钻井废泥浆絮凝脱水固化处理研究
钻井泥浆固化技术论文

钻井泥浆固化技术论文钻井泥浆固化处理技术在我国石油领域的应用已经得到了社会各界广泛的重视。
下面是小编为大家精心推荐的钻井泥浆固化技术论文,希望能够对您有所帮助。
钻井泥浆固化技术论文篇一废弃钻井泥浆固化处理技术分析摘要:石油一直被成为我国经济发展的命脉,因此,油田在我国也占据着十分重要的地位。
但在油田生产过程中,废弃钻井泥浆很容易产生,这对于环境的保护十分不利,因此,利用相应的基础对其固化处理十分必要。
文章首先针对废弃钻井泥浆固化处理技术的现状进行了分析,继而在此基础上阐述了这一技术的难点,最后又体统的对这一技术所包含的种类以及每一种类的不同作用于原理进行了分析,希望能够为石油领域提供参考。
关键词:废弃钻井泥浆;固化处理;技术DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.0130 引言废弃钻井泥浆固化处理技术在我国石油领域的应用已经得到了社会各界广泛的重视。
作为影响石油领域发展的一个主要因素,废弃钻井泥浆不仅包含大量的重金属,同时也包含着碱类物质,一旦遭遇雨水的冲刷,上述物质便会扩散到周围区域,这对于环境的保护十分不利。
同时,作为一种固体废弃物,其处理过程也较为困难。
在可持续发展理念的前提下,必须要通过对固化处理技术的实施,去使由于废弃钻井泥浆而造成的环境污染问题能够被有效的解决。
1 废弃钻井泥浆固化处理技术发展现状目前,我国针对废弃钻井泥浆固化处理技术的完善已经投入了足够多的精力与支持,同时,通过对相应技术的应用,我国废弃钻井泥浆的排放量也得到了有效的控制。
在我国,不同的钻井地点其地理及自然环境也存在很大差异,这就使得废弃钻井泥浆具有了分散性,同时也就造成了其污染范围的扩大,因此,对相应技术的应用开始变得尤为必要。
2 废弃钻井泥浆固化处理技术难点废弃钻井泥浆固化处理技术的应用需要面临大量的困难,总的来说,其难点主要体现在以下方面:首先,我国油田分散在不同地理区域,因此其地质条件以及水文条件也存在很大差距,在废弃钻井泥浆固化处理技术的具体应用过程中,需要按照不同油田的不同特点去对技术进行调整与综合利用。
钻井废弃泥浆无害化处理技术研究

钻井废弃泥浆无害化处理技术研究钻井废弃泥浆是指在钻井作业中产生的一种含有岩屑、添加剂和井液成分的废弃物。
由于其含有一定的毒害物质和重金属成分,直接排放或简单处理将对环境造成严重影响。
对钻井废弃泥浆进行无害化处理是一项十分重要的任务。
目前常用的钻井废弃泥浆无害化处理技术主要包括物理处理、化学处理和生物处理三种方法。
物理处理是指通过物理手段去除钻井废弃泥浆中的固体颗粒和悬浮物等。
常用的物理处理方法包括离心沉降、过滤、沉淀和脱水等。
离心沉降是利用离心力将颗粒物质从泥浆中分离出来,达到净化的效果。
过滤是通过滤网将颗粒物质截留在滤网上,实现去除的目的。
沉淀是将泥浆浸泡到特定的溶解剂中,通过溶解剂的特性将颗粒物质从泥浆中分离出来。
脱水则是通过一定的脱水设备将泥浆中的水分去除。
化学处理是指通过化学反应将钻井废弃泥浆中的有害物质转化成无害物质。
常用的化学处理方法包括中和、沉淀和化学氧化等。
中和是利用酸碱反应将泥浆中的酸碱物质进行反应中和,使其成为中性物质。
沉淀是通过加入特定的沉淀剂将泥浆中的重金属离子沉淀下来,达到去除的效果。
化学氧化是通过加入氧化剂,使得泥浆中的有机物质发生氧化反应,转化成无害的物质。
生物处理是指利用微生物对钻井废弃泥浆进行降解和转化的方法。
常用的生物处理方法包括厌氧处理和好氧处理两种。
厌氧处理是将泥浆置于无氧条件下,利用厌氧菌群对有机物质进行降解。
好氧处理则是将泥浆暴露在氧气环境下,利用好氧菌群对有机物质进行氧化分解。
还可以利用微生物来吸附和沉淀钻井废弃泥浆中的重金属离子和其他有害物质。
钻井废弃泥浆的无害化处理技术研究是一项繁琐而复杂的工作。
需要综合利用物理、化学和生物的方法,通过合理的处理过程,将废弃泥浆中的有害物质去除,使其达到无害化排放的要求。
这对于保护环境和保障人们的生活质量具有重要意义。
油田钻井废弃泥浆固化处理技术研究

油田钻井废弃泥浆固化处理技术研究作者:王兆政王国庆来源:《中国科技博览》2016年第16期[摘要]石油是经济发展中的重要元素,在我国经济发展中油田地位不言而喻。
然而油田生产往往会伴随出现钻井废弃泥浆的问题,这样对于周围环境的保护非常不利。
因此,对油田钻井废弃泥浆进行固化处理是目前行业发展的必然趋势。
本文通过对油田钻井废弃泥浆固化处理技术分析和研究,为今后石油领域开展该项工作提供必要的参考和借鉴。
[关键词]油田钻井废弃泥浆固化处理技术中图分类号:X74 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)16-0024-01目前油田钻井废弃泥浆固化处理技术在我国石油行业已经普遍的开始应用。
作为石油领域中最受关注的对象,油田钻井废弃泥浆不仅仅具有着大量的重金属元素,而且也含有碱类物质,会对周围环境造成严重的影响。
尤其是一旦遇到雨水冲刷,将会给周围环境带来严重后果。
此外,油田钻井废弃泥浆还属于一种固体垃圾,对其处理的技术要求相对较高。
随着可持续理念在全国各领域的贯彻实施,加强对废弃泥浆固化处理技术的研究,去除废弃泥浆对周围环境造成的污染问题,成为了当前迫在眉睫的事情。
一、油田钻井废弃泥浆固化处理技术现状当下国内在针对油田钻井废弃泥浆固化处理方面的技术应用已经投入了大量的人力、物力和财力。
在这样的情况之下,我国油田钻井废弃泥浆固化处理取得了一定程度的效果,有效的加强了控制。
但是国内油田钻井地理环境存在着千差万别,使得废弃泥浆固化处理产生了分散性,造成了污染的进一步扩大。
所以,油田钻井废弃泥浆固化处理技术的研究与应用依然是社会关注的重点。
二、油田钻井废弃泥浆固化处理技术难点1.油田地理环境不同我国在油田钻井方面相对分散,地理环境存在着明显的不同。
如不同的油田钻井其地质条件以及水文条件也存在着很大的差异。
因此对于油田钻井废弃泥浆固化处理技术应用而言,需要针对不同的油田地理环境特点去做相应的调整和改善,从而适应当地的条件。
废弃钻井泥浆固化处理技术分析

废弃钻井泥浆固化处理技术分析随着钻井工程的不断发展,产生的废弃钻井泥浆也越来越多,如何正确处理这些废弃物成为了一个亟待解决的问题。
目前,固化处理技术成为了处理废弃钻井泥浆的主要方法之一,下面将对固化处理技术进行详细的分析。
一、固化处理技术概述固化技术是将含有潜在有害物质的废弃物加入化学添加剂进行处理,通过化学反应使其凝固成固体块状物,通常把这种处理后的产品称为固体化废物。
废物与添加剂在特定条件下进行反应,生成的固态产物具有较高的稳定性与机械强度,从而达到无害化处理的目的。
固化处理技术广泛适用于处理包括钻井泥浆在内的各种废弃物,可以大大减少废弃物对环境的影响并提高其资源利用价值。
目前,大多数固化处理技术分为物理固化和化学固化两种。
其中物理固化主要靠物理相互作用使废物胶结固化,而化学固化则是通过添加化学物质,引发物质间的化学反应,形成固体产物。
二、固化处理技术的优势1. 减少占用土地资源由于钻井泥浆固化的过程能够将液体转化为固体,因此在实施固化处理技术的过程中,可以大大减少废弃物对土地资源的占用,同时也能够有效地避免因采用填埋等传统的废弃物处理方法而引起的二次污染的风险。
2. 处理效率高相对于传统处理方法,固化技术具有更高的处理效率,一方面可以有效地减少处理过程中产生的废弃物量,另一方面也能够在更短的时间内完成处理,更加节省时间和成本。
3. 产生的二次污染风险更低采用固化处理技术不仅可以在处理过程中减少物料的体积和重量,而且可以有效地控制处理过程中产生的二次污染物的风险,从而大大减少了废弃物处理过程中会造成环境的污染。
三、固化处理技术的方法1. 水泥固化法水泥固化法是一种较为基础的固化处理技术,在废弃物处理的过程中大量使用。
其主要作用是通过添加水泥等成份的添加剂,将钻井泥浆中的液态成分逐渐转化为固态,形成坚硬的混凝土块状物。
虽然水泥固化法具有良好的稳定性和机械强度,但其交联实验时既损失吗硬度太大,无法进行再加工。
石油钻井废弃泥浆污染特性及固化处理技术探析

石油钻井废弃泥浆污染特性及固化处理技术探析发表时间:2019-09-17T09:55:52.377Z 来源:《基层建设》2019年第19期作者:贾龙江[导读] 摘要:石油一直都在国民经济发展的过程中发挥着重要的作用。
胜利油田安全环保质量管理部山东省东营市 257000摘要:石油一直都在国民经济发展的过程中发挥着重要的作用。
因此,油田也会占据着重要的地位。
但是,在实际钻井的过程中非常容易产生废弃的钻井泥浆,这也会对环境造成污染。
因此,采用相应的技术进行固化处理显得尤为重要。
本文主要就石油钻井废弃泥浆污染特性和固化处理技术进行探究。
关键词:石油钻井;废弃泥浆;污染特性;固化处理引言废弃钻井泥浆作为一种固体废弃物,主要是由重金属、碱和其他类型的污染物组成。
废弃钻井泥浆不仅会在下雨天对周边的环境产生不良的影响,且本身也有不断增加的趋势。
随着石油工业的不断发展,如果不对废弃钻井泥浆进行全面处理,势必会直接阻碍未来石油工艺的发展[1]。
许多耕地将没有办法实现复耕,环境污染也会变得越来越严重。
所以,提高废弃钻井泥浆固化处理技术显得尤为重要。
1.现阶段废弃钻井泥浆处理现状目前,多数油田在钻井的过程中会采用多项控技术。
通过使用此种技术可以有效地减少钻井液。
但是由于地理环境的限制和水文特点等多方面的影响。
在钻井的过程中会产生诸多种类的废物泥浆。
这些泥浆不仅显得较为分散,而且会产生重大污染。
因此,在传统开采过程中,大家会在钻井场周围往下的地方先开挖一定量的存储坑,之后再将有机土铺设在坑底附近,并在上面覆盖一层塑料衬膜,这样才能够有效地处理钻井泥浆。
废弃钻井液主要是由钻井岩屑、超细的碳酸钙、粘土和丙烯甲组成。
外观一般为半流质或者粘稠的液体。
不仅内部颗粒含量很高,而且其内部的含水量也较高。
总体属于一种碱性混合液体。
目前,我国国内的机构已经投入了大量的时间和精力来有效地完善废弃钻井泥浆固化处理系统。
并想办法用相应的技术来控制废弃泥浆的排出量。
废弃钻井泥浆固化处理技术研究的开题报告

废弃钻井泥浆固化处理技术研究的开题报告
一、选题背景
钻井泥浆是石油钻井过程中必不可少的一种物质,它不仅可以冷却钻头、扶正井壁,还可以在钻井过程中起到固井、封隔等作用。
然而,钻井泥浆在使用过程中会产生大量的废弃物,包括泥浆、钻屑、废钻井液等,对环境造成了很大的污染压力。
因此,加强对钻井泥浆废弃物的处理和利用研究,对于保护环境和资源节约具有重要的意义。
二、研究目的
本研究主要旨在探究废弃钻井泥浆的固化处理技术,通过将废钻井液、钻屑等固化处理,使其可以实现无害化处理和资源化利用,达到环保节能的目的。
三、研究内容
1.废弃钻井泥浆的性质分析,包括化学成分、颗粒物大小、含水量等。
2.固化剂的选用和配比研究,通过实验方法筛选出适合固化废钻井液和钻屑的固化剂种类和比例。
3.固化处理方案的优化,通过对不同固化剂浓度和加热时间等因素的研究,确定最佳的固化处理方案。
4.固化处理后的产物性能测试,包括固化物体强度、渗透性、毒性等,评估其实现无害化处理和资源化利用的效果。
四、研究方法
本研究将采用实验室试验和数据分析研究技术,通过实验方法确定固化剂种类、浓度及工艺条件等核心参数,评估固化处理后产物的性能指标,从而综合考虑各种因素,提出最佳的废钻井泥浆固化处理技术方案。
五、研究意义
本研究的成果将有利于推动废弃钻井泥浆无害化处理和资源化利用的技术创新和实施,为钻井过程中废弃物的有效处理提供一种新的技术手段,有望在保护环境、促进资源循环利用、推动钻井工业可持续发展等方面发挥积极的作用。
油田钻井废泥浆固化处理研究

油田钻井废泥浆固化处理研究摘要:石油是重要的工业原料,一个国家石油开采水平的高低将直接关系到国家的工业发展,对国家的长治久安也有一定的间接影响。
油田是石油开采的主要单位,油田建设发展的相关事宜一直是社会上的热点话题,相应的油田钻井的钻井技术也渐渐走进了人们的视野。
本文就以油田钻井为主要的研究对象,就油田钻井废泥浆处理的具体流程展开详细的论述。
关键词:油田钻井;废泥浆;固化处理;环境保护前言:油田在开采过程中会产生一些工业废品,这些工业废品一般是具有一些腐蚀性,并且自然条件下极难分解,一旦直接排放,将严重污染周边的环境。
油田钻井在采油过程中,会产生大量的废泥浆,废泥浆直接排放将会严重危害到我国的环境保护,如何处理这些废泥浆渐渐的引起社会各界的广泛关注,其中最常见的处理方法就是进行固化处理。
一、油田钻井废泥浆处理的必要性油田钻井的废泥浆实质上是油田钻井的一种保护,是保证油田钻井钻井效率、支撑井帮、冷却钻头的重要保障,油田钻井在采油过程中一定会大量的产生废泥浆,由于在钻井过程中使用相应的钻井液和其他各式各样的化学药品,钻井过程中的废泥浆必然也会携带着各式各样的化学物品,不具备直接排放的要求。
随着钻井难度的不断加大,相应的钻井添加剂也在不断的加深,使用化学试剂的配方也越来越复杂,相应的对产生的废泥浆的处理工艺的要求也逐渐提高。
就目前油田钻井的具体情况而言,油田钻井使用的钻井液主要有WBM、OBM和SBM三大类,钻井过程中产生的废泥浆一般都会含有重金属、油类有机物、强酸强碱等,一旦不进行固化处理,废泥浆外流,产生污染的面积和区域将不可控制,对环境的影响和危害持续时间也将比较长久。
二、油田钻井废泥浆的主要处理方法废泥浆在油田钻井开采中需要不断的排除废渣和废浆,以免为油田钻井的钻井效率产生影响。
在钻井结束之后,所有的油田钻井废泥浆将会进行固化处理,以免造成对环境的污染。
就目前现状来说,我国油田钻井废泥浆主要的排放方法主要有直接排放法、坑内填埋法、脱水法、注入安全地层或环形空间处理法等,不管是哪一种处理方法,均需要进行固化处理,而固化处理的方法一般是采用无机固化剂或用矿渣固结废泥浆。
钻井废弃泥浆固化处理技术的研究

钻井废弃泥浆固化处理技术的研究摘要:钻井废弃泥浆是石油与天然气开采与勘探过程中必然要产生的污染物。
钻井废弃泥浆具有CODCr、重金属离子含量高、pH值高、色度高及含有一定量油的复杂性和多变性的特点,污染性强,处理难度大。
随着油气田环境保护力度的不断加大,废弃泥浆的无害化处理越来越重要。
本文采用固化处理法,应用水泥、粉煤灰、生石灰、粘土等配制的复合固化剂对废弃泥浆进行了固化处理,系统研究了各因素对固化效果的影响。
关键词:钻井废弃泥浆;固化;粉煤灰;水泥Abstract: the waste drilling mud is oil and natural gas exploration and mining process will inevitably the pollutants. Waste drilling mud has CODCr, heavy metal ion content high, the pH value high, chroma with a certain quantity of oil and high complexity and variety, the characteristics of strong polluting, processing is difficult. With oil and gas field environment protection increasing, abandoned mud harmless handling more and more important. In this article, the curing treatment method, the application of cement, fly ash, quick lime, clay, the preparation of the waste mud compound curing agent on the curing process, the systematic study of the various factors on the curing effect.Keywords: waste drilling mud; Curing; Fly ash; cement在石油与天然气的开采、钻探以及修井过程中,将产生大量的钻井废弃泥浆。
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钻井废泥浆絮凝脱水固化处理研究陈曦;郭丽梅;喻可喆;武首香【摘要】以海上油田水基钻井废泥浆为试验对象,采用化学固液分离法,加入不同絮凝剂脱水,并用水泥作为固化剂对脱水后的泥饼进行固化处理制成建筑材料.结果表明:钻井废泥浆经稀释后才能实现固液分离.当钻井废泥浆稀释比为4.00时,加入150 mg/kg阴离子絮凝剂A1920PAM,处理后钻井废泥浆泥饼含水率最低降至35.33%;水泥固化块中钻井废泥浆泥饼最佳加入比为25%,此时既能满足大部分建筑材料强度要求,又能大量固化钻井废泥浆;对水泥固化后的材料用水浸泡测定浸出液中主要污染物,结果显示,浸出液中CODCr、重金属等污染物浸出量均低于GB 8978-1996《污水综合排放标准》一级标准.【期刊名称】《环境工程技术学报》【年(卷),期】2017(007)004【总页数】5页(P495-499)【关键词】钻井废泥浆;固液分离;絮凝;建筑材料【作者】陈曦;郭丽梅;喻可喆;武首香【作者单位】天津现代职业技术学院,天津300350;天津科技大学化工与材料学院,天津300457;天津科技大学化工与材料学院,天津300457;天津现代职业技术学院,天津300350【正文语种】中文【中图分类】X74在石油与天然气开采过程中会产生大量的钻井废泥浆。
近年来由于石油钻探工作量的加大,钻井深度的增加,钻井周期的延长及三磺泥浆的大量使用,使废泥浆中污染物的浓度越来越高[1-4]。
在钻井过程中使用的钻井液多达上百种,导致钻井废泥浆成分复杂且十分稳定,其中含有各种复杂的石油类(PHCs,0.5%~3%)、水(80%~99%)、重金属和矿物(0.2%~7%)等[5-6],如不及时处理,会对环境和人类健康产生严重危害。
目前,国内外针对钻井废泥浆的无害化处理已进行了大量研究,其中固化处理法因其工艺简单、操作便捷、处理效率高、对环境影响小的优点成为较理想的无害化处理技术。
常用的固化处理法有固化填埋或固化成建筑材料等,前者需考虑浸出液的影响,后者需考虑废泥浆固化后含水率的影响,含水率高则固化周期长且耗能大。
因此,在对钻井废泥浆无害化处理前,先对其进行脱水,以利于其后续的固化处理[7]。
笔者以中国海洋石油总公司某海上油田钻井废泥浆为研究对象,选取高分子絮凝剂对钻井废泥浆进行脱水降低钻井废泥浆的含水率,同时钻井废泥浆中脱出的水还可作为稀释水进行循环利用;进而采用水泥对钻井废泥浆进行固化处理,以达到无害化处理钻井废泥浆的目的。
1.1 材料与仪器试验所用药剂及所用仪器见表1和表2。
1.2 试验方法样品取自中国海洋石油总公司某海上钻井平台废泥浆池,塑料桶密封保存。
1.2.1 钻井废泥浆组分分析采用重量法测定含水率;煅烧法(600 ℃)测定无机矿物含量;以脱芳烃石油醚(60~90 ℃馏分)为萃取剂,索氏抽提器提取泥浆样品中的原油6 h,紫外分光光度计测定泥浆中的含油率。
1.2.2 钻井废泥浆脱水处理取一定量钻井废泥浆于500 mL烧杯中加水稀释,充分搅拌后加入一定量的高分子絮凝剂,用中速定性滤纸真空抽滤,将滤后泥饼放入烘箱(105 ℃)中干燥,计算泥饼含水率,每组3个平行样取平均值,泥饼含水率低的为最佳稀释倍数。
对照为未稀释钻井废泥浆。
1.2.3 钻井废泥浆固化处理将烘干后的钻井废泥浆泥饼与普通硅酸盐水泥按一定比例混合,加水经恒速搅拌器搅拌制备水泥浆。
将水泥浆倒入自制抗压模具进行水浴养护24 h后,于抗压强度试验仪上进行压力测试,计算出固化水泥块抗压强度,计算公式如下:式中:Ra为抗压强度,MPa;P为极限荷载,N;A为受压面积,mm2。
1.2.4 水泥固化块浸泡试验采用HJ 557—2010《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》[8]制备固化块浸出液,并对浸出液中CODCr、Cd、Pb、Cu、Zn等指标进行测定[9]。
将水泥固化块粉碎后过3 mm筛网,备用。
取筛后样品100 g,置于2 L提取瓶中,向提取瓶中加入1 L蒸馏水,盖紧瓶盖固定在水平振荡装置上,以(110±10)次/min、40 mm的振幅在室温下振荡8 h,静置16 h。
取上清液测定各指标。
2.1 钻井废泥浆基本成分经测定钻井废泥浆的原始含水率为71.00%,含无机矿物为23.56%,含油率为5.16%。
2.2 稀释比对固液分离效果的影响用自来水或钻井废泥浆絮凝脱出水按水与钻井废泥浆稀释比为2.50、2.85和4.00进行稀释,并以原始钻井废泥浆(不加水)为对照,各溶液中分别加入150 mg/kg 的阴离子聚丙烯酰胺乳液(A1920PAM),同时搅拌,考察稀释比对絮凝处理的初步效果,结果见表3。
由表3可知,原始钻井废泥浆絮体很小,无法成型;稀释比为4.00时,用A1920PAM絮凝剂处理污泥的絮凝效果较好。
由于钻井废泥浆中含有大量膨润土和添加剂,具有较高的黏度,流动性差,乳化严重,导致泥浆中固液分离困难[10],因此在固化处理前,应先加水稀释预处理,降低钻井废泥浆的表观黏度及泥浆的密度。
污泥稀释后,加大了污泥颗粒间的距离,减少了形成网状结构的可能性,使大量固相的岩屑等通过自然沉降分离出来[11-12]。
2.3 高分子絮凝剂筛选及最佳用量选取稀释比为4.00,按1.2.2节方法分别加入阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)、阴离子聚丙烯酰胺(APAM1、APAM2、APAM3、APAM4及A1920PAM),以泥饼含水率为评价指标,考察不同絮凝剂及其投加量对絮凝效果的影响,结果见图1。
通常,CPAM絮凝剂主要通过电中和、压缩双电层、吸附架桥等发挥作用[13]。
从图1可以看出,CPAM对该钻井废泥浆并没有絮凝脱稳作用,其可能是由于钻井废泥浆中含有大量的磺酸盐添加剂,与CPAM发生电荷中和形成离子对[14],削弱了絮凝功能;加入APAM后,污泥脱稳产生絮体,絮体翻卷形成絮团并沉降。
随着阴离子絮凝剂投加量的增加,泥饼含水率呈先降低后增加的趋势。
且在投加量相同的情况下,分子量大的阴离子絮凝剂形成泥饼的含水率低,说明絮凝剂分子量越大,分子链越长,分子链对污泥颗粒的吸附架桥作用更加显著。
由图1可知,当A1920PAM絮凝剂投加量为150 mgkg时,泥饼的含水率为35.33%,絮凝效果较好。
2.4 钻井废泥浆固化处理脱水后的泥饼中含有石油和有机添加剂,其携带的岩屑中可能含一定量重金属等污染物,若随意丢弃会对环境造成极大的污染[15-16]。
如对脱水后的泥饼进行水泥固化处理,制成建筑材料,既不污染环境又能变废为宝。
水泥固化原理是通过水与硅酸盐反应生成硅酸钙水合胶,待硅酸钙凝固后形成含氢氧化物和硅酸纤维的物体,将钻井废泥浆包容,并逐步硬化形成水泥固化体。
水泥固化具有如下优点:处理技术相对成熟,设备与工艺简单;钻井废泥浆可直接处理;成本较低;对钻井废泥浆中化学性质的变动具有承受力[17]。
当水与普通硅酸盐水泥质量比例为0.44∶1[18]时,在水泥中加入不同比例的泥饼,研究其对固化块抗压强度的影响,结果见图2。
钻井废泥浆固化块的强度与其孔隙度呈负相关关系,孔隙量越大则固化块强度越小。
若孔隙量相同时,固化块中孔径越大,强度越小。
由于钻井废泥浆颗粒间含有孔隙水,导致固化块浆体存在孔隙水,从而使固化块强度降低[19-20]。
随着泥饼含量的增加,固化块抗压能力逐渐下降,根据固化块的抗压强度可知,固化块可以满足多种建筑材料的抗压强度要求,如GB 50003—2001《砌体结构设计规范》要求墙体材料抗压强度为不小于15 MPa,路基基层设计抗压强度不小于3.5 MPa。
由图2可以看出,泥饼加入量低于27%均可以满足建筑材料抗压要求,考虑以最大限度利用泥饼为目的,当泥饼加入量为27%时,虽然抗压强度仍可满足要求,但由于泥饼中含有大量黏土,水泥浆搅拌时稠化时间短,均质性差,无法满足施工要求,因此,选择固化块钻井废泥浆泥饼加入量为25%作为较佳建筑材料。
2.5 固化块浸出试验对固化块浸出液中的CODCr和重金属Cd、Pb、Cu、Zn浓度随时间的变化进行测定,结果如图3和表4所示。
由图3可知,水泥固化块浸出液中的CODCr均低于GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级标准,且随着水泥固化块浸泡时间的延长,浸出液中的CODCr较为稳定。
说明钻井废泥浆经水泥浆固化处理后,能有效控制钻井废泥浆CODCr的浸出量。
由表4可知,重金属Cd、Pb、Cu、Zn浸出浓度远低于GB 8978—1996一级标准,且随着浸泡时间的延长,重金属浸出浓度上升幅度极小,到第8周时基本趋于稳定。
综上所述,水泥浆固化能有效地降低钻井废泥浆泥饼对环境的污染,同时达到固体废物重新利用的目的。
(1)在钻井废泥浆中直接加入絮凝剂无法实现脱稳絮凝脱水,因此需对钻井废泥浆进行稀释预处理,当稀释比为4.00时泥饼含水率较低。
(2)阳离子聚丙烯酰胺(CAPM)不适用于该体系脱稳絮凝;阴离子聚丙烯酰胺(APAM)中阴离子聚丙烯酰胺乳液(A1920PAM)絮凝效果较好,当A1920PAM投加量为150 mg/kg时,泥饼含水率最低,为35.33%。
(3)固化块中钻井废泥浆泥饼加入量最佳比例为25%,既可满足大部分建筑材料强度要求,又能大量固化钻井废泥浆。
(4)水泥固化块中CODCr、Cd、Pb、Cu、Zn等污染物浸出浓度均低于《污水综合排放标准》一级标准,可实现对钻井废泥浆无害化处理。
*通信作者:郭丽梅(1961—),女,教授,主要从事油田化学品的合成及油田水处理研究工作,**************.cn【相关文献】[1] 余红波,李忠庆,韩志田,等.浅谈钻井废泥浆对环境的危害及处理技术[J].科技资讯,2006,3(4):148-149. YU H B,LI Z Q,HAN Z T,et al.Introduction to the harm of waste drilling mud on the environment and processing technology[J].Science & TechnologyInformation,2006,3(4):148-149.[2] HU G J,LI J B,ZENG G M.Recent development in the treatment of oily sludge from petroleum industry:a review[J].Journal of Hazardous Materials,2013,261(15):470-490. [3] 孙先长,罗云,万涛.含油污泥处理技术现状与展望[J].中国资源综合利用,2009,27(9):16-19. SUN X C,LUO Y,WAN T.Current situation and prospect of oily sludge treatment[J].China Resources Comprehensive Utilization,2009,27(9):16-19.[4] 朱丽,陈瑜,岳莲,等.高浓度钻井废泥浆处理工艺的实验研究[J].环境工程,2009,27(6):94-97. ZHU L,CHEN Y,YUE L,et al.Experiment on treatment process of waste drilling mud with high concentration[J].Environmental Engineering,2009,27(6):94-97.[5] LONG X W,ZHANG G L,HAN L,et al.Dewatering of floated oily sludge by treatment with rhamnolipid[J].Water Research,2013,47(13):4303-4311.[6] 陈家庆.石油石化工业环保技术概论[M].北京:中国石化出版社,2005:399-402.[7] 韩敬,钱文,郭晓红,等.油田钻井废泥浆固化处理研究[J].油气田环境保护,2012,22(3):22-26. HAN J,QIAN W,GUO X H,et al.Study on solidification treatment of oilfield waste drillingmud[J].Environmental Protection of Oil & Gas Fields,2012,22(3):22-26.[8] 固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法:HJ 557—2010[S].北京:中国环境科学出版社,2010.[9] DIMITRIS D.Utilization of fly ash for stabilizationsolidification of heavy metal contaminated soils[J].Engineering Geology,2003,70:26-28.[10] 于真真.钻井废弃泥浆无害化处理实验研究[D].天津:天津大学化工学院,2009. YU Z Z.Waste drilling mud disposal experiment research[D].Tianjin:School of Chemical Engineering and Technology of Tianjin University,2009.[11] 谭蔚,于真真,高晓冲,等.钻井废弃盐水泥浆无害化脱水处理研究[J].油田化学,2011,28(2):126-129. TAN W,YU Z Z,GAO X C,et al.Dehydration study on harmless treatment of waste drilling mud[J].Oilfield Chemistry,2011,28(2):126-129.[12] 李斌,徐翔,刘亚峰,等.钻井废弃泥浆脱水工艺试验[J].油气田环境保护,2012,22(2):8-11. LI B,XU X,LIU Y F,et al.Experimental researches on oil-bearing waste drilling muddewatering[J].Environmental Protection of Oil & Gas Fields,2012,22(2):8-11.[13] GUO S,LI G,QU J,et al.Improvement of acidification on dewaterability of oily sludge from flotation[J].Chemical Engineering Journal,2011,168(2):746-751.[14] 刘程,朱裕民.表面活性剂性质理论与应用[M].北京:北京工业大学出版社,2003:1220-1226.[15] BUYUKKAMACI N,KUCUKSELEK E.Improvement of dewatering capacity of a petrochemical sludge[J].Journal of Hazardous Materials,2007,144(1):323-327.[16] 冯朋鑫,彭向明,卢文伟,等.气田废弃泥浆清洁化处理方法研究[J].石油化工应用,2008,27(3):14-18. FENG P X,PENG X M,LU W W,et al.The method for dealing with the wasted mud of gas field is under research[J].Petrochemical Industry Application,2008,27(3):14-18.[17] 唐红.油区含油污泥固化修筑路基基层技术研究[D].北京:中国石油大学,2007. TANGH.Research of using solidified oily sludge as roadbed at the oil area[D].Beijing:China University of Petroleum,2007.[18] 张巨松,杨奇,李宗阳.水灰比、矿物外加剂对水泥的收缩变形实验[J].沈阳建筑大学学报,2012,28(3):251-526. ZHANG J S,YANG Q,LI Z Y.Experimental study on shrinkage strain of cement with different water-cement ratio and mineral admixture[J].Journal of Shenyang Jianzhu University,2012,28(3):251-256.[19] 刘来宝,谭克锋,刘涛,等.固化后的钻井废泥浆制备新型墙体材料[J].四川建筑科学研究,2008,34(2):176-179. LIU L B,TAN K F,LIU T,et al.The application research of the wall material made by solidified drilling waste slurries[J].Sichuan BuildingScience,2008,34(2):176-179.[20] 张军,汪建军,袁海,等.川西油气田钻井污水及废泥浆固化处理技术[J].天然气工业,2005,25(11):94-96. ZHANG J,WANG J J,YUAN H,et al.Solidification treatment of drillingwaste water and mud in west Sichuan oilgas fields[J].Natural Gas Industry,2005,25(11):94-96. ○。