10 固化 重庆地区废弃钻井液固化处理技术_张永丽

第25卷第1期 钻 井 液 与 完 井 液 Vol.25No.12008年1月 DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUID Janu.2008

文章编号:1001-5620(2008)01-0061-02

重庆地区废弃钻井液固化处理技术

张永丽1 李莉1 刘慧1 张举2 阎宁3

(1.四川大学建筑与环境学院,四川成都;2.中国石油西南油气田公司重庆气矿,重庆;

3.四川量能达工程技术发展有限公司,四川成都)

摘要 针对重庆地区废弃钻井液的性质,通过对水泥、粉煤灰和石膏等为主的不同固化配方的研究,获得了适用于重庆地区废弃钻井液固化处理的最佳配方。该配方能有效降低COD值、浊度和色度,只要根据原钻井液的性质进行微调,便能得到较好的固化坯体。该配方操作工艺简单,处理费用低,可以从根本上解决钻井液污染治理问题,适用于含油量小的钻井液的处理,其浸出液达到了国家污水综合排放一级标准。

关键词 废弃钻井液 固化处理 处理方法 环境保护中图分类号:TE923TE91.05

文献标识码:A

固化处理技术是一种比较可靠的治理废弃钻井液污染的好方法,对于治理难度最大的COD值、pH值和总铬污染最为有效。由于各地区的地层结构、地质成分和钻井液性质各不相同,因此需要进行有针对性的实验研究才能得出特定区域的最佳配方。针对重庆地区废弃钻井液的性质,对其固化配方进行了优化,得到的固化配方处理效果较好,固化物毒性达到了国家污水综合排放标准,适用于重庆及周边地区废弃钻井液的处理。

2)浸出液制备方法。称取70g干基泥样,置于1000mL烧杯中,加入700mL蒸馏水搅拌,调节搅拌器频率为(1250?50)r/min,在室温(15?2)e下搅拌3h,静置2h后,取澄清液用于各项性能的测定。

3)按照5水和废水监测分析方法6第4版实验测定浸出液各项指标[1]。

表1 钻井液样品浸出液性质

项目pH值COD/(mg/L)色度/倍SS/(mg/L)石油类/(mg/L)挥发酚/(mg/L)氯化物/(mg/L)Cr6+/(mg/L)

性质8.30325.12500.00141.0091.00低于检测线28.600.92

GB8978)1996Ñ级

6.0~9.0100.050.070.010.00.5国家未具体要求

0.5

1 废弃钻井液性质分析

实验采用重庆气矿天东某井的废弃钻井液,其基本性质如下:密度为1.67g/cm,容重为16.38kN/m3,含水率为28.76%,外观为棕黑色黏稠物,浸出液性质见表1。由表1可以看出,根据GB8978)1996I级污水综合排放标准,该废弃钻井液的指标除氯化物、挥发酚和pH值,其它指标均不同程度超标。

3

2 废弃钻井液固化实验

2.1 实验及分析方法

1)固化方法。称取300g搅拌均匀的钻井液,加入一定量的固化剂,充分搅拌均匀,在模中成型,养护5~7d得固化坯体。

2.2 实验器材

VGPQExcell等离子体质谱仪,UV-2100紫外可见光光度计,GC-AED色谱)原子反射联用仪,

SY-211离子色谱仪,HACH-2100P型浊度仪,HANGPING-JA12002型电子天平,JJ-1大功率电

第一作者简介:张永丽,副教授,在四川大学建筑与环境学院攻读博士学位。地址:四川省成都市四川大学建筑与环境学

院;邮政编码610065;电话(028)85405613。

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钻 井 液 与 完 井 液 2008年1月

动搅拌器,常规化学分析设备。2.3 固化剂配方

实验采用的固化添加剂有絮凝剂A、无机固化

[2,3]

剂B、石膏、水泥和粉煤灰,其配方见表2。

表2 固化剂配方

配方1#2

#

样品。将部分样品放在室外(10?2)e,部分样品放在室内(15?2)e,部分样品放入烘箱(30?2e和40?2e),分别养护5d后,考察样品的固化效果。固化温度的选择分别为南方地区冬季、春秋季

和夏季,研究不同季节温度对固化效果的影响。测定结果见表4和图1。

%

温度

222224

pH值浊度/NTU色度/倍

表4 固化温度对固化效果的影响

(10?2)e(15?2)e(30?2)e(40?2)e8.3021.015.00

8.2115.610.00

8.1717.110.00

8.1820.210.00

水泥%20.015.010.07.57.57.5

粉煤灰%3.336.6710.007.507.507.50

石膏%1.673.335.005.003.403.40

絮凝剂A无机固化剂B

%6.66.66.66.67.76.6

3#4#5#6#

2.4 浸出液分析

将废弃钻井液与不同配方固化剂充分混合均匀,注入实验模具中压实成型,在(10?2)e下养护5~7d,取出脱模的固体进行浸出液实验,结果见表3。

表3 不同配方固化剂对废弃钻井液的固化处理效果配方12

##

图1 COD值随温度的变化

从表4和图1可知,随温度的升高,pH值、浊度和色度变化不大,而COD值随温度呈抛物线趋势变化,在19e左右时存在最小值。因此,废弃钻井液的固化施工应选择春秋季节。3.2 含水率和色度

把钻井液调节成不同的含水率,再按5配方固化搅拌并养护2个月(高含水率的钻井液固化后需要较长时间才能稳定)后进行浸毒实验,其结果见图2和图3。

#

CODmg/L205.64164.0072.0094.6081.8154.54

pH8.78.37.18.18.37.5

浊度NTU26.6715.0925.6424.7121.0023.62

色度倍201010102020

3#4

#

5#6#

以COD为主线分析,从经济的角度得出:5#配方为最佳配方。对5#配方进一步检测得到:SS为58.00mg/L,石油类为4.00mg/L,氯化物为18.60mg/L,Cr6+为0.05mg/L。5#配方能有效降低COD值、浊度和色度,使其低于GB8978)1996I级标准,同时外加剂加量少,较为经济。

图2 COD值随含水率的变化

3 影响固化效果的因素

3.1 温度

#

由图2看出,COD值随含水率增大而增大,含

水率为40%~60%时COD值增加较慢,当含水率大于60%后,曲线出现突变而剧增。

(

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钻 井 液 与 完 井 液

参考文献

2008年1月

料确定模型中的参数,可以得到较准确的地应力数据。

21若条件允许,应该做动、静弹性参数的同步测试,建立本地区的动、静态参数转换关系,这样可以进一步提高地应力的计算精度。

31在建立地层坍塌压力计算模型时,要严格遵循岩石的破坏准则,不能直接把周向应力默认为最大主应力。因为井旁分布的3个主应力的相对大小与地下应力状态密切相关,在有些情况下,最大主应力不是周向应力,而是垂向应力。

41从力学原理出发,结合安棚油田实际地质特征及测井资料,提出和实现了安棚油田地应力及安全钻井液密度范围的测井确定方法,其应用效果表明,该方法具有较高的计算精度,可为钻井工作提供科学依据。井壁岩石的破坏,不只是由地应力因素引起的,还与地层的岩性和钻井液体系有关,因此安全钻井还需要配备优质的钻井液体系。

(上接第62页)

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训教材.北京:石油工业出版社,2003:45-46

(收稿日期2007-08-06;HGF=081A11;编辑 张炳芹)

合酸碱环境对固化的影响,在施工中应控制石灰等碱性添加剂的投量,以有效降低COD值。

4 结论

11以水泥、粉煤灰、石膏为主凝剂的固化配方,固化坯体稳定性好,有害成分(COD、SS、石油类、6+

Cr等)浸出量大幅度降低,满足无害化要求。

21该配方只要根据原钻井液的性质进行微调,便能得到较好的固化坯体。该操作工艺简单,处理费用低,可以从根本上解决钻井液污染治理问题,适用于含油量小的钻井液的处理,特别适用于处理重庆等西南气矿井的废弃钻井液。

参考文献

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(06H=编辑 图3 色度随含水率的变化

由图3可以看出,色度随含水率增大呈指数型曲线变化,当含水率大于60%后,曲线斜率明显成倍增加。而一般钻井废弃钻井液的含水率都大于60%,所以建议在施工中应先将钻井液进行浓缩脱水,这样固化效果会更好。3.3 酸碱环境对固化的影响

在废弃钻井液中加入5配方固化剂,同时加入不同量的20%硫酸或氧化钙调节pH值,进行搅拌固化处理后,得到一批样品。由于反应不定性,不能很好地控制固化过程中的pH值,但从其浸出液的pH值及整个反应趋势来看,当pH值在6.5~8.5之间时能取得较好的固化效果。理论上粉煤灰、水泥在碱性调节下活性更大,但当pH值大于9以后,固化效果并不理想,其COD值偏高。而一般施工中

#

DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUID Janu.200890

TheApplicationofMudLossControlunderPressureswithGelledLCMinPuguangArea.DFCF,2008,25

(1):53-56

AuthorsLIXu-dong,GUOJian-hua,WANGY-ijian,LIUGuang-cheng,SUNShan-gang

AbstractInPuguangarea,mudlossesoccurredinlongopenholes,inwhichthepositionofmudlosszonesandthesizesofthefracturesoftheformationweredifficulttodetermine.Smallfractureswillopenorbe-camelargerunderpressureswhichwerealwayshigh.Thestrengthofthebasalrockswasrelativelylow.Failureinmudlosscontrolinthisformationwasfrequentlyencounteredinthepast.Tosolvetheproblem,agelledlostcirculationmaterial(LCM),inwhichagelpolymerwasadded,http://wendang.chazidian.comboratoryexperimentsweredoneontheperformanceoftheLCMmudusingsandbeds(sandsizesbetween5-20mm)orsimulatedlosszone(madewithgravelsizedin10-30mm).Underapressureof9MPa,goodresultswereobtainedusingthenewLCM.ThisLCMwassuccessfullyusedinfourwellsinPuguangarea.

KeywordsSafeweighwindowofdrillingfluids;Lostcirculationmaterials(LCM);Controlmudlossesun-derpressures;Controlmudlossesusingbridgingagents;Controlmudlossesusinggelmaterials;Puguangarea

Firstauthor.saddressDrillingEngineeringResearchCenter,ZhoongyuanPetroleumExplorationBureau,Puyang,Henan457001,China

WasteMudTreatmentinLiaoheOilfield.DFCF,2008,25(1):57-60

AuthorsMENGMiao,YANGuang-xu,GUOShao-hui

AbstractWastemudsinLiaoheoilfieldweremixturesofwaterandoilbasemuds.Basedontheknowledgeabouttheconstituentsofthewastemuds,ade-emulsifierandaflocculantwereselectedandtheoptimumreactionconditionsdetermined:add18mg/Llowmolecularweightcationicpolymerat60etode-emulsifythemudsample,morethan60%ofoilwasreclaimed.Thoroughlymixtheliquidandsolidsofthemudfromwhichoilhadbeenremoved,andadd20mg/LCiba351and1500mg/Laluminumsulphatetotreatthemud.Itwasshownthattheoils,siltandwaterinwastemudcanbeeffectivelyandefficientlysepara-ted,andthesolidsaftertreatmentcansatisfytherequirementbynationalregulations.

KeywordsWastemuds;Flocculatingtreatment;Coagulants;Preventformationdamage;Environmentprotection

Firstauthor.saddressEnvironmentResearchandDevelopmentCenterofChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China

StudiesontheSolidificationofWasteMudsininChongqingArea.DFCF,2008,25(1):61-62

AuthorsZHANGYong-li,LILi,LIUHui,ZHANGJu,YANNing

AbstractBasedonthepropertiesofthewastemudsinChongqingarea,anoptimizedformulationofawastemudssolidifierwasdevelopedthroughlaboratorystudiesonthedifferentformulationsconsistingcement,flyashandgypsum.ThisformulationcanreducetheCODvalue,turbidityandcolourityofwastemuds,withthequalityoftheleachateofthewastemudssatisfyingtherequirementsimposedbynationalregula-tion.Thissolidifierwassuitableforuseinthetreatmentoflowoilcontentdrillingfluids.

KeywordsWastemuds;Solidificationtreatment;Environmentprotection

Firstauthor.saddressCollegeofArchitectureandEnvironment,SichuanUniversity,Chengdu,Sichuan610065,China

DeterminationofFormationStressandSafeMudDensitiesinAnpengOilfieldthroughElectricLogging.DF-