[发明专利]一种油气田水基钻井岩屑土壤化改良剂和土壤改良方法，及改良后的土壤

说明书

本发明公开了一种油气田水基钻井岩屑土壤化改良剂和土壤改良方法，及改良后的土壤；该土壤改良剂由生物炭粉、聚丙烯酰胺和粉煤灰组成，同时限制了土壤改良剂中各个物质的组成含量；该土壤改良剂中生物炭具有高pH值、高碳氮比、高多孔性和对土壤养分具有较强吸附能力的特点，不易被微生物分解利用，残存时间长，有利于提高土壤碳固定、改良土壤理化性质；阴离子聚丙烯酰胺为水溶性高分子聚合物，可有效抑制土壤水分蒸发，防止水土流失，同时可改善土壤结构，促进土壤微生物发育；粉煤灰的主要成分与土壤类似，颗粒呈多孔型蜂窝状组织，比表面积较大，具有较高的吸附活性，并可增加土壤中的粉粒含量。

【技术领域】

本发明属于油气田固体废物处理与资源化利用技术领域，具体涉及一种油气田水基钻井岩屑土壤化改良剂和土壤改良方法，及改良后的土壤。

【背景技术】

油气田水基钻井岩屑是采用水基钻井液进行钻进时由井口返排出的地层岩石碎屑，为一般工业固体废物。一口3000m深的油气井产生钻井岩屑约为500-700m³，由于缺乏有效的处置手段，只能占用大量的土地进行堆放，可能会对当地环境造成一定的影响。

固体废物再生利用技术主要分为物理与化学处理技术、物质分离与回收技术、材料回收、土地还原技术等类型。在城镇生活垃圾及污水处理、金属矿产开发、燃煤发电等领域，其产生的固体废物目前主要用于能量回收、建材、农用、化工/矿产原料等，并且制定了相关的标准规范。以能源工业废物粉煤灰为例，其主要再生利用途径为直接利用、生产建材、制新型材料、回收矿产品、制农业肥料等。其中，直接利用包括：铺设路面路基、充填采空区或塌陷区、复垦造田和作吸附脱硫材料等；建材利用包括：制砖、制砌块、水泥原料、制轻集料和制陶瓷原料等。以冶炼工业废物钢渣为例，其主要再生利用途径包括：直接利用、生产建材、回收废钢、制农业肥料等，再生利用工艺单元包括：破碎、粉磨、分选、固化/稳定化、焙烧/煅烧/烧结等。

目前，在钻井岩屑资源化利用方面的研究基本处于起步阶段，相关领域还没有成熟的处理及再利用技术，也缺乏相关的标准依据，90％的油气田企业主要采取固化填埋的方式进行处理。只有少数油田对其进行资源化利用，例如中国石油南方石油勘探开发有限责任公司利用废弃泥浆制免烧砖技术，将处理后的泥浆固相压饼作为新型建材原料用于油田基础建设，实现固体废弃物资源的再利用；但是如何利用钻井岩屑资源，并无成熟的技术。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种油气田水基钻井岩屑土壤化改良剂和土壤改良方法，及改良后的土壤。该改良剂及方法使油气田水基钻井岩屑的结构特征、物理性能、渗透性及肥效得到有效改善，成为可进行植物种植的土壤，最终实现废弃物的资源化利用。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种油气田水基钻井岩屑土壤化改良剂，所述改良剂包括生物炭粉、聚丙烯酰胺和粉煤灰；按照质量分数计，生物炭粉的含量为60-65％，聚丙烯酰胺的含量为20-25％，粉煤灰的含量为10-20％。

本发明的进一步改进在于：

优选的，所述生物炭粉由农作物秸秆通过低温热裂解后制得。

优选的，生物炭粉的粒径≤0.02mm。

优选的，聚丙烯酰胺的平均分子量为1500-2000万。

优选的，粉煤灰中，以质量百分比计，氧化钙含量不大于3％。

优选的，粉煤灰的比表面积≥600m²/kg。

优选的，粉煤灰中，以体积百分比计，0～5μm的颗粒含量≥30％，大于50μm的颗粒含量≤15％，余量为5～50μm的颗粒。

一种使用权利要求1所述的油气田水基钻井岩屑土壤化改良剂的土壤改良方法，土壤化改良剂的加入量根据水基钻井岩屑含水率确定，加入量如下：