本发明涉及一种稳定存放废弃钻井液的方法。
背景技术：
随着石油工业的快速发展，各种类型的井对钻井液的要求不同，钻井液的种类不断增加，添加剂日益增多，使得废弃钻井液中含有很多可再利用的活性组分；同时，由于其组成复杂，很多成分对人身和环境均造成一定危害。因此，如果不进行适当的处理和资源化再利用，势必要对生态环境造成影响，同时又会造成资源的极大浪费。
目前，废弃钻井液的处理方法主要有三种：1.在存储站暂存，满足要求(一般密度≥1.3g/cm3)的钻井液循环使用，有就近钻井的可以作为钻井液配上新浆重复利用；2.运至处理厂处理，固液分离后，上清液运至污水处理站进行处理，固体颗粒部分压成泥饼，储存后统一进行无害化处理；3.直接排放到有防渗层的地面池，固化处理。
很显然，第三种方法，虽然简单，但是会对生态环境造成污染，而且也会造成资源的极大浪费。第二种方法，处理成本较高。第一种方法，通过合理的保存和处理，便可以实现对于大部分废弃钻井液的资源化再利用。除了密度≥1.3g/cm3的钻井液循环打井使用外，对于密度较小的钻井液也研发了资源化调堵技术。然而目前稳定保存废弃钻井液的方法，只是定期搅拌，但夏季由于温度较高、细菌容易繁殖等原因，废弃钻井液容易变质，造成浪费，同时气味较大，对环境造成污染。因此，研究稳定存放废弃钻井液的方法对于废弃钻井液的资源化利用具有非常重要的意义。
技术实现要素：
本发明提供了一种稳定存放废弃钻井液的方法，其包含以下步骤：
(a)对废弃钻井液暂存池进行防渗透处理，在暂存池的底面设有防渗衬垫；
(b)在废弃钻井中加入季铵盐类杀菌剂；
(c)将分体式机械搅拌器，例如桨式搅拌器，设置于暂存池内进行搅拌，其搅拌桨为螺旋搅拌桨。
本发明的以废弃钻井液资源化再利用技术为应用背景，将搅拌器设计、搅拌参数设计与杀菌剂结合应用，针对废弃钻井液中的组成和特点，提供一种将废弃钻井液处理与再利用结合起来,降低处理成本,能够快速、有效，实现废弃钻井液稳定存放的方法。利用本发明的方法，经过6个月后，废弃钻井液析水率小于5％，细菌含量小于1000个/ml。
具体实施方式
本发明提供了一种稳定存放废弃钻井液的方法，其包含以下步骤：
(a)对废弃钻井液暂存池进行防渗透处理，在暂存池的底面设有防渗衬垫；
(b)在废弃钻井中加入季铵盐类杀菌剂；
(c)将分体式机械搅拌器，例如桨式搅拌器，设置于暂存池内进行搅拌，其搅拌桨为螺旋搅拌桨。
在一个优选的实施方案中，季铵盐类杀菌剂选自十二烷基二甲基苄基氯化铵，聚氮杂环季铵盐(fq-c)、聚季铵盐(ts-819)或双季铵盐(bqn-2)，或其任意两种的混合物。
在一个优选的实施方案中，杀菌剂浓度为50-500mg/l废弃钻井液。
在一个优选的实施方案中，螺旋搅拌桨包括桨毂和桨叶，其中桨叶在桨毂上沿螺旋线方向分布，螺旋叶片为螺旋面型，其外径为100-700mm，内径50-250mm，螺距200-900mm，板厚2-8mm，所述副齿轮的数量3-9个。
在一个优选的实施方案中，分体式机械搅拌器为桨式搅拌器；搅拌桨为螺旋搅拌桨。桨式搅拌器转速为300-500rad/min。
在一个优选的实施方案中，暂存池为长方形，搅拌器沿着长边方向每隔1.0-2.5米安置一个，叶片外缘圆周速度为5-25m/s，搅拌时间间隔为4-10d，每次搅拌时间为5-15h。
在一个优选的实施方案中，杀菌剂混合物中，混合物优选含双季铵盐(bqn-2)，例如十二烷基二甲基苄基氯化铵和双季铵盐(bqn-2)，聚季铵盐(ts-819)和双季铵盐(bqn-2)；其中双季铵盐(bqn-2)比例为45-75重量％。
在一个优选的实施方案中，衬垫选自塑料软膜、沥青、混凝土或经化学处理的土壤-膨润土掺和物。
本发明中，废弃钻井液暂存池的结构要求坚实、不渗透，衬垫可考虑选用塑料软膜、沥青、混凝土或经化学处理的土壤-膨润土掺和物等。根据地理环境和放置位置，暂存池可设计成长方形。为了保持废弃钻井液的稳定性，需要对废弃钻井液进行定期搅拌。根据废弃钻井液的基本性质，废弃钻井液暂存池采用分体式机械搅拌器，如桨式搅拌器，同时，搅拌桨叶设计成螺旋搅拌桨，采用仿船用螺旋桨结构，由桨毂和桨叶组成；桨叶剖面和桨毂轴线存在10度的倾角；螺旋搅拌桨叶在桨毂上沿螺旋线方向分布，螺旋线的轨迹趋势决定了流场向和轴向的流速分布，螺旋叶片为螺旋面型，外径为100-700mm，内径50-250mm，螺距200-900mm，板厚2-8mm，所述副齿轮的数量3-9个，副齿轮的数量对应于叶片的数量。桨式搅拌器转速为300-500rad/min。
该结构具有造型简单，推力大及轴流特征好等特点，能加快混合，使搅拌效率更高。
由于能否有效地实现废弃钻井液的稳定存放，暂存池的搅拌条件至关重要。其中，搅拌功率理论上可分为搅拌器功率和搅拌作业功率两个方面，然而在实践中一般只考虑或主要考虑搅拌器功率。搅拌器功率p，可按下式计算：
p＝kd5n3ρ
式中：d和n分别为搅拌器的直径和转速，ρ：混合体系的密度，k为功率准数。因此，影响搅拌功率的主要因素有：①搅拌器的结构和运行参数，如搅拌器的型式、桨叶直径和宽度、桨叶的倾角、桨叶数量、搅拌器的转速等。②搅拌介质的物性，如各介质的密度、介质黏度、固体颗粒大小。采用fluent软件中的动参考系模型对螺旋搅拌器流场进行了模拟计算。首先设定螺旋搅拌桨周围流体的转动速度，然后确定搅拌桨与池内流体同步转动，带入边界条件和废弃钻井液的性质参数，对螺旋搅拌桨流场进行计算模拟。研究得出，螺旋搅拌器每隔1.0-2.5米安置一个，叶片外缘圆周速度为5-25m/s，搅拌时间间隔为4-10d，每次搅拌时间为5-15h。本发明中废弃钻井液的密度小于1.3g/cm3，固体粒径d90小于等于75微米。
由于井下温度较高，同时钻井时常加入黄原胶、淀粉等增稠剂，经过高温循环返回暂存池时就会滋生大量的细菌(主要为腐生菌、硫酸盐还原菌和铁细菌)。从而使得废弃钻井液变质、变臭，造成作业环境的恶化；同时也使得废弃钻井液在应用时极易引起金属腐蚀、地层堵塞、化学剂变质等一系列问题，给油田生产运行造成巨大的经济损失。因此，一般都需要对废弃钻井液中的细菌种类及含量进行测定，并有针对性地投加杀菌剂进行预处理。本发明的腐生菌含量主要采用平板培养菌落计数法进行测定，硫酸盐还原菌和铁细菌主要根据中华人民共和国石油天然气行业标准sy/t0532-2012，采用油田注入水细菌分析方法-绝迹稀释法来进行测定。杀菌剂采用季铵盐类杀菌剂十二烷基二甲基苄基氯化铵，聚氮杂环季铵盐(fq-c)、聚季铵盐(ts-819)，双季铵盐(bqn-2)，使用时可用单剂或复配。杀菌剂的浓度为50-500mg/l废弃钻井液。
在本发明中，若无相反说明，则操作在常温、常压条件进行。
在本发明中，除非另外说明，否则所有比例、份数、百分数均以质量计。
在本发明中，所用物质均为已知物质，可以购得或通过已知的方法合成。
在本发明中，所用装置或设备均为所述领域已知的常规装置或设备，均可购得。
实施例
实施例1
废弃钻井液暂存池设计成长方形，衬垫选用塑料软膜，搅拌采用桨式搅拌器，搅拌桨叶采用螺旋搅拌桨，仿船用螺旋桨结构，螺旋叶片为螺旋面型，外径为300mm，内径70mm，螺距230mm，板厚2.8mm，副齿轮4个。螺旋搅拌器每隔1.0米安置一个，叶片外缘圆周速度为6m/s，搅拌时间间隔为5d，每次搅拌时间为6h。杀菌剂采用十二烷基二甲基苄基氯化铵，杀菌剂的浓度为100mg/l。6个月后，废弃钻井液析水率4.2％，细菌含量800个/ml。
实施例2
废弃钻井液暂存池设计成长方形，衬垫选用混凝土，搅拌采用桨式搅拌器，搅拌桨叶采用螺旋搅拌桨，仿船用螺旋桨结构，螺旋叶片为螺旋面型，外径为410mm，内径100mm，螺距420mm，板厚3.5mm，副齿轮5个。螺旋搅拌器每隔2.1米安置一个，叶片外缘圆周速度为8m/s，搅拌时间间隔为8d，每次搅拌时间为12h。杀菌剂采用十二烷基二甲基苄基氯化铵和双季铵盐(bqn-2)复配(重量比1：1)，杀菌剂的浓度为80mg/l。6个月后，废弃钻井液析水率4.5％，细菌含量600个/ml。
实施例3
废弃钻井液暂存池设计成长方形，衬垫选用塑料软膜，搅拌采用桨式搅拌器，搅拌桨叶采用螺旋搅拌桨，仿船用螺旋桨结构，螺旋叶片为螺旋面型，外径为600mm，内径200mm，螺距650mm，板厚5mm，副齿轮6个。螺旋搅拌器每隔1.5米安置一个，叶片外缘圆周速度为12m/s，搅拌时间间隔为6d，每次搅拌时间为8h。杀菌剂采用聚季铵盐(ts-819)和双季铵盐(bqn-2)复配(重量比1：2)，杀菌剂的浓度为90mg/l。6个月后，废弃钻井液析水率3.9％，细菌含量900个/ml。