塔里木油田水基廢泥漿無害化技術(shù)研究

1、塔里木油田水基廢泥漿無害化技術(shù)研究王平全1王書琪2何濤2劉宇程11.西南石油學院四川成都6105002.塔里木油田分公司泥漿技服公司新疆庫爾勒841000摘要針對塔里木油田水基廢泥漿采用常規(guī)固化方法固化處理后固化產(chǎn)物浸出液中污染物難以達標特別是色度和COD超標嚴重的實際情況創(chuàng)新性地提出先破膠處理后再進行2.0gcm3固化的工藝通過大量實驗研究確定出了分別適合于塔里木油田高密度=1.5gcm3左右和低密度=1.2gcm3左右泥漿的破膠劑和

2、固化劑的配方中密度通過該工藝和配方對塔里木油田廢泥漿進行處理固化產(chǎn)物的強度超過0.5Mpa以上固化物浸出液中污染物含量達到國家污水綜合排放標準GB89781996一級標準要求整體技術(shù)在國內(nèi)尚屬首創(chuàng)技術(shù)水平達國內(nèi)領先水平關(guān)鍵詞塔里木水基廢泥漿破膠固化處理在水基廢泥漿中危害環(huán)境的主要成分是有機物類無機鹽類某些重金屬離子如汞砷鉻鎘鉛等及一些配漿和加重材料中的雜質(zhì)對于水基廢泥漿的處理目前除回收利用一小部分外絕大部分采用直接排放和自然蒸發(fā)沉積干化

3、和就地掩埋等方法進行簡單處理尤其在我國陸上鉆井時常用泥漿大土池儲存水基廢泥漿及巖屑當鉆完井后它們不加處理便直接排放或棄放在井場遇到雨季水基廢泥漿中的有害物質(zhì)隨雨水外溢流入農(nóng)田河流滲入地表對土壤地下水造成污染對當?shù)氐淖匀画h(huán)境造成惡劣甚至致命的破壞因此改變傳統(tǒng)的水基廢泥漿處理方法從環(huán)境保護角度出發(fā)研究并形成一套水基廢泥漿無害化處理的方法原理和處理工藝有著重要的現(xiàn)實意義固化處理是用于廢泥漿處理的最常用的方法但常用目前常用的固化方法對塔里木油田

4、的水基廢泥漿進行處理固化產(chǎn)物浸泡液中污染物含量往往要超標而采用無害化固化處理可以使水基廢泥漿變成一種不可逆轉(zhuǎn)的具有一定強度的常規(guī)固體材料該固化體遇水不溶解或溶解性極差其中水基廢泥漿中原有的污染物被膠結(jié)在固化體中而不滲透出來即使遇水后固化體里面的有毒物質(zhì)也不易浸出來或者浸出來的有害物質(zhì)也不會超標可見對水基廢泥漿進行無害化固化處理是一種安全環(huán)保型既有社會價值又有經(jīng)濟價值的前沿性處理技術(shù)和重要發(fā)展方向經(jīng)無害化固化處理后的水基廢泥漿掩埋于地下不

5、會對環(huán)境造成污染也不用等待長時間的干涸還能保證水基廢泥漿的沉淀池在鉆井工作結(jié)束后即刻還耕塔里木油田公司工程技術(shù)服務部與西南石油學院合作就塔里木油田水基廢泥漿進行了無害化固化處理做了深入研究采用了先破膠后固化的處理技術(shù)使水基廢泥漿固化后固化體既具有一定強度固化體浸出液又無毒無污染達到國家污水排放標準形成了一套全新的水基廢泥漿固化處理技術(shù)無害化固化處理技術(shù)1破膠處理泥漿具有膠體體系的基本特征污染物在其中呈穩(wěn)定狀態(tài)其中的有機物具有較好的水溶性

6、若對其進行直接固化處理有機物的分子形態(tài)未發(fā)生改變固化體經(jīng)水浸泡后其中的有機物會從固相向水相轉(zhuǎn)移污染水體特別是聚磺鹽水泥漿體系采用常規(guī)方法固化后經(jīng)水浸泡5分鐘左右水相即呈黃色浸泡24小時后水相呈棕紅色色度高達200倍以上同時有機物等污染物也嚴重超標因此有必要加入化學藥劑降低有機物的水溶性使其固化后不容易從固相轉(zhuǎn)移到水相1.1破膠基本原理根據(jù)泥漿的形成機理粘土礦物因晶格取代使其表面帶負電荷在堿性條件下粘土2072.2固化配方的確定首先對高中

7、低密度廢泥漿體系濾液中主要污染物的含量進行了分析分析結(jié)果見表1表1水基廢泥漿體系濾液組分分析結(jié)果mgL)GB89781996一級標準中對Cl未作規(guī)定注國家污水綜合標準由表1的分析結(jié)果屬AsHg但色度極深高總Cr2.85mgL不難看出750倍含量高該水基廢泥漿體系濾液pH值高pH10不含有色金COD值9860mgL高Cl27600mgL含量Pb0.68mgL含量較高綜合指標遠遠超過國家污水綜合標準GB89781996一級標準要求2.2.1

8、破膠劑加量確定由1.2分析可知破膠劑SWA對高密度水基廢泥漿體系具有較好的破膠效果破膠劑SWB對中低密度水基廢泥漿體系具有較好的破膠效果但應進一步考察其投加量加量太小則破膠不完全加量太大則增加處理成本而且出現(xiàn)效果變差的現(xiàn)象所以需通過大量實驗確定其適宜的最佳加量將破膠完全后的廢泥漿取一小部分放到濾紙上進行觀察濾紙被浸濕部分顏色的深淺破膠劑濃度為40%對其投加量與破膠效果的關(guān)系進行了實驗研究其結(jié)果見表2表3表4表2破膠劑SWA加量與高密度廢

9、泥漿破膠后浸出液顏色的關(guān)系單位ml100g表3破膠劑SWB加量與中密度廢泥漿破膠后浸出液顏色的關(guān)系單位ml100g表4破膠劑SWB加量與低密度廢泥漿破膠后浸出液顏色的關(guān)系單位ml100g由表2表3表4的實驗數(shù)據(jù)可以看出對于高密度泥漿在破膠劑SWA加量達到11ml100g以上對于中密度泥漿在破膠劑SWB加量達到10ml100g以上對于低密度廢泥漿在破膠劑SWB加量達到9ml100g以上破膠后的水基廢泥漿體系其固化物浸出液顏色很淺幾乎無色表

10、明它已經(jīng)被破膠完全徹底加量再進一步加大時對破膠不再起作用反而使廢泥漿體系反向膠體化這樣會使后續(xù)的固化處理中水泥的用量大大提高必將增加廢泥漿固化處理成本2.2.2固化實驗方法固化實驗方法是稱取一定量的破膠的廢泥漿加入固化劑然后在攪拌器中攪拌均勻于測抗壓強度的標準模子中成型觀察固化產(chǎn)物的形態(tài)凝固程度并對固化7天后的廢泥209加量12345678910浸出液顏色深較深較深較淺較淺很淺很淺幾乎無色無色無色加量12345678910浸出液顏色深較

11、深較深較深較淺較淺很淺很淺幾乎無色無色加量13579111315浸出液顏色深較深較淺很淺幾乎無色無色無色無色密度(gcm3)項目pH色度(倍)COD(mgL)Cl(mgL)總Cr(mgL)PbmgL)AsmgL)Hg2.18分析值11120012300320003.760.75未檢出未檢出1.53分析值1085010520285002.850.68未檢出未檢出1.25分析值107509860276003.230.82未檢出未檢出國標值6