屑粉末；将水基钻屑粉末、粉煤灰和废玻璃按照比例搅拌混合均匀，得到混合物料；向混合物料中加入水，将物料搅拌均匀之后陈化24h，然后将陈化好的物料压制成砖坯；将成型的砖坯在105±5℃的温度下干燥4h后，以1‑4℃/min的升温速率加热至850‑900℃进行高温烧结并保温2h，冷却出窑得到烧结砖成品。本发明利用废玻璃对水基钻屑进行调质，可以提高水基钻屑中的二氧化硅含量，降低氧化钙和SO₃的含量，使原料满足烧结砖的成分需求，从而避免砖体泛霜和爆裂等现象。

技术领域

本发明属于油气田钻井废物处理技术领域，具体涉及一种页岩气水基钻井废弃物制备烧结砖的方法。

背景技术

随着页岩气的不断开采，会产生大量钻井废弃物，钻井废弃物是指油气勘探钻井作业过程中产生的固体废弃物的统称。按照钻井液类型的不同主要分为水基钻屑与油基钻屑。目前，针对油基钻井废物处理的工艺技术方法种类很多，水基钻井废弃物作为一般废物关注较少。但水基钻屑其成份相对复杂，含有膨润土、润滑剂、KCL、纯碱等物质，具有附着力强、色度高、成分复杂、有机质含量高、pH值高的特点。如果不对这些污染物进行有效的处理，将会占用大量土地资源，对土壤、地表和地下水污染，对环境造成严重的影响和破坏，直接或间接对动物、植物及人类健康产生危害。因此，水基钻井废弃物的处理已成为当前油气勘探钻井污染治理的处置利用重点和难点，成为我国页岩气开发面临的主要问题之一。

目前针对油基钻井废物处理的工艺技术方法种类很多，而对作为一般固体废物的水基钻井废物的处置方法相对较少，传统处理与处置方法主要有填埋法、固化法和回注法等，这些方法的共同缺点就是并未将水基钻井废弃物中的污染物去除。随着时间的推移，当固化体长期埋藏时，由于化学、生物和物理过程的影响，会发生一系列的变化，产生二次污染物。为了解决上述问题，有必要对水基钻井废弃物的处理进行深入研究，使水基钻井废弃物通过处理之后不会对环境造成污染。

钻井固废的资源化处理是当今国内外的发展趋势，因其不仅可以有效的处理钻井固废，更重要的是对其进行了综合利用，实现变“废”为“宝”。目前，水基钻屑的资源化利用技术主要有以下几种：(1)水基钻屑固化后用于建筑路基材料再利用，或者是用于制备免烧砖，然后用于井场建设，该方法的缺点在于并未去除污染物，因此易造成二次污染。(2)水基钻屑用于当地生产水泥，但是由于生产水泥需要较高的烧结温度，制作成本较高无经济性。(3)采用生物资源化处理方法处理水基钻屑。该方法符合节能环保的处置利用方法，更利于生态修复，但是由于其处理周期较长，无法大规模处理目前如此庞大数量的水基钻屑。(4)水基钻屑制备烧结砖处理，此方法不仅可以实现水基钻屑的无害化处理，实现最佳的环境效益和经济效益。研究发现，由于水基钻屑在固化阶段加入了石灰石进行固化，因此石灰石含量较高，使得砖体容易泛霜爆裂，严重影响了烧结砖的质量。而且目前以水基钻屑制备的烧结砖烧结温度较高(1000-1100℃)，且烧结砖的建材性能也有待改善。

综上所述，对于页岩气水基钻屑加入合适的配伍材料，调节其化学组分，改善烧结砖的建材性能，同时降低烧结温度，从而实现低成本制备优质烧结砖，实现固体废弃物作为建材掺料资源化利用。

发明内容

本发明主要是克服现有技术中水基钻屑制备烧结砖的技术中存在的抗压强度低、烧结温度较高和泛霜爆裂等线下的不足之处，提出一种页岩气水基钻井废弃物制备烧结砖的方法。

本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种页岩气水基钻井废弃物制备烧结砖的方法，包括以下步骤：

S1、将水基钻屑进行破碎，研磨，过筛，得到细度低于2mm的水基钻屑粉末；

S2、将水基钻屑粉末、粉煤灰和废玻璃按照比例搅拌混合均匀，得到混合物料；

S3、向混合物料中加入水，将物料搅拌均匀之后陈化24h，然后将陈化好的物料压制成砖坯；