本发明涉及一种处理药剂，具体涉及一种石油钻井废弃泥浆无害化清洗处理药剂及其使用方法，特别针对于聚磺体系泥浆具有明显的无害化处理效果，属于环保领域。
背景技术
废弃钻井泥浆是钻井过程中钻井液携带钻屑从固控系统排放的废弃物，主要包括配置钻井液所需的液相(水、油及合成基液)、维持钻井液比重的固相(膨润土、加重材料及其他有机分散相)、改善钻井液性能的各种化学物质(可溶性盐、碱、无极聚合物等无机物，以及纤维素类、腐殖酸类、树脂类、丙烯酸类、淀粉类、木质素类等有机物)和表面活性剂。具有高ph、高cod、高稳定性、高含盐量、可生化性差等特点，直接排放对生态环境危害较大。
对废弃钻井泥浆无害化处理的方式目前包括固化、化学处理两种方式，固化处理在实现废弃泥浆无害化处理的同时，对聚合物体系泥浆会引起固相增量超过10％甚至50％以上；对于聚磺体系的泥浆，固化药剂投加量会更高且难于达标，导致最终固相量骤增，对后续利用和转运造成较大的压力。固化方法在实际应用中越来越少。化学处理包括化学清洗和化学氧化，通过化学清洗过程废弃钻井泥浆中的一部分有机物被清洗出来融入滤液中，后续通过水处理进一步处理，另一部分有机物通过化学药剂进行氧化处理降解为co2和h2o，从废弃泥浆体系中排出。目前应用的化学清洗处理剂基本不能实现达标要求，特别是针对于深井地区的聚磺体系三开及后续阶段的废弃泥浆处理效果更不理想。因此研发一种废弃钻井泥浆无害化处理清洗处理剂，即可对聚合物体系的泥浆实现无害化处理，还可实现对聚磺体系三开及后续阶段的废弃泥浆进行无害化清洗处理。该药剂的研发对废弃钻井泥浆的无害化清洗处理的推广应用具有重要的现实意义。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有的废弃泥浆清洗处理工艺的不足，提供一种既适用于聚合物体系泥浆清洗处理，也适用于聚磺体系泥浆清洗处理的清洗处理剂。本发明的另一目的在于提供一种石油钻井废弃泥浆无害化清洗处理方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种石油钻井废弃泥浆无害化清洗处理剂，按质量百分比计，其由以下组分组成：
絮凝剂：15％-65％
水泥：15％～50％
石灰：20％～45％
所述絮凝剂为聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、硫酸铝中的至少两种药剂的混合物，其中，各组分的质量百分比总计100％。
优选的是，根据废弃钻井泥浆体系确定絮凝剂成分和比例，当废弃钻井泥浆为聚合物体系，絮凝剂为聚合硫酸铝：5％～10％、聚合氯化铝：5％～25％、聚合硫酸铁：10％～20％、硫酸铝：13％～15％的混合物；当废弃钻井泥浆为聚磺体系，絮凝剂为聚合硫酸铝：0％～10％、聚合氯化铝：0％～25％、聚合硫酸铁：0％～20％、硫酸铝：0％～15％中的至少两种药剂的混合物。
本发明还提供一种石油钻井废弃泥浆无害化清洗处理方法，按照所需处理的废弃钻井泥浆的质量百分比，加入清洗处理剂1％～25％，同时，投加所需处理的石油钻井废弃泥浆质量百分比50％～100％的清洗水，充分反应后，进行固液分离。
优选的是，对清洗处理固液分离后的不满足达标排放要求的固相进行重复清洗。
本发明的有益效果在于，本发明的清洗处理剂在废弃钻井泥浆处理中应用后可以保证聚合物体系泥浆和聚磺体系泥浆固相均满足达标排放的要求。固化后的废弃泥浆可用于填埋、铺路、井场基础建设等。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明。但本发明并不仅限于下述实施例。若无特别说明，本发明中所采用的各原料均可通过市场购买获得。
本发明的废弃钻井泥浆清洗处理剂，按质量百分比计，其由以下组分组成：絮凝剂：15％-65％、水泥：15％～50％、石灰：20％～45％；所述絮凝剂为聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、硫酸铝中的至少两种药剂的混合物，其中，各组分的质量百分比总计100％。
将本发明如上所述的清洗处理剂用于处理废弃钻井泥浆，按照废弃钻井泥浆的质量百分比，清洗处理剂的投加量为1％～25％。投加清洗处理剂同时，需要投加所需处理的废弃钻井泥浆质量百分比50％～100％的清洗水。所使用的清洗水可为清水、生产回用水、过程回用水等多种水体。然后通过充分搅拌反应20～60min，待充分反应后通过固液分离设备(压滤机、离心机等)进行固液分离。
聚合物体系的废弃钻井泥浆经过一次清洗即可满足固相的达标排放。而深井地区聚磺体系泥浆则需要通过1～2次的重复清洗处理剂清洗，清洗后的固相可满足当地的排放标准。
实施例1
应用场地：新疆牙哈区块某井位；
泥浆来源：钻井固控设备振动筛、除泥除砂器及离心机产生的废弃泥浆1000m3，泥浆比重1.5t/m3；
泥浆性质：钻井泥浆为聚磺体系，主要包含膨润土、磺化酚醛树脂、有机高分子物质等，另外含有少量油类，泥浆干化后浸出液检测指标为ph9.3，cod为1260mg/l。
清洗处理剂配制：该地区的废弃泥浆清洗处理剂采用聚合氯化铝10％、聚合硫酸铁18％、硫酸铝5％、水泥49％、石灰18％混合均匀，得到清洗处理剂待用。
处理过程：钻井废弃泥浆经过提升后进入反应箱中，处理的泥浆质量为1500t，按照质量比21％添加清洗处理剂，清洗处理剂加入量为441t，清洗过程加入处理泥浆量0.75倍的清洗水(1125m3)，充分反应40min后，通过高压泵提升至板框压滤机中进行固液分离，固相称为泥饼，液相回用作为清洗水或排放。
固相分析：对泥饼进行烘干并制备浸出液，并对浸出液进行ph、cod及重金属检测。
结果分析：废弃钻井泥浆处理前含水率68％，经过加药清洗并固液分离后固相含水率为36％，得到达标固相质量约为1242吨。经检测，浸出液的ph为11.23，cod为120.3mg/l，满足新疆维吾尔自治区地方标准《油气田钻井固体废物综合利用污染控制要求》(db65/t3997-2017)相关排放标准。
实施例2
应用场地：新疆迪那区块某井位；
泥浆来源：钻井固控设备振动筛、除泥除砂器及离心机产生的废弃泥浆100m3，泥浆比重1.4t/m3；
泥浆性质：钻井泥浆为钻井后期聚磺体系，主要包含膨润土、磺化沥青、磺化酚醛树脂、有机高分子物质等，另外含有少量油类，泥浆干化后浸出液检测指标为ph9.1，cod为2480mg/l。
清洗处理剂配制：该地区的废弃泥浆清洗处理剂采用聚合硫酸铝6％、聚合氯化铝24％、硫酸铝6％、水泥19％、石灰45％混合均匀，得到清洗处理剂待用。
处理过程：钻井废弃泥浆经过提升后进入反应箱中，处理的泥浆质量为140t，分为二次清洗，一次清洗按照质量比5％添加清洗处理剂，清洗处理剂加入量为7.0t，清洗过程加入处理泥浆量1.0倍的清洗水(140m3)，充分反应30min后，通过高压泵提升至板框压滤机中进行固液分离。分离后的固相65t进入二次清洗反应箱，按照固相质量的10％投加清洗处理剂6.5t，同时添加固相质量相同的清洗水，进行混合清洗30min。充分反应后通过高压泵提升至板框压滤机中进行固液分离。
固相分析：对泥饼进行烘干并制备浸出液，并对浸出液进行ph、cod及重金属检测。
结果分析：废弃钻井泥浆处理前含水率70.50％，经过两次加药清洗并固液分离后固相含水率为42％，得到达标固相质量约为95吨。经检测，浸出液的ph为11.45，cod为117.6mg/l，满足新疆维吾尔自治区地方标准《油气田钻井固体废物综合利用污染控制要求》(db65/t3997-2017)相关排放标准。
实施例3
应用场地：新疆英买区块某井位；
泥浆来源：钻井固控设备振动筛、除泥除砂器及离心机产生的废弃泥浆100m3，泥浆比重1.38t/m3；
泥浆性质：钻井泥浆为钻井后期聚磺体系，主要包含膨润土、磺化沥青、磺化酚醛树脂、有机高分子物质等，另外含有少量油类，泥浆干化后浸出液检测指标为ph9.08，cod为1870mg/l。
清洗处理剂配制：该地区的废弃泥浆清洗处理剂采用聚合硫酸铁10％、硫酸铝15％、水泥35％、石灰40％混合均匀，得到清洗处理剂待用。
处理过程：钻井废弃泥浆经过提升后进入反应箱中，处理的泥浆质量为138t，分为二次清洗，一次清洗按照质量比10％添加清洗处理剂，清洗处理剂加入量为13.8t，清洗过程加入处理泥浆量1.0倍的清洗水(138m3)，充分反应30min后，通过高压泵提升至板框压滤机中进行固液分离。分离后的固相91.08t进入二次清洗反应箱，按照固相质量的5％投加清洗处理剂4.56t，同时添加固相质量相同的清洗水，进行混合清洗30min。充分反应后通过高压泵提升至板框压滤机中进行固液分离。
固相分析：对泥饼进行烘干并制备浸出液，并对浸出液进行ph、cod及重金属检测。
结果分析：废弃钻井泥浆处理前含水率65％，经过两次加药清洗并固液分离后固相含水率为38％，得到达标固相质量约为107.50吨。经检测，浸出液的ph为11.20，cod为109.7mg/l，满足新疆维吾尔自治区地方标准《油气田钻井固体废物综合利用污染控制要求》(db65/t3997-2017)相关排放标准。
实施例4
应用场地：华北大牛地区块某井位；
泥浆来源：钻井固控设备振动筛、除泥除砂器及离心机产生的废弃泥浆100m3，泥浆比重1.56t/m3；
泥浆性质：钻井泥浆为钻井后期聚合物体系，主要包含膨润土、有机高分子物质、钾基聚合物等，泥浆干化后浸出液检测指标为ph8.7，cod为460mg/l。
清洗处理剂配制：该地区的废弃泥浆清洗处理剂采用聚合硫酸铝10％、聚合氯化铝5％、聚合硫酸铁10％、硫酸铝15％、水泥30％、石灰30％混合均匀，得到清洗处理剂待用。
处理过程：钻井废弃泥浆经过提升后进入反应箱中，处理的泥浆质量为156t，按照质量比7％添加清洗处理剂，清洗处理剂加入量为10.92t，清洗过程加入泥浆质量0.5倍的清洗水，充分反应30min后，通过高压泵提升至板框压滤机中进行固液分离。
固相分析：对泥饼进行烘干并制备浸出液，并对浸出液进行ph、cod及重金属检测。
结果分析：原泥浆质量156t，含水率75％，经过清洗固液分离后固相含水率35％，固相质量为76.80t；该泥浆采用固化处理方法，加药量为11.20％满足达标要求，固化后含水率54％，固化后固相质量为122.77t。由于固相增量增加了后续清运成本。经检测，浸出液的ph为8.35，cod为86.9mg/l，满足《污水综合排放标准》(gb8978-1996)一级排放标准。
实施例5
应用场地：华北杭锦旗区块某井位；
泥浆来源：钻井固控设备振动筛、除泥除砂器及离心机产生的废弃泥浆100m3，泥浆比重1.35t/m3；
泥浆性质：钻井泥浆为钻井后期聚合物体系，主要包含膨润土、有机高分子物质、钾基聚合物等，属于回填后水平定向钻井阶段，泥浆干化后浸出液检测指标为ph9.0，cod为780mg/l。
清洗处理剂配制：该地区的废弃泥浆清洗处理剂采用聚合硫酸铝5％、聚合氯化铝25％、聚合硫酸铁20％、硫酸铝15％、水泥15％、石灰20％混合均匀，得到清洗处理剂待用。
处理过程：钻井废弃泥浆经过提升后进入反应箱中，处理的泥浆质量为135t，按照质量比8％添加清洗处理剂，清洗处理剂加入量为10.8t，清洗过程加入泥浆质量0.5倍的清洗水，充分反应30min后，通过高压泵提升至板框压滤机中进行固液分离。
固相分析：对泥饼进行烘干并制备浸出液，并对浸出液进行ph、cod及重金属检测。
结果分析：原泥浆质量135t，含水率81％，经过清洗固液分离后固相含水率39％，固相质量为59.75t；该泥浆采用固化处理方法，加药量为10.80％满足达标要求，固化后含水率65％，固化后固相质量为114.94t。由于固相增量增加了后续清运成本。经检测，浸出液的ph为7.94，cod为90.6mg/l，满足《污水综合排放标准》(gb8978-1996)一级排放标准。
本发明已通过优选的实施方式进行了详尽的说明。然而，通过对前文的研读，对各实施方式的变化和增加也是本领域的一般技术人员所显而易见的。申请人的意图是所有这些变化和增加落在了本发明权利要求的保护范围中。
本文中使用的术语仅为对具体的实施例加以说明，其并非意在对本发明进行限制。除非另有定义，本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)均与本发明所属领域的一般技术人员的理解相同。还须明确的是，除在本文中有明确的定义外，诸如字典中通常定义的术语应该解释为在本说明书以及相关技术的语境中可具有一致的意思，而不应解释的理想化或过分形式化。公知的功能或结构出于简要和清楚方面的考虑不再赘述。