专利名称：用于油气田废钻井液随钻综合治理的工艺方法
技术领域：
本发明涉及油气田废钻井液的处理技术，尤其是 用于油气田废钻井液随钻综合治理的工艺方法。
二背景技术：
油气田钻井过程中，随着钻头不断的向地下钻进， 随钻将产生出一定量的废钻井液，这些废钻井液是由钻井岩屑、钻井 泥浆、钻井污水、污油形成的混合物。废钻井液危害环境的主要化学 成分有烃类、盐类、各类聚合物、重金属离子、重晶石中的杂物和沥 青等改性物，主要污染物特点是具有高色度、高石油类、高C0D、高 悬浮物、髙矿化度等特性，是石油勘探开发过程中产生的主要污染源。 油气田每钻完一口井，都要在原地丢下一个废弃的泥浆池。 一个油气 田有成千上万口井，就有成千上万个废弃泥浆池，每个泥浆池中的废 钻井液少则有几百方，多则有几千方。若在井场堆放或掩埋， 一旦被 雨水浸泡、河流冲刷，就会对周围的土壤、水源、农田和空气造成十
分严重的污染。按照2008年8月1日实施的《国家危险废物名录》， 废弃钻井液处理产生的污泥已列为危险废物，废物类别HW08，废物 代码为071-002-08。面对更加严格的环保标准，废钻井液的随钻综合 治理势在必行。
在此之前，传统的处置方式是排放在井场的废泥浆污水池中，按 照池内就地治理后固废掩埋的办法进行固化复貌处理，以减少其污染 危害。固化法由于大量固化剂的加入，增加了废弃物的总量和综合利 用的成本。由于废泥浆污水储存池存在渗漏、污染物浸出等长期的污 染隐患和风险，浸出液仍然会对地下水土壤产生严重的污染，按新的
标准该法已不符合环保处置要求。
发明专利《一种油田废弃物污油泥资源化处理方法》
ZL200610018062.0是一种较完善的解决方法，但工艺相对复杂，没有 说明岩屑净化清洗的具体方法，《用于油田钻井压裂作业废液处理的 工艺流程技术》ZL200410038043.5、《一种用于钻采废液集中处理的 工艺技术》应用对象为油田含泥浆量较少的污水废液处理，对固相含 量较大的废钻井液处理有局限性，《一种用于废钻井液集中处理及综 合利用的工艺方法》是回收集中处理的工艺，不适合随钻处理，《用 于油气田钻井废弃物不落地随钻处理的工艺技术》其岩屑分离清洗第 一单元是用振动筛洗砂器，先用钻井污水清洗降低了泥浆水的回用价 值，污水回用率较低，且循环、冲洗、搅拌用电机泵较多，动力消耗 大，流程相对较长。
发明内容
本发明的目的是提供有效防治钻井现场污染的用 于油气田废钻井液随钻综合治理的工艺方法，它克服了其它技术存在 的不足，遵循随钻处理，固液分离，分类综合治理，最大限度综合利 用和实现节能减排的原则，废钻井液综合治理整体工艺分液屑分离、 固液分离、污水处理、净化水储存回用四个阶段，按照一次净化清洗、 旋流除砂、旋流除油、二次净化清洗、三次净化清洗、泥水脱稳固液 分离、滤液加药破稳、混凝、气浮、微电解、强制过滤、氧化、精细 吸附过滤流程处理，实现液屑清洗分离后净化岩屑利用，其中一部分 泥水回用配浆；剩余泥水固液分离脱水污泥成饼利用，便于直接焚烧 或烧砖再处理；污水处理主要污染物指标达标，便于场地回用、液屑
分离清洗用水回用或达标排放的随钻综合治理目标。废钻井液随钻综 合治理的工艺过程是这样实现的-
液屑分离阶段是废钻井液经输送器提升进入一次净化清洗搅拌 器进行一次清洗，清洗用水用清水或钻井污水，也可用处理流程中的 滤液水或氧化、过滤后的出水，经一次清洗搅拌后，用砂浆泵增压进 入旋流除砂器，旋流除砂器分离泥水进入钻井循环罐回用，当废钻井 液含油时，旋流除砂器分离泥水再进入旋流除油器除油后进入钻井循 环罐回用，排除的污油进灌回收，剩余不再利用的泥水进入脱稳罐固 液分离流程继续处理，旋流离心除砂器出砂口排出的粘有少量泥浆的 岩屑颗粒进入二次净化清洗搅拌器，清洗用水来自泥水处理系统的回 流清洗水或三次清洗溢流水，底部沉降的岩屑用螺旋输砂器或自流送 入三次净化清洗器，二次清洗排出的泥水自流或泵入脱稳罐固液分离 再处理。经二次清洗排出的岩屑进入三次净化清洗搅拌器中搅拌清 洗，三次清洗水来自污水处理系统的氧化水或过滤出水或滤液水，三 次清洗排出的泥水自流或泵入脱稳罐固液分离再处理，清洗后沉砂用 螺旋输砂器排出，得到净化岩屑利用。
一次净化清洗、二次净化清洗、三次净化清洗搅拌器的搅拌方式 可采用空气曝气搅拌或机械搅拌。
固液分离阶段是将旋流除砂器排出的泥水、二次净化清洗排出的 泥水、三次净化清洗排出的泥水、井场转换泥浆自流或泵入脱稳罐， 经加药计量泵加药搅拌脱稳后，用压滤机泵增压进入固液分离机进行 泥水固液分离，固相压成脱水泥饼。固液分离机可用压滤机或带式压
滤机或叠螺式脱水机的任一种。脱水泥饼可直接焚烧或与粘土或页岩 粉按比例掺和用来烧砖利用，也可以在脱稳灌中加入硅酸盐搅拌后进 入固液分离流程，处理后固相形成的脱水泥饼干化后浸出液达标，硅
酸盐加入重量比例是水泥1 5%，水玻璃0.5~3%。
污水处理阶段是将固液分离机脱出的滤液一部分用于稀释转换 泥桨用水，剩余滤液进入污水处理系统，用加药计量泵加入调节剂、 混凝聚结剂、絮凝剂和氧化剂，先进行破稳、混凝、气浮处理，出水 经氧化及精细吸附过滤流程处理得到净化水进净化水储罐利用或排 放；当COD难以达标时，经破稳、混凝、气浮处理出水，再经铁炭
微粒组成的微电解搅拌器处理，出水加入石灰乳进入压滤机强制过 滤，再经氧化及精细吸附过滤流程处理得到净化水进入净化水储罐利
用或排放；系统浮渣及沉降污泥自流或泵入脱稳罐循环处理。
净化水储存回用阶段是流程中滤液水、污水处理系统氧化水、过 滤水作为循环清洗用水利用。净化水储罐达标净化水做为井场场地、 设备清洁用水回用，剩余水达标排放。
上述流程中加入的药剂调节剂、混凝聚结剂、絮凝剂和氧化剂分 别是调节剂为酸碱或石灰溶液，以调节废液PH值5 9;混凝聚结 剂为聚合氯化铝、聚合硅酸铝铁、硫酸铝的任一种，加入量按不同废 液浓度在0.5%~10%;絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰 胺、两性聚丙烯酰胺的任一种，加入量按不同废液浓度在 7ppm 15ppm;氧化剂为双氧水、次氯酸钙、二氧化氯、氯酸钠、高 锰酸钾的任一种，在酸性条件下，加入量0.5%~5%。
按上述流程组成的设备可橇装一体化，便于钻井现场移动作业。 本发明的意义是实现废钻井液的随钻综合处理，提高分离出水
的利用率，使废钻井液岩屑、泥浆、污水、污油分离并达标处理，有
效防治钻井现场污染。
四
图1为用于油气田废钻井液随钻综合治理的工艺 方法总体工艺步骤流程图。
图2为用于油气田废钻井液随钻综合治理的工艺方法流程图。
五具体实施例方式在图1和图2中，本发明遵循随钻处理，固 液分离，分类综合治理，最大限度综合利用和实现节能减排的原则， 废钻井液综合治理整体工艺分液屑分离、固液分离、污水处理、净化 水储存回用四个阶段，按照一次净化清洗、旋流除砂、旋流除油、二 次净化清洗、三次净化清洗、泥水脱稳固液分离、滤液加药破稳、气 浮、强制过滤、氧化、精细过滤流程处理，实现液屑清洗分离后净化 岩屑利用，其中一部分泥水回用配桨；剩余泥水固液分离脱水污泥成 饼利用，便于直接焚烧或烧砖再处理；污水处理主要污染物指标达标，
便于场地回用、液屑分离清洗用水回用或达标排放的随钻综合治理目
标。废钻井液随钻综合治理的工艺过程是这样实现的
液屑分离阶段是废钻井液经输送器提升进入一次净化清洗搅拌 器进行一次清洗，清洗用水用清水或钻井污水，也可用处理流程中的 滤液水或过滤后的出水或氧化处理水，经一次清洗搅拌后，用砂浆泵 增压进入旋流除砂器，旋流除砂器分离泥水进入钻井循环罐回用，当 废钻井液含油时，旋流除砂器分离泥水再进入旋流除油器除油后进入
钻井循环罐回用，排除的污油进灌回收，剩余不再利用的泥水进入脱 稳罐固液分离流程继续处理，旋流离心除砂器出砂口排出的粘有少量 泥浆的岩屑颗粒进入二次净化清洗搅拌器，清洗用水来自泥水处理系 统的回流清洗水或三次清洗溢流水，底部沉降的岩屑用螺旋输砂器或 自流送入三次净化清洗器，二次清洗排出的泥水自流或泵入脱稳罐固 液分离再处理。经二次清洗排出的岩屑进入三次净化清洗搅拌器中搅 拌清洗，清洗水来自污水处理系统的氧化水或过滤出水或滤液水，清 洗后沉砂用螺旋输砂器排出，得到净化岩屑利用。
一次净化清洗、二次净化清洗、三次净化清洗搅拌器的搅拌方式 可采用空气曝气搅拌或机械搅拌。
固液分离阶段是将旋流除砂器排出的泥水、二次净化清洗排出的 泥水、三次净化清洗排出的泥水、井场转换泥浆自流或泵入脱稳罐， 经加药计量泵加药搅拌脱稳后，用压滤机泵增压进入固液分离机进行 泥水固液分离，固相压成脱水泥饼。固液分离机可用压滤机或带式压 滤机或叠螺式脱水机的任一种。脱水泥饼可直接焚烧或与粘土或页岩 粉按比例掺和用来烧砖利用，也可以在脱稳灌中加入硅酸盐搅拌后进 入固液分离流程，处理后固相形成的脱水泥饼干化后浸出液达标，硅
酸盐加入重量比例是水泥1 5%，硅酸钠或水玻璃0. 5 3%。
污水处理阶段是将固液分离机脱出的滤液一部分用于稀释转换 泥浆用水，剩余滤液进入污水处理系统，用加药计量泵加入调节剂、 混凝聚结剂、絮凝剂和氧化剂，先进行破稳、混凝、气浮处理，出水
经氧化及精细过滤流程处理得到净化水进净化水储罐利用或排放；当
COD难以达标时，经破稳、混凝、气浮处理出水，再经铁炭微粒组 成的微电解搅拌器处理，出水加入石灰乳进入压滤机强制过滤，再经 氧化及精细过滤流程处理得到净化水进入净化水储罐利用或排放；系 统浮渣及沉降污泥自流或泵入脱稳罐循环处理。
净化水储存回用阶段是流程中滤液水、污水处理系统氧化水、过 滤水作为循环清洗用水利用。净化水储罐达标净化水做为井场场地、 设备清洁用水回用，剩余水达标排放。
上述流程中加入的药剂调节剂、混凝聚结剂、絮凝剂和氧化剂分 别是调节剂为酸碱或石灰溶液，以调节废液PH值5 9;混凝聚结 剂为聚合氯化铝、聚合硅酸铝铁、硫酸铝的任一种，加入量按不同废 液浓度在0.5% 10%;絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰 胺、两性聚丙烯酰胺的任一种，加入量按不同废液浓度在 7ppm 15ppm;氧化剂为双氧水、次氯酸钙、二氧化氯、氯酸钠、高 锰酸钾的任一种，在酸性条件下，加入量0.5% 5%。
按上述流程组成的设备可橇装一体化，便于钻井现场移动作业。
权利要求
1、用于油气田废钻井液随钻综合治理的工艺方法，其特征是废钻井液综合治理整体工艺分液屑分离、固液分离、污水处理、净化水储存回用四个阶段，按照一次净化清洗、旋流除砂、旋流除油、二次净化清洗、三次净化清洗、泥水脱稳固液分离、滤液加药破稳、混凝、气浮、微电解、强制过滤、氧化、精细吸附过滤流程处理，实现液屑清洗分离后净化岩屑利用，其中一部分泥水回用配浆；剩余泥水固液分离脱水污泥成饼利用，便于直接焚烧或烧砖再处理；污水处理主要污染物指标达标，便于场地回用、液屑分离清洗用水回用或达标排放的随钻综合治理目标；组成的设备可橇装一体化，便于钻井现场移动作业和随钻处理。
2、 根据权利要求1所述的用于油气田废钻井液随钻综合处理的 工艺方法，其特征是液屑分离阶段是废钻井液经输送器提升进入一 次净化清洗搅拌器进行一次清洗，清洗用水用清水或钻井污水，也可 用处理流程中的滤液水或过滤后的出水或氧化处理水，经一次清洗搅 拌后，用砂浆泵增压进入旋流除砂器，旋流除砂器分离泥水进入钻井 循环罐回用，当废钻井液含油时，旋流除砂器分离泥水再进入旋流除 油器除油后进入钻井循环罐回用，排除的污油进灌回收，剩余不再利 用的泥氷进入脱稳罐固液分离流程继续处理，旋流离心除砂器出砂口 排出的粘有少量泥浆的岩屑颗粒进入二次净化清洗搅拌器，清洗用水 来自泥水处理系统的回流清洗水或三次清洗溢流水，底部沉降的岩屑 用螺旋输砂器或自流送入三次净化清洗器，二次清洗排出的泥水自流 或泵入脱稳罐固液分离再处理；经二次清洗排出的岩屑进入三次净化 清洗搅拌器中搅拌清洗，三次清洗水来自污水处理系统的氧化水或过 滤出水或滤液水，三次清洗排出的泥水自流或泵入脱稳罐固液分离再 处理；清洗后沉砂用螺旋输砂器排出，得到净化岩屑利用。
3、 根据权利要求1所述的用于油气田废钻井液随钻综合处理的 工艺方法，其特征是 一次净化清洗、二次净化清洗、三次净化清洗搅拌器的搅拌方式可采用空气曝气搅拌或机械搅拌。
4、 根据权利要求1所述的用于油气田废钻井液随钻综合处理的 工艺方法，其特征是固液分离阶段是将旋流除砂器排出的泥水、二 次净化清洗排出的泥水、三次净化清洗排出的泥水、井场转换泥浆自 流或泵入脱稳罐，经加药计量泵加药搅拌脱稳后，用压滤机泵增压进 入固液分离机进行泥水固液分离，固相压成脱水泥饼，固液分离机可 用压滤机或带式压滤机或叠螺式脱水机的任一种。
5、 根据权利要求l.所述的用于油气田废钻井液随钻综合处理的 工艺方法，其特征是污水处理阶段是将固液分离机脱出的滤液一部 分用于稀释转换泥浆用水，剩余滤液进入污水处理系统，用加药计量 泵加入调节剂、混凝聚结剂、絮凝剂和氧化剂，先进行破稳、混凝、 气浮处理，出水经氧化及精细过滤流程处理得到净化水进净化水储罐 利用或排放；当COD难以达标时，经破稳、混凝、气浮处理，出水 再经铁炭微粒组成的微电解搅拌器处理，出水加入石灰乳进入压滤机 强制过滤，再经氧化及精细吸附过滤流程处理得到净化水进入净化水 储罐利用或排放；系统浮渣及沉降污泥自流或泵入脱稳罐循环处理。
6、 根据权利要求1所述的用于油气田废钻井液随钻综合处理的 工艺方法，其特征是净化水储存回用阶段是流程中的滤液水、污水 处理系统氧化水、过滤出水作为循环清洗用水利用，净化水储罐达标 净化水做为井场场地、设备清洁用水回用，剩余水达标排放。
7、 根据权利要求1所述的用于油气田废钻井液随钻综合处理的 工艺方法，其特征是固液分离后固相形成的泥饼，可直接焚烧或与 粘土或页岩粉按比例掺和用来烧砖利用，也可在脱稳灌中加入硅酸盐 搅拌后进入固液分离流程，处理后固相形成的泥饼干化后浸出液达 标，硅酸盐加入重量比例是水泥1 5%，水玻璃0.5 3%。
8、 根据权利要求1所述的用于油气田废钻井液随钻综合处理的 工艺方法，其特征是加入的药剂调节剂、混凝聚结剂、絮凝剂和氧 化剂分别是调节剂为酸碱或石灰溶液，以调节废液PH值5 9;混 凝聚结剂为聚合氯化铝、聚合硅酸铝铁、硫酸铝的任一种，加入量按 不同废液浓度在0.5% 10%;絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚 丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺的任一种，加入量按不同废液浓度在7ppm 15ppm;氧化剂为双氧水、次氯酸钙、二氧化氯、氯酸钠、高 锰酸钾的任一种，在酸性条件下，加入量0.5% 5%。
全文摘要
用于油气田废钻井液随钻综合治理的工艺方法，是油气田废钻井液的处理技术，遵循随钻处理，固液分离，分类综合治理，最大限度综合利用和实现节能减排的原则，废钻井液综合治理整体工艺分液屑分离、固液分离、污水处理、净化水储存回用四个阶段，按照一次净化清洗、旋流除砂、旋流除油、二次净化清洗、三次净化清洗、泥水脱稳固液分离、滤液加药破稳、气浮、微电解、强制过滤、氧化、精细吸附过滤流程处理，实现液屑清洗分离后净化岩屑利用，其中一部分泥水回用配浆；剩余泥水固液分离脱水污泥成饼利用；污水处理主要污染物指标达标，便于场地回用、液屑分离清洗用水回用或达标排放的随钻综合治理目标。
文档编号E21B21/00GK101363311SQ200810141519
公开日2009年2月11日 申请日期2008年10月7日 优先权日2008年10月7日
发明者茆明军, 郭学峰 申请人:郭学峰