塔里木油田水基廢泥漿無(wú)害化技術(shù)研究

1、塔里木油田水基廢泥漿無(wú)害化技術(shù)研究王平全1王書(shū)琪2何濤2劉宇程11.西南石油學(xué)院四川成都6105002.塔里木油田分公司泥漿技服公司新疆庫(kù)爾勒841000摘要針對(duì)塔里木油田水基廢泥漿采用常規(guī)固化方法固化處理后固化產(chǎn)物浸出液中污染物難以達(dá)標(biāo)特別是色度和COD超標(biāo)嚴(yán)重的實(shí)際情況創(chuàng)新性地提出先破膠處理后再進(jìn)行2.0gcm3固化的工藝通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)研究確定出了分別適合于塔里木油田高密度=1.5gcm3左右和低密度=1.2gcm3左右泥漿的破膠劑和

2、固化劑的配方中密度通過(guò)該工藝和配方對(duì)塔里木油田廢泥漿進(jìn)行處理固化產(chǎn)物的強(qiáng)度超過(guò)0.5Mpa以上固化物浸出液中污染物含量達(dá)到國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB89781996一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求整體技術(shù)在國(guó)內(nèi)尚屬首創(chuàng)技術(shù)水平達(dá)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平關(guān)鍵詞塔里木水基廢泥漿破膠固化處理在水基廢泥漿中危害環(huán)境的主要成分是有機(jī)物類(lèi)無(wú)機(jī)鹽類(lèi)某些重金屬離子如汞砷鉻鎘鉛等及一些配漿和加重材料中的雜質(zhì)對(duì)于水基廢泥漿的處理目前除回收利用一小部分外絕大部分采用直接排放和自然蒸發(fā)沉積干化

3、和就地掩埋等方法進(jìn)行簡(jiǎn)單處理尤其在我國(guó)陸上鉆井時(shí)常用泥漿大土池儲(chǔ)存水基廢泥漿及巖屑當(dāng)鉆完井后它們不加處理便直接排放或棄放在井場(chǎng)遇到雨季水基廢泥漿中的有害物質(zhì)隨雨水外溢流入農(nóng)田河流滲入地表對(duì)土壤地下水造成污染對(duì)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境造成惡劣甚至致命的破壞因此改變傳統(tǒng)的水基廢泥漿處理方法從環(huán)境保護(hù)角度出發(fā)研究并形成一套水基廢泥漿無(wú)害化處理的方法原理和處理工藝有著重要的現(xiàn)實(shí)意義固化處理是用于廢泥漿處理的最常用的方法但常用目前常用的固化方法對(duì)塔里木油田

4、的水基廢泥漿進(jìn)行處理固化產(chǎn)物浸泡液中污染物含量往往要超標(biāo)而采用無(wú)害化固化處理可以使水基廢泥漿變成一種不可逆轉(zhuǎn)的具有一定強(qiáng)度的常規(guī)固體材料該固化體遇水不溶解或溶解性極差其中水基廢泥漿中原有的污染物被膠結(jié)在固化體中而不滲透出來(lái)即使遇水后固化體里面的有毒物質(zhì)也不易浸出來(lái)或者浸出來(lái)的有害物質(zhì)也不會(huì)超標(biāo)可見(jiàn)對(duì)水基廢泥漿進(jìn)行無(wú)害化固化處理是一種安全環(huán)保型既有社會(huì)價(jià)值又有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的前沿性處理技術(shù)和重要發(fā)展方向經(jīng)無(wú)害化固化處理后的水基廢泥漿掩埋于地下不

5、會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染也不用等待長(zhǎng)時(shí)間的干涸還能保證水基廢泥漿的沉淀池在鉆井工作結(jié)束后即刻還耕塔里木油田公司工程技術(shù)服務(wù)部與西南石油學(xué)院合作就塔里木油田水基廢泥漿進(jìn)行了無(wú)害化固化處理做了深入研究采用了先破膠后固化的處理技術(shù)使水基廢泥漿固化后固化體既具有一定強(qiáng)度固化體浸出液又無(wú)毒無(wú)污染達(dá)到國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)形成了一套全新的水基廢泥漿固化處理技術(shù)無(wú)害化固化處理技術(shù)1破膠處理泥漿具有膠體體系的基本特征污染物在其中呈穩(wěn)定狀態(tài)其中的有機(jī)物具有較好的水溶性

6、若對(duì)其進(jìn)行直接固化處理有機(jī)物的分子形態(tài)未發(fā)生改變固化體經(jīng)水浸泡后其中的有機(jī)物會(huì)從固相向水相轉(zhuǎn)移污染水體特別是聚磺鹽水泥漿體系采用常規(guī)方法固化后經(jīng)水浸泡5分鐘左右水相即呈黃色浸泡24小時(shí)后水相呈棕紅色色度高達(dá)200倍以上同時(shí)有機(jī)物等污染物也嚴(yán)重超標(biāo)因此有必要加入化學(xué)藥劑降低有機(jī)物的水溶性使其固化后不容易從固相轉(zhuǎn)移到水相1.1破膠基本原理根據(jù)泥漿的形成機(jī)理粘土礦物因晶格取代使其表面帶負(fù)電荷在堿性條件下粘土2072.2固化配方的確定首先對(duì)高中

7、低密度廢泥漿體系濾液中主要污染物的含量進(jìn)行了分析分析結(jié)果見(jiàn)表1表1水基廢泥漿體系濾液組分分析結(jié)果mgL)GB89781996一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)Cl未作規(guī)定注國(guó)家污水綜合標(biāo)準(zhǔn)由表1的分析結(jié)果屬AsHg但色度極深高總Cr2.85mgL不難看出750倍含量高該水基廢泥漿體系濾液pH值高pH10不含有色金COD值9860mgL高Cl27600mgL含量Pb0.68mgL含量較高綜合指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)家污水綜合標(biāo)準(zhǔn)GB89781996一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求2.2.1

8、破膠劑加量確定由1.2分析可知破膠劑SWA對(duì)高密度水基廢泥漿體系具有較好的破膠效果破膠劑SWB對(duì)中低密度水基廢泥漿體系具有較好的破膠效果但應(yīng)進(jìn)一步考察其投加量加量太小則破膠不完全加量太大則增加處理成本而且出現(xiàn)效果變差的現(xiàn)象所以需通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)確定其適宜的最佳加量將破膠完全后的廢泥漿取一小部分放到濾紙上進(jìn)行觀(guān)察濾紙被浸濕部分顏色的深淺破膠劑濃度為40%對(duì)其投加量與破膠效果的關(guān)系進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究其結(jié)果見(jiàn)表2表3表4表2破膠劑SWA加量與高密度廢

9、泥漿破膠后浸出液顏色的關(guān)系單位ml100g表3破膠劑SWB加量與中密度廢泥漿破膠后浸出液顏色的關(guān)系單位ml100g表4破膠劑SWB加量與低密度廢泥漿破膠后浸出液顏色的關(guān)系單位ml100g由表2表3表4的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出對(duì)于高密度泥漿在破膠劑SWA加量達(dá)到11ml100g以上對(duì)于中密度泥漿在破膠劑SWB加量達(dá)到10ml100g以上對(duì)于低密度廢泥漿在破膠劑SWB加量達(dá)到9ml100g以上破膠后的水基廢泥漿體系其固化物浸出液顏色很淺幾乎無(wú)色表

10、明它已經(jīng)被破膠完全徹底加量再進(jìn)一步加大時(shí)對(duì)破膠不再起作用反而使廢泥漿體系反向膠體化這樣會(huì)使后續(xù)的固化處理中水泥的用量大大提高必將增加廢泥漿固化處理成本2.2.2固化實(shí)驗(yàn)方法固化實(shí)驗(yàn)方法是稱(chēng)取一定量的破膠的廢泥漿加入固化劑然后在攪拌器中攪拌均勻于測(cè)抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)模子中成型觀(guān)察固化產(chǎn)物的形態(tài)凝固程度并對(duì)固化7天后的廢泥209加量12345678910浸出液顏色深較深較深較淺較淺很淺很淺幾乎無(wú)色無(wú)色無(wú)色加量12345678910浸出液顏色深較

11、深較深較深較淺較淺很淺很淺幾乎無(wú)色無(wú)色加量13579111315浸出液顏色深較深較淺很淺幾乎無(wú)色無(wú)色無(wú)色無(wú)色密度(gcm3)項(xiàng)目pH色度(倍)COD(mgL)Cl(mgL)總Cr(mgL)PbmgL)AsmgL)Hg2.18分析值11120012300320003.760.75未檢出未檢出1.53分析值1085010520285002.850.68未檢出未檢出1.25分析值107509860276003.230.82未檢出未檢出國(guó)標(biāo)值6