一种油基泥浆废弃物处理药剂及其使用方法

摘要

本发明公开了一种油基泥浆废弃物处理药剂及其使用方法，包括破胶剂、酸碱度调节剂、渗透剂、降粘剂、润湿净洗剂、复合破乳剂。目前油基泥浆钻井废弃物处理技术包括填埋法、热解法、焚烧法、焦化法、化学清洗法、微生物代谢降解法等，具有易导致二次污染、处理时间过长，成本过高的缺点，不能满足新《环保法》的环保要求。本发明设计一种简易的无害化、资源化的油基泥浆废弃物处理药剂和处理工艺，达到对油基泥浆废弃物各组分进行有效回收的效果。

说明书

技术领域

本发明涉及一种废弃物处理药剂包及其使用方法，特别是涉及一种油基泥浆废弃物处理药剂包及其使用方法。

背景技术

页岩气作为非常规能源，具有储量丰富、开采寿命长和生产周期长的优点，可极大缓解世界能源的供应压力。但由于页岩气储层水敏性较高，对泥浆具有较高的要求，常规的水基泥浆难以顺利钻进，导致开采难度大。而油基泥浆因其润滑性好、抑制性强、热稳定性好、密度范围大、流变性易于调整、能抗各种盐类污染、对泥页岩有很强的抑制性等优点，可应用于页岩气的开采；此外，由于油基泥浆滤液为油相，避免了页岩气油层的水敏作用，因此在页岩气开采中，常利用油基泥浆进行钻探，以保护油气层不受侵害。

油基泥浆钻井废弃物中的主要污染物为废油，属于国家《危险废弃物名录》中标定的HW08类危险废弃物。在长期堆积或填埋中会造成地表植被的严重破坏，导致土壤和水源的污染。根据环保要求，废弃的油基泥浆和油基泥浆钻屑等油基泥浆钻井废弃物都要进行后期处理。

目前油基泥浆钻井废弃物处理技术包括填埋法、热解法、焚烧法、焦化法、化学清洗法、微生物代谢降解法等。其中，焚烧法通过与燃料按比例配合燃烧会导致二次污染。化学清洗法采用乳化剂破乳回收油相，会大量耗水，产生的油水混合物易导致二次污染。而微生物代谢降解法不利于油类回收，此外油中含有较高的芳烃，对微生物的代谢有抑制作用，导致分解周期长。

由于新《环保法》的实施，对于油基泥浆废弃物的处理将更加严格。目前油气田每年产生的废弃油基泥浆钻屑达几十万吨以上，油基泥浆的制作成本又非常高，所以研发一种简易的无害化、资源化的油基泥浆废弃物处理药剂和处理工艺，对于油基泥浆废弃物的循环开发利用、改善当地环境、污染物无害化、资源化治理具有十分重要意义。

发明内容

本发明提供了一种油基泥浆废弃物处理药剂，以至少解决现有技术中油基泥浆废弃物的处理技术易引发二次污染，无法对油基泥浆废弃物各组分进行有效回收的问题。

本发明的一个目地提供了一种油基泥浆废弃物处理药剂，包括破胶剂、酸碱度调节剂、渗透剂、降粘剂、润湿净洗剂、复合破乳剂。

进一步地，所述破胶剂选自过硫酸铵、半纤维素酶、过硫酸钾、纤维素糖甙键特异性酶、纤维素酶中的一种或多种。

进一步地，所述酸碱度调节剂选自氨水、氢氧化钾、氢氧化钠、工业盐酸、柠檬酸、醋酸、磺酸中的一种或多种。

进一步地，所述渗透剂选自JFC、OEP-70、快速渗透剂T、耐碱渗透剂AEP、JFC-M中的一种或多种。

进一步地，所述降粘剂由以下重量份的原料组成：氨基磺酸5～40份、甲醇10～30份、水5～30份、二乙醇胺12～25份、水玻璃1～10份。

进一步地，所述润湿净洗剂选自NP-10、TX-10、平平加-25、AES、MOA-3、MOA-7、平平加-15、MOA-9、ABSN一种或多种；复合破乳剂选自9901、5031、SAP1187、9909、SAP116、PFA8311、SAE116中的一种或多种。

本发明的另一目地在于提供一种上述油基泥浆废弃物处理药剂的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：向40～50重量份的油基泥浆废弃物中加入水至混合物中含水30～55重量份，并持续搅拌至混合均匀；

步骤二：向步骤一所得混合物中加入酸碱度调节剂至混合物pH值为5～7，并加入0.01～0.5重量份的破胶剂，持续搅拌2～30分钟；

步骤三：向步骤二所得混合物中加入酸碱度调节剂，将pH值调至7～9，并依次加入渗透剂0.01～3份、降粘剂0.01～4份、润湿净洗剂0.01～4份，搅拌10～30分钟；

步骤四：将步骤三所得混合物进行放料，并通过60目～210目高频振动筛进行固、液相分离，使固相固定在振动筛上部，液相分离至振动筛下部；对振动筛上部的固相进行喷水清洗，得到处理后的固相。

进一步地，所述步骤一所用油基泥浆废弃物需要进行预处理，所述预处理步骤如下：

步骤一：对初始的油基泥浆废弃物进行含油量、含水量测定；

步骤二：对初始的油基泥浆废弃物进行破碎处理，使油基泥浆废弃物中的结块泥岩破碎，得到油基泥浆废弃物。

进一步地，上述使用方法还包括步骤五：对步骤四所得清洗后的固相进行含油量测定，达到排放标准后进行排放，若未达到排放标准，则重复步骤一～步骤四。

更进一步地，上述使用方法还包括步骤六：向步骤四振动筛下部的液相加入0.01～2重量份的复合破乳剂，混合均匀后于将液相进行沉降、静置，使油相和水相分层，对油相和水相进行回收。

本发明相对于现有技术具有原料价格低廉、来源广、使用量低的特点，且本发明药剂包的使用方法简单易行，无需升温处理，处理后的油基泥浆废弃物具有固相、油相、水相分离速度快的特点，有效突破了目前油基泥浆废弃物处理成本高昂的问题。通过应用本发明的药剂包，其清洗水可循环利用，不会造成水资源浪费和环境污染。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：

本发明实施例1的药剂包括酸碱度调节剂0.1kg、破胶剂0.02kg、渗透剂0.06kg、降粘剂0.4kg、润湿净洗剂0.4kg、复合破乳剂0.5kg。本发明实施例1的药剂为酸碱度调节剂、破胶剂、渗透剂、降粘剂、润湿净洗剂、复合破乳剂分别保存的药剂盒，其中，酸碱度调节剂包括醋酸0.04kg、氢氧化钾0.06kg，破胶剂为过硫酸钾，渗透剂为AEP，润湿净洗剂包括NP-10、ABSN各0.2kg，复合破乳剂为9901和PFA8311以2.5:1的重量比混合的产物。

实施例1油基泥浆废弃物处理药剂的使用方法包括以下步骤：

(1)对油基泥浆废弃物进行含油量、含水量测定。

(2)对油基泥浆废弃物进行破碎处理，将结块泥岩破碎；

(3)在反应容器中加入破碎后的油基泥浆废弃物50kg并加入水，使油基泥浆废弃物中含水48.05kg，将废弃物混合均匀并持续搅拌，得到混合均匀的废弃物；

(4)向步骤(3)中混合物加入醋酸0.04kg，将pH值调至5～7，加入过硫酸钾0.02kg，搅拌30分钟；

(5)加入氢氧化钾0.06kg，将pH值调至7～9，并依次加入AEP 0.4kg、降粘剂0.4kg、NP-100.2kg、ABSN 0.2kg，搅拌30分钟；

(6)将混合物放料，并经过60目～210目高频振动筛进行固、液分离，使固相固定在振动筛上部，液相分离至振动筛下部；振动筛旁设有喷洒装置，由喷水装置对振动筛上部固相进行喷水清洗；

(7)对清洗后的固相进行含油量检测，达到排放标准后进行固相排放，若未达到排放标准，则重复步骤(3)～步骤(6)；

(8)向振动筛下部液相加入复合破乳剂0.5kg，混合均匀后将液相引入沉降池中进行静置；定期对上部油相进行回收再利用；对下部水相回收并重复应用于步骤(3)和步骤(6)中，多余的水相经检测达标后用于配浆及酸压回注过程。

实施例2

本发明实施例2的药剂包括酸碱度调节剂0.08kg、破胶剂0.01kg、渗透剂0.03kg、降粘剂0.5kg、润湿净洗剂0.44kg、复合破乳剂0.5kg。本发明实施例2的药剂为酸碱度调节剂、破胶剂、渗透剂、降粘剂、润湿净洗剂、复合破乳剂分别保存的药剂盒，其中，酸碱度调节剂包括工业盐酸0.03kg、氢氧化钠0.05kg，破胶剂为过硫酸铵，渗透剂为OEP-70，润湿净洗剂包括AES、TX-10各0.22kg，复合破乳剂为SAP116和5031以1.5:1重量比混合的产物。

实施例2油基泥浆废弃物处理药剂的使用方法包括以下步骤：

(1)对油基泥浆废弃物进行含油量、含水量测定。

(2)对油基泥浆废弃物进行破碎处理，将结块泥岩破碎；

(3)在反应容器中加入破碎后的油基泥浆废弃物50kg并加入水，使油基泥浆废弃物中含水48.44kg，将废弃物混合均匀并持续搅拌，得到混合均匀的废弃物；

(4)向步骤(3)中混合物加入工业盐酸0.03kg，将pH值调至5～7，加入过硫酸铵0.01kg，搅拌30分钟；

(5)加入氢氧化钠0.05kg，将pH值调至7～9，并依次加入OEP-70 0.5kg、降粘剂0.5kg、AES 0.22kg、TX-10 0.22kg，搅拌30分钟；

(6)将混合物放料，并经过60目～210目高频振动筛进行固、液分离，使固相固定在振动筛上部，液相分离至振动筛下部；振动筛旁设有喷洒装置，由喷水装置对振动筛上部固相进行喷水清洗；

(7)对清洗后的固相进行含油量检测，达到排放标准后进行固相排放，若未达到排放标准，则重复步骤(3)～步骤(6)；

(8)向振动筛下部液相加入复合破乳剂0.5kg，混合均匀后将液相引入沉降池中进行静置；定期对上部油相进行回收再利用；对下部水相回收并重复应用于步骤(3)和步骤(6)中，多余的水相经检测达标后用于配浆及酸压回注过程。

实施例3：

本发明实施例3的药剂包括酸碱度调节剂0.1kg、破胶剂0.02kg、渗透剂0.04kg、降粘剂0.4kg、润湿净洗剂0.41kg、复合破乳剂0.4kg。本发明实施例3的药剂为酸碱度调节剂、破胶剂、渗透剂、降粘剂、润湿净洗剂、复合破乳剂分别保存的药剂盒，其中，酸碱度调节剂包括工业盐酸0.04kg、氢氧化钾0.06kg，破胶剂为过硫酸铵，渗透剂为JFC-M，润湿净洗剂包括MOA-9 0.25kg、TX-10 0.16kg，复合破乳剂为SAP116和9901以1:1重量比混合的产物。

实施例3油基泥浆废弃物处理药剂的使用方法包括以下步骤：

(1)对油基泥浆废弃物进行含油量、含水量测定。

(2)对油基泥浆废弃物进行破碎处理，将结块泥岩破碎；

(3)在反应容器中加入破碎后的油基泥浆废弃物50kg并加入水，使油基泥浆废弃物中含水48.63kg，将废弃物混合均匀并持续搅拌，得到混合均匀的废弃物；

(4)向步骤(3)中混合物加入工业盐酸0.04kg，将pH值调至5～7，加入过硫酸铵0.02kg，搅拌30分钟；

(5)加入氢氧化钾0.06kg，将pH值调至7～9，并依次加入JFC-M 0.04kg、降粘剂0.4kg、MOA-9 0.25kg、TX-10 0.16kg，搅拌30分钟；

(6)将混合物放料，并经过60目～210目高频振动筛进行固、液分离，使固相固定在振动筛上部，液相分离至振动筛下部；振动筛旁设有喷洒装置，由喷水装置对振动筛上部固相进行喷水清洗；

(7)对清洗后的固相进行含油量检测，达到排放标准后进行固相排放，若未达到排放标准，则重复步骤(3)～步骤(6)；

(8)向振动筛下部液相加入复合破乳剂0.4kg，混合均匀后将液相引入沉降池中进行静置；定期对上部油相进行回收再利用；对下部水相回收并重复应用于步骤(3)和步骤(6)中，多余的水相经检测达标后用于配浆及酸压回注过程。

实施例4

本发明实施例4的药剂包括酸碱度调节剂0.1kg、破胶剂0.02kg、渗透剂0.03kg、降粘剂0.4kg、润湿净洗剂0.3kg、复合破乳剂0.5kg。本发明实施例4的药剂为酸碱度调节剂、破胶剂、渗透剂、降粘剂、润湿净洗剂、复合破乳剂分别保存的药剂盒，其中，酸碱度调节剂包括工业盐酸0.04kg、氢氧化钾0.06kg，破胶剂为过硫酸铵，渗透剂为JFC-M，润湿净洗剂包括MOA-9 0.2kg、TX-100.1kg，复合破乳剂为SAP116和9901以1:1重量比混合的产物。

实施例4油基泥浆废弃物处理药剂的使用方法包括以下步骤：

(1)对油基泥浆废弃物进行含油量、含水量测定。

(2)对油基泥浆废弃物进行破碎处理，将结块泥岩破碎；

(3)在反应容器中加入破碎后的油基泥浆废弃物50kg并加入水，使油基泥浆废弃物中含水48.65kg，将废弃物混合均匀并持续搅拌，得到混合均匀的废弃物；

(4)向步骤(3)中混合物加入工业盐酸0.04kg，将pH值调至5～7，加入过硫酸铵0.02kg，搅拌30分钟；

(5)加入氢氧化钾0.06kg，将pH值调至7～9，并依次加入JFC-M 0.03kg、降粘剂0.4kg、MOA-9 0.2kg、TX-10 0.1kg，搅拌30分钟；

(6)将混合物放料，并经过60目～210目高频振动筛进行固、液分离，使固相固定在振动筛上部，液相分离至振动筛下部；振动筛旁设有喷洒装置，由喷水装置对振动筛上部固相进行喷水清洗；

(7)对清洗后的固相进行含油量检测，达到排放标准后进行固相排放，若未达到排放标准，则重复步骤(3)～步骤(6)；

(8)向振动筛下部液相加入复合破乳剂0.5kg，混合均匀后将液相引入沉降池中进行静置；定期对上部油相进行回收再利用；对下部水相回收并重复应用于步骤(3)和步骤(6)中，多余的水相经检测达标后用于配浆及酸压回注过程。

实施例5：

本发明实施例5的药剂包括酸碱度调节剂0.1kg、破胶剂0.02kg、渗透剂0.02kg、降粘剂0.4kg、润湿净洗剂0.3kg、复合破乳剂0.5kg。本发明实施例5的药剂为酸碱度调节剂、破胶剂、渗透剂、降粘剂、润湿净洗剂、复合破乳剂分别保存的药剂盒，其中，酸碱度调节剂包括工业盐酸0.04kg、氢氧化钾0.06kg，破胶剂包括纤维素糖甙键特异性酶0.01kg、过硫酸铵0.01kg，渗透剂为AEP，润湿净洗剂包括MOA-9 0.2kg、ABSN 0.1kg，复合破乳剂为SAE116和SAP1187以1:3重量比混合的产物。

实施例5油基泥浆废弃物处理药剂的使用方法包括以下步骤：

(1)对油基泥浆废弃物进行含油量、含水量测定。

(2)对油基泥浆废弃物进行破碎处理，将结块泥岩破碎；

(3)在反应容器中加入破碎后的油基泥浆废弃物50kg并加入水，使油基泥浆废弃物中含水48.66kg，将废弃物混合均匀并持续搅拌，得到混合均匀的废弃物；

(4)向步骤(3)中混合物加入工业盐酸0.04kg，将pH值调至5～7，加入纤维素糖甙键特异性酶0.01kg、过硫酸铵0.01kg，搅拌30分钟；

(5)加入氢氧化钾0.06kg，将pH值调至7～9，并依次加入AEP 0.02kg、降粘剂0.4kg、MOA-9 0.2kg、ABSN 0.1kg，搅拌30分钟；

(6)将混合物放料，并经过60目～210目高频振动筛进行固、液分离，使固相固定在振动筛上部，液相分离至振动筛下部；振动筛旁设有喷洒装置，由喷水装置对振动筛上部固相进行喷水清洗；

(7)对清洗后的固相进行含油量检测，达到排放标准后进行固相排放，若未达到排放标准，则重复步骤(3)～步骤(6)；

(8)向振动筛下部液相加入复合破乳剂0.5kg，混合均匀后将液相引入沉降池中进行静置；定期对上部油相进行回收再利用；对下部水相回收并重复应用于步骤(3)和步骤(6)中，多余的水相经检测达标后用于配浆及酸压回注过程。

实施例6

本发明实施例6的药剂包括酸碱度调节剂0.08kg、破胶剂0.02kg、渗透剂0.02kg、降粘剂0.35kg、润湿净洗剂0.2kg、复合破乳剂0.5kg。本发明实施例6的药剂为酸碱度调节剂、破胶剂、渗透剂、降粘剂、润湿净洗剂、复合破乳剂分别保存的药剂盒，其中，酸碱度调节剂包括工业盐酸0.04kg、氢氧化钾0.06kg，破胶剂为过硫酸铵，渗透剂为JFC-M，润湿净洗剂为ABSN，复合破乳剂为9901和5031以1:1重量比混合的产物。

实施例6油基泥浆废弃物处理药剂的使用方法包括以下步骤：

(1)对油基泥浆废弃物进行含油量、含水量测定。

(2)对油基泥浆废弃物进行破碎处理，将结块泥岩破碎；

(3)在反应容器中加入破碎后的油基泥浆废弃物45kg并加入水，使油基泥浆废弃物中含水53.83kg，将废弃物混合均匀并持续搅拌，得到混合均匀的废弃物；

(4)向步骤(3)中混合物加入工业盐酸0.03kg，将pH值调至5～7，加入过硫酸铵0.02kg，搅拌30分钟；

(5)加入氢氧化钾0.05kg，将pH值调至7～9，并依次加入JFC-M 0.02kg、降粘剂0.35kg、ABSN 0.2kg，搅拌30分钟；

(6)将混合物放料，并经过60目～210目高频振动筛进行固、液分离，使固相固定在振动筛上部，液相分离至振动筛下部；振动筛旁设有喷洒装置，由喷水装置对振动筛上部固相进行喷水清洗；

(7)对清洗后的固相进行含油量检测，达到排放标准后进行固相排放，若未达到排放标准，则重复步骤(3)～步骤(6)；

(8)向振动筛下部液相加入复合破乳剂0.5kg，混合均匀后将液相引入沉降池中进行静置；定期对上部油相进行回收再利用；对下部水相回收并重复应用于步骤(3)和步骤(6)中，多余的水相经检测达标后用于配浆及酸压回注过程。

其中，本发明实施例1～6中的油基泥浆废弃物为对威远、宜宾页岩气钻采过程中产生的油基泥浆废弃物。评价方法：对本发明实施例1～6分离出的固相、水相的含油量进行分别测定，并对油相的油品回收率测定。具体结果如下表所示：

实施例1～6在室内和现场的实验结果显示如上表所示，实施例1～6中处理后的固相含油量均低于0.5％，而回收的水相中含油量均低于0.05％，油品的回收率高达95％以上，满足环保和油田的要求。实施例1～6中油基泥浆废弃物处理药剂及其使用方法主要应用于钻井工程的泥浆不落地技术方面。

实施例1～6中油基泥浆废弃物处理药剂的使用量为油基泥浆废弃物总质量的0.05％～5％，相比于现有的处理技术，具有加量少、脱水析油速度快、油品收率高、处理后固、水相含油量较低的优点，有效达到矿物油、岩屑固相、水相的快速分离及回收，降低了油基泥浆废弃物对环境所造成的直接或潜在的负面影响。

特别的，本发明实施例1～6通过对油基泥浆废弃物进行破碎，使废弃物与处理药剂能够充分接触，有效缩短废弃物的处理时间，提高废弃物的处理速度。

本发明实施例1～6通过加入酸碱度调节剂使油基泥浆废弃物处于酸性条件，利用破胶剂对油基泥浆废弃物中的胶状结构进行破坏，降低油泥的分离压力，进而提高油相从油基泥浆废弃物中释放的程度。同时，本发明实施例1～6通过加入酸碱度调节剂使油基泥浆废弃物处于碱性条件，利用渗透剂促进降粘剂和润湿净洗剂进入油基泥浆废弃物的固相内部，进一步促进固相与油相分离，进而达到更理想的除油效果。此外，本发明实施例1～6通过向液相中加入复合破乳剂，促进油相与水相的分层，进而达到油相、水相的回收和再利用。

特别的，本发明实施例1～6的降粘剂可降低黏附于油基泥浆废弃物上油相的粘度及附着力，促进油相的分离；而润湿净洗剂可降低固液界面的表面张力，将油相从固相中剥离至水相，进而达到利用水相带出油相的效果，使得固相的含油量满足环保排放标准的要求。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批权利要求保护范围之内。