废弃油基钻井液性质评价及处理技术研究

摘要

废弃油基钻井液是一种在油气开采过程中十分常见的污染物。由于其处理难度大，污染影响严重，同时也是国家规定的危险废物，所以成为当前亟待研究解决的环境问题。本课题针对东营胜利油田开采过程中产生的废弃油基钻井液开展了无害化研究处理工作，主要采取的是化学洗脱+固化处理的方法。 该废弃油基钻井液基本理化性质：含固率70.9%，含水率15.5%，含油率13.6%，镉元素含量为55.7mg/kg，铜元素含量为140mg/kg，铅元素含量为18.7mg/kg，铬元素含量为20.3mg/kg密度在1.9~2.0g/mL之间，沉降比为86%，破乳电压为642V，固相颗粒粒径主要集中在10~100μm之间，马氏漏斗黏度为680s，表观黏度421mPa·s，并建立了其相关关系模型，最大相对误差为8.79%。 表面活性剂筛选实验，得出五种效果较好的表面活性剂。单因素实验，确定各影响因素对表观除油率的基本变化趋势和最佳条件。利用Design expert软件，使用Box-Behnken法设计了响应曲面实验。建立拟合回归方程，预测最优实验组合方案，验证实验的相对误差在2.8%以内。最佳实验条件是：超声时间33.05min，破乳剂PE2040添加量3%，初始温度59.99℃，洗脱水添加量25mL，此时表观除油率达到最大值为93.2%。 固化实验同时使用了粉煤灰和水泥两种固化剂，优化了粉煤灰的添加量。抗压实验得到了最大抗压强度为502kPa的固化体，并且得出粉煤灰的最佳添加量为15%。浸出液实验验证了固化处理的有效性，浸出液符合国家标准的要求。

目录

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 油基钻井液的组成、性质及功能

1.2.1 油基钻井液的组成

1.2.2 油基钻井液的性质

1.2.3 油基钻井液的功能

1.3国内外废弃钻井泥浆处理技术研究现状

1.3.1超临界流体萃取技术

1.3.2电动修复技术

1.3.3 生物修复

1.3.4 热蒸馏法

1.3.5 回注地层法

1.3.6 化学破乳法

1.4 废弃油基钻井液处理的技术难点及存在问题

1.5 研究的意义、内容、技术路线

1.5.1 研究意义

1.5.2 研究内容

1.5.3 研究的技术路线

第二章 废弃油基钻井液理化特性分析

2.1 实验仪器和材料

2.1.1 实验仪器

2.1.2 实验材料

2.2 废弃油基钻井液组成的测定

2.2.1 含油率测定

2.2.2 含水率测定

2.2.3 密度测定

2.2.4 废弃油基钻井液重金属测定

2.2.5 废弃油基钻井液固相粒度分布测定

2.2.6 废弃油基钻井液有机组分分析

2.3 废弃油基钻井液稳定性分析

2.3.1 废弃油基钻井液的沉降比

2.3.2 废弃油基钻井液的电稳定性

2.3.3 离心沉降法分析

2.3.4废弃油基钻井液的热稳定性

2.4 废弃油基钻井液黏度测定

2.4.1 废弃油基钻井液马氏漏斗黏度的测定

2.4.2 废弃油基钻井液表观黏度的测定

2.4.3 马氏漏斗黏度与表观黏度关系分析

2.5 本章小结

第三章 化学法洗脱分离研究

3.1 实验仪器和材料

3.2 表面活性剂超声洗脱分离

3.2.1 表面活性剂脱稳原理

3.2.2 表面活性剂筛选

3.2.3 破乳剂影响因素分析

3.2.4 响应曲面法优化破乳剂效果

3.4 本章小结

第四章 固化处理实验初探

4.1 固化处理简述

4.2 实验部分

4.2.1 实验材料

4.2.2 固化实验

4.2.3 固化体浸出实验

4.3 结果与讨论

4.3.1 粉煤灰添加比例的影响

4.3.2浸出实验结果

4.4 本章小结

第五章 结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

参考文献

致谢