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含油钻屑热解析处理技术研究

返回列表 来源:未知 发布日期:2019-09-20 13:57【
1 前言

随着页岩气的大规模开发,油基钻井液被越来越广 泛的应用,但是在使用油基钻井液的过程中会产生大量固体废弃物,若大规模任意排放,会产生带有毒素的芳 香烃,所含芳香烃的量越多,毒性越大。其含有油类、盐 类、有机硫化物和有机磷化物等污染物,它 们在很长时间内都难以分解,对环境影响严重,产生极大的危害,目前大量含油钻屑达不到无害化处理,进行填埋,环境危害巨大。

2 概述

2.1 现状分析
油基钻井液废物处理技术薄弱,配 套 技 术 匮 乏,目前国际上对含油钻屑的处理一般采用集中处理,有热分 离技术、脱油净化深埋、生物降解、焚烧法和回注地层等 方法进行处理,其中 热 处 理(蒸 馏)法,可将含油钻屑中 岩屑、油和水分离回收,处理后的钻屑含油量大大减少可直接排放,但是其投资成本较大,处理成本很高。
国内处理案例较少,一 般采用填埋、焚烧、微波、电磁、热洗或回注地层的方法,这几种处理方法还存在 难度大、处理费用高、处理不均匀等缺点,同时留下了潜 在的污染隐患,还浪费了大量的基础油等资源,并 不 适 用于规模化推广应用,因此寻找一种经济有效的含油钻 屑处理与资源化再利用技术对保护环境、节约资源及企 业的可持续发展都有重要意义。

2.2 热解析处理技术
2.2.1 热解析技术概述 热解析处理技术是新兴的油基钻屑处理技术。该 技术是将含油钻屑加入到热解析分离器中,在分离器中 含油钻屑高速旋转翻滚,使含油钻屑迅速升温,直 至 温 度达到大部分液体(油和水)的蒸发点,保持这一温度直至所有的污染物都蒸发,使油水蒸发并进行冷凝分离收 集,剩余的钻屑含油量大大减少可直接排放。
2.2.2 处理流程 如图1所示,该流程主要是对振动筛出来的含油钻 屑进入预处理罐中,在热解析分离系统中,使 油 水 蒸 发 并进入一级冷凝和二级冷凝罐,乳化液进入回收罐,固 相通过螺旋输料螺旋外输,使固相含油量小于1.0%, 达到废物排放控制指标。

3 检测分析

3.1 含油钻屑组分分析
室内通过上海昌吉SYD-8929A原油水含量试验器对1井、2 井和3井的含油钻屑,进 行 含 油 测 定,用四氯化碳萃取 水中的油类物质,测定总萃取物,然后将萃取液用硅酸镁 吸附,去除动、植物油等极性物质后,测定石油类。可以得出,使用油基钻井液钻井过程中排放 的含油钻屑中,钻屑含油量最 高 为23.3%,含 水 最 高 为 24.5%,固相含 量 最 高 为74.0%。该区域含油钻屑主 要由合成剂、水、岩屑及少量添加剂组成,依据室内检测 和现场测试情况,钻屑含 油 约 为17.7%~23.3%,含 水 约为 8.3% ~24.5%,固相岩屑及其它约为 55% ~74%。

3.2 合成基沸程测
室内通过全自动沸程测定仪 (温 度 范 围:0~400 ℃),对现场配置油基钻屑用合成基进行蒸馏测定,其不 同批次测定结果。

4 技术运用

4.1 处理流程
钻屑经过筛除杂物及大颗粒后,将钻屑泵至预处理 罐中。为了增加高固相含油钻屑具有一定的流动性,在 预处理罐进行初步预热,并搅拌均匀后由进料泵进入热 解析分离器内,在分 离 器 里 完 成 油、水和岩屑的分离过 程,液相吸热挥发的油和水形成油气进入到一级冷凝和 二级冷凝分离器,回收后的液相继续配制油基钻井液; 固相钻屑通过分离器下部的出料口进入到螺旋输送器, 输送至安全地点进行统一处理。

4.2 现场生产
现场生产过程中,处 理 时 间 在6~12min之 间,处 理温度原则上低 于315 ℃,处 理 量 为1.0~1.5t/h,在 该参数下,设备运行 生 产,检测处理后钻屑含油量均低 于1.0%,满足相关标准要求。对现场生产过程中, 部分时间段的参数及处理后结果如表4所示。 通过现场实验确定了油基钻屑处理参数,确定处理 温度为300~330 ℃,处 理 时 间 为10min左 右,最 佳 处 理量为1.3t/h,在此参数下处理后钻屑含油量及回收 油固含量均满足设计要求。

4.3 处理后结果检测
确定处理温度为300 ~330 ℃,处理时 间 为10~12 min,最 佳 处 理 量 为1.3 t/h,最大处理量可 达1.5t/h,处理后钻屑含油量最低 可达0.14%,该技术具有处理彻底、无 二 次 污 染、处 理 周期短、效 率 高 的 特 点。处理后的固相含油量均小于 1.0%,满足填埋指标要求,回收的基础液性能满足再次 配制油基钻井液要求。室内对回 收 液 体,加 入 适 量 水、乳 化 剂、有 机 膨 润 土、提粘剂及合成基等药剂,重新配制油基钻井液,搅拌 后测性能指标室内对回 收 液 体,加 入 适 量 水、乳 化 剂、有 机 膨 润 土、提粘剂及合成基等药剂,重新配制油基钻井液,搅拌 后测性能指标.

5 结论

针对威远页岩气示范区含油钻屑难处理处理等问 题,开展了含油钻屑热解析处理技术现场试验,形成了含油钻屑热解析处理工艺技术。确定处理温度为300 ~330 ℃,处理时 间 为10~12 min,最 佳 处 理 量 为1.3 t/h,最大处理量可 达1.5t/h,处理后钻屑含油量最低 可达0.14%,该技术具有处理彻底、无 二 次 污 染、处 理 周期短、效 率 高 的 特 点。处理后的固相含油量均小于 1.0%,满足填埋指标要求,回收的基础液性能满足再次 配制油基钻井液要求。