刘俊 张俊
(中国石化石油工程西南有限公司油田工程服务分公司,四川绵阳621000)
摘要:采用固化法对大牛地气田钻井废弃泥浆进行了无害化处理研究。试验表明,主凝剂、复合助凝剂、吸附剂、调节 剂最佳比例为4%、1·7%、3·5%、1%,固化物浸出液指标达到GB8978-96《污水综合排放标准》一级标准要求,固化反 应效果的影响因素为固化剂比例、反应时间和温度。
关键词:大牛地;钻井废弃泥浆;最佳比例;浸出液;影响因素
0 引言
大牛地气田目前正在进行大规模产能建设。该 气田钻进深度一般在2 000~3 000 m,根据气井勘探 资料,大牛地气田单井钻井岩屑量约125 m3,随钻井 泥浆存放于泥浆池中。由于完井阶段的射孔、测试、 压裂作业返排液也进入泥浆池存放,因此,泥浆池中 的废弃物实际上还包括这几种作业的废弃物在内。 根据经验,单井完井以后废弃物的总排放量约为 1 000 m3左右。
由于钻进深度和地质条件的不同,所选用泥浆体 系及泥浆材料会有所差别。因此,钻井废弃物中的污 染物质也会有所不同。大牛地气田属于中深井,因 此,基本上采用的是聚合物水基钻井泥浆体系,主要 成分有土粉、NaCO3、KOH、K-PAM(聚丙烯酸钾—一 开用)、K-HPAN(水解聚丙烯晴钾盐—二开用)、NH4- HPAN(水解聚丙烯晴铵盐—三开用)、LV-CMC、无荧 光防塌剂、润滑剂(NPL-2)、复合堵漏剂(备用)、加重 材料等。此外,在射孔、压裂时还会用到KCS-18(黏 土稳定剂)、HV-CMC(增黏剂)、ZBL-98缓蚀剂、DW- 杀菌剂、HPG、KCl、HCHO、DL-10、YFP-1、BCL-61(交联 液)、破胶剂、过硫酸铵(APS)、胶囊破胶剂(NBA- 101)、支撑剂等。
按照水和废水监测分析方法,测得部分钻井废液有毒、有害成分见表1。
由表1可见,大牛地气田钻井废弃液的污染负荷 相当高,尤其是钻井废水的COD高出国家标准上百 倍,石油类也高出国家标准10倍以上。因此,必须对 其进行无害化处理。
1 试验
1·1 试验方法
伴随着钻井技术的发展,对钻井废弃物的处理先 后出现了直接排放、坑内密封、土地耕作(生物降解)、干化、压裂注入、填埋冷冻、MTC(泥浆转化为固井水泥浆)、焚烧、固化等技术和方法。综合比较来看,目前在国内固化法是技术成熟、工艺合理、操作简单、费用经济、实用性最强的钻井废弃物无害化处理技术, 处理后的固化物浸出液各项指标均能达到或优于国家标准GB8978-1996《污水综合排放标准》的要求。因此,本文也采用固化法对大牛地气田钻井废弃物进行试验研究。
试验和实践均表明,固化剂为单一组分时,固化效果不明显,很难缩短废弃物凝结时间,而多种药剂复配使用,互为补充,协同作用,使固化时间、固化效果等均能得到改善和提高。
1·2 固化试验
通过对固化剂种类的初选,初步确定A———主凝 剂、B———复合促凝剂、C———吸附剂、D———调节剂4 类药剂作为固化剂的基本材料,将A、B、C、D四种药 剂按不同比例加入盛装同一井次废弃泥浆样品(泥浆 取样按照HJ/T20-1998《工业固体废物采样制样技术规范》进行)的塑料浆杯中搅拌、反应、候凝待测。固化物强度采用针入度计进行测试,并以针进入固化物的深度(mm)表示。