
技术摘要:
本发明涉及一种页岩气油基钻屑的除油方法,将油基钻屑加入分散剂,在室温下进行搅拌,搅拌转速为150rpm~450rpm,搅拌时间为40‑90min,静置分层;将油水相和固相分离;油水相中加入硫酸溶液,将pH调至3‑4,搅拌后进行离心分离,离心转速为5000~12000rpm,时间为8~2 全部
背景技术:
油基钻屑是在油气田钻井过程中因采用油基钻井液,在钻井过程中,钻屑随钻井 液被带出油井,并与油基钻井液均匀混合,钻井液附着在岩屑表面,就形成了危害环境的黑 色黏稠状油基钻屑。是一种含有矿物油、烷烃以及其衍生物及多种重金属的复杂多相体系, 若长期堆放,随着降雨或降雪的浸润,会逐步将油基钻屑中的有害物质带入土壤或渗透到 地下水中,会污染周围土质和水资源,抑制动植物的生长、生存,更甚者会威胁到人类的健 康和耐以生存的环境。随着全球页岩气的非常规能源开发力度的不断加大,同时钻井产生 的钻屑量日渐增加,据统计我国每年产生的钻屑体积高达230000m3左右。到20世纪80年代 开始,全球环保意识不断加强,油气工业及其监管者开始了解并重视钻屑对生态环境及人 类健康潜在的影响。油基钻屑因其含有石油烃类、重金属和有机物等污染物,已被列入国家 危险废弃物(国家危险废物名录,HW08),如何对废弃油基钻屑进行处理,研究和开发其无害 化处理方法成为各专业人员的研究目的。 目前,处理油基钻屑的主要方法包括:萃取、焚烧、填埋、热解、固化、回注、生物处 理等。 萃取法是利用石油类物质在不同溶剂中溶解度不同,使石油类物质从钻屑表面转 移到有机溶剂中,并根据石油烃与有机溶剂沸点的不同,借助蒸馏的方法达到石油烃与溶 剂分离的目的,分离后的石油烃可以回用重新配置油基泥浆,而萃取剂也可以用于二次萃 取;但是萃取剂价格昂贵、处理过程中有一定的损失、成本较高,且存在安全隐患及二次污 染问题。 焚烧法是利用油基钻屑的有机成分较高、具有一定热值的特点处置油基钻屑,是 一种直接简单的固体废弃物处理方法;但是油基钻屑一般含有大量水分,须先做脱水预处 理使其达到燃烧要求,焚烧设备投资和操作费用较高,焚烧过程中会有复杂有毒气体产生, 且产生的飞灰、炉渣和烟气达标处理具有一定的难度。 填埋法是在陆地上选择合适的天然场所或人工改造的合适场所,用土层将油基钻 屑覆盖的方法;但是场地建设和钻屑运输费用较高、占地面积较大、且钻屑中的石油烃类和 化学药剂短时间内无法分解,对地下水造成污染等。 热解法是将油基钻屑在无氧条件下加热到一定温度使烃类及有机物解吸,与钻屑 分离,实现烃组分的回收利用,热解出的烃类可以冷凝成为回收油回用,不可凝气体可作为 燃气使用;但是该工艺一般在高温下进行,能耗及反应条件要求较高,操作比较复杂。 固化法是通过物理化学方法将油基钻屑固化或包容在惰性固化基材中的用一种 无害化处理过程;但是该方法对油基钻屑的含油量、含盐量等要求较高,含油量、含盐量过 高会大幅度降低固化强度。 3 CN 111608606 A 说 明 书 2/7 页 回注法是通过剪切、破碎与分选过程处理油基钻屑,将剩余物回注到地层中。但该 方法受管道与设备的影响较大,注入管道长时间承受高压与腐蚀作用,很容易受到损坏,一 旦注入管道破损,就会造成污染;另外该方法处理速度有限。 生物处理借助微生物将油基钻屑中的石油烃类和有机物降解,转化为无害的CO2、 H2O,同时增加土壤腐殖质含量。但该方法耗时较长,处理时需要严格控制pH、湿度、温度等 条件,对操作人员也有较高的技术要求。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种高效、使用条件方便的页岩气油基钻屑的 除油方法。 为达到上述目的,本发明提供如下技术方案: 1.一种页岩气油基钻屑的除油方法,所述除油方法具体步骤如下: 1)在容器1中将油基钻屑加入分散剂,在室温下进行搅拌,搅拌转速为150rpm~ 450rpm,搅拌时间为40-90min,静置分层;将油水相倒出置于容器2中;所述分散剂按质量份 数计由无机碱10~40份、有机碱0.01~2份、表面活性剂0.01~2份、消泡剂0.01~0.5份、六 偏磷酸钠5~30份组成; 2)容器2中加入硫酸溶液,将pH调至3-4,搅拌后进行离心分离,离心转速为5000~ 12000rpm,时间为8~20min,回收上层油相。 进一步,其特征在于,步骤1)中油基钻屑和分散剂的体积比为1:1~3,分散剂质量 分数为5-35%。 进一步,步骤1)中油基钻屑和分散剂的体积比为1:2,分散剂质量分数为10-20%。 进一步,所述除油方法的步骤1)还包括:余下固相置于的50~90℃热水,继续搅拌 40~90min,再次将油水相倒入容器2中,余下固相过滤、烘干。 进一步,热水用量和固相的体积比为1.5~3.0:1。 进一步,所述分散剂原料按质量份数计,由以下组分组成:无机碱15~35份、有机 碱0.05~2份、表面活性剂0.5~2份、消泡剂0.1~0.5份、六偏磷酸钠10~25份。 进一步,所述分散剂原料按质量份数计,由以下组分组成:无机碱30份、有机碱2 份、表面活性剂2份、消泡剂0.4份、六偏磷酸钠25份。 进一步,所述无机碱为碳酸钠、氢氧化钠中的任一种;所述有机碱为三乙胺、三乙 烯二胺、四甲基乙二胺中的任一种;表面活性剂为阳离子型表面活性剂和非离子型表面活 性剂混合物;所述消泡剂为磷酸三丁酯。 进一步,表面活性剂中阳离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂质量比为1:1 ~3。 进一步,表面活性剂中阳离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂质量比为1:1。 本发明的有益效果在于:提供了一种有效页岩气油基钻屑的除油方法,通过适用 于油基钻屑的分散剂组成及其及配比研究,可有效将油分从岩屑固相上分离开,且具有普 适性,不受油基钻屑的组成和性质影响;该方法工艺简便,所用设备简单、处理条件温和、药 剂用量少、能耗低、成本低、不存在安全隐患;除油彻底,脱油渣的残油率低于0.5%,达到国 家规定标准,可用于制备免烧砖、烧结砖、道路材料等,减少土地占用;油组分回收率高,返 4 CN 111608606 A 说 明 书 3/7 页 回油基钻井液,实现资源循环利用,减少环境污染。 附图说明 为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚,本发明提供如下附图进行 说明: 图1为本发明页岩气油基钻屑的除油方法流程图; 图2为对比例和实施例的经过三种不同的处理方式得到的最终油水相的效果。