废弃水基钻井液固相物土地资源化技术的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及油气田钻井过程中污染治理，具体涉及废弃水基钻井液固相物土地资 源化技术。
【背景技术】
[0002] 废弃钻井液具有点多、面广、污染物种类多的特点，在国内，处理工艺和方法较多， 没有形成统一的、规范的处理方法和工艺。目前主要采用固化处理。固化处理主要是向钻井 废弃泥浆加入固化剂，使废弃钻井液转化成固相，然后填埋，从而避免对环境的污染和危 害。固化剂的主要成分为水泥、水玻璃、Al 2(S〇4)3等。固化剂用量为150~200kg/m3,固化处 理费用在250~300元/m 3,但是固化后体积增加约1/3,且填埋需要占用一定的土地资源，且 随着时间的增加，污染物有渗漏的风险。
[0003] 申请号为001243292的发明专利公开了一种废弃水基钻井液的固化处理方法及其 固化剂，它是由废弃水基钻井液和固化剂配方构成。无机铁盐凝聚剂1~6%、粘土吸附剂 0.1~0.6%、苦土 1~6%和水泥胶结剂1~10%。该配方可使废弃水基钻井液经3~6天固化 后形成具有很好抗水浸泡能力和一定强度的固化体，固化体浸出水的pH <7.5、总 1.5mg/L、C0DCr < 200mg/L、石油类< 10mg/L。本固化处理方法处理工艺简单，处理时同短， 固化剂容易购买，适合大批量无害化处理废弃钻井液。固化处理填埋需要占用一定的土地 资源，且随着时间的增加，污染物有渗漏风险。
[0004] 申请号为CN02117325的发明专利公开了一种废弃钻井液混凝脱水处理方法，具体 是在废弃钻井液中加入无机铝盐凝聚剂和有机阳离子聚电解质絮凝剂溶液，搅拌均匀后静 止混凝10~15分钟;待废弃钻井液完全化学脱稳脱水后，再将团块絮凝物和部分絮出水离 心脱水;无机铝盐凝聚剂优选是三氯化铝，其使用量为2000~3500mg/L;有机阳离子聚电解 质絮凝剂是带有季铵盐阳离子官能团的有机阳离子聚电解质，在无机铝盐凝聚剂和有机阳 离子聚电解质絮凝剂凝聚与絮凝的协同作用下，促使悬浮的细小颗粒聚结为大块絮凝物， 经离心脱水，最终达到废弃钻井液固液分离的目的。虽然良好的实现废弃钻井液的固液分 离，但是未进行无害化处理废弃钻井液，还存在一定的环境风险。
[0005] 申请号为CN200710048288的发明专利公开了一种废弃钻井液固化物制备标准烧 结砖的方法。将废弃钻井液固化后的固化物与粘土类矿物质和内燃煤混合，作为制砖原料 按标准烧结砖工艺制砖，混合原料各组份的重量百分比为固化物1~35%，粘土类矿物质48 ~80 %，内燃煤15~20 %。本发明解决了固化物在高温烧结过程中将变成瘠性材料，影响制 的砖在强度等方面不达标的问题，本发明在制砖原料中掺入固化物，所得的烧结砖完全满 足国家标准，从而减少固化物的排放、处理，又变废为宝。虽然该发明对废弃钻井液固化物 进行无害化处理，但是烧砖过程中产生的废气可能会含有毒有害物质，造成二次污染，同时 能耗较高。
[0006] 申请号为CN200910079166的发明专利公开了一种黄土塬区废弃钻井液土壤修复 工艺方法，按废弃钻井液含固重量为百分之百搅拌加入1.0~2.0%的钙铝盐;静沉完全后 将水分抽出，按抽出水含固重量为百分之百加入ο. ο 15~0.02 %复合钙盐;按废弃钻井液含 固重量为百分之百添加〇. 3~0.5 %腐殖酸的黄土和黄土重量2~6 %的木肩、锯末灰或干 草，黄土加入量与脱水后剩余钻井液固体的体积比为1:1;采用化学-微生物联合处理方法， 利用当地自然黄土资源，工艺简单，不添加任何固化药剂，用较低的费用将钻井液中的有害 物质进行了处理，解决了钻井液处理费用高，处理不够彻底的问题，同时处理后不破坏原有 土壤体系，可达到土壤复耕的要求。该方法虽然工艺简单，不添加任何固化药剂，处理后可 达到土壤复耕的要求，但是添加一定的化学药剂会使得修复成本增加，土地在可利用前荒 废时间长，忽视恢复过程中植物对于土壤的净化作用，不利于可持续发展。
【发明内容】
[0007] 本发明提供了废弃水基钻井液固相物土地资源化技术，有处理工艺简单、实用性 强、具备大规模应用的优点。
[0008] 废弃水基钻井液固相物土地资源化技术，包括废弃钻井泥浆的化学固液分离技 术、分离液污染物分析技术、分离液固相污染物分析技术、废弃钻井泥浆土地化技术、土壤 质量指标分析技术与植物生长情况观察记录。
[0009] 所述废弃钻井泥浆的化学固液分离技术包括废弃钻井泥浆常规参数测定技术、废 弃钻井泥浆破胶、絮凝的化学固液分离技术。
[0010] 所述的废弃钻井泥浆常规参数测定技术，包含废弃钻井泥浆含水量测定、废弃钻 井泥浆比重测定、废弃钻井泥浆浸出液制备与废弃钻井泥浆浸出液悬浮物测定。
[0011] 所述废弃钻井泥浆含水量测定，其方法步骤：（1)称约10g样品（精确到O.Olg)，置 入已知重量的铝盒中，放入烘箱，在105~110°C温度下烘干至恒重(约6h)，取出后放入干燥 器内冷却；（2)从干燥器内取出铝盒，称重，精确到O.Olg。；（3)计算公式：
[0013] 式中:w-含水率（％);
[0014] g〇-错盒重(g);
[0015] gl-铝盒+湿样重（g);
[0016] g2-铝盒+烘干样重(g)。
[0017] 所述废弃钻井泥浆比重测定，其方法步骤：（1)称取一定质量Μ原泥浆样品，放入装 有已知体积Vi的水的量筒内，读出加入样品后量筒内液体体积V 2; (2)计算公式：
[0018] P=M/(V2-Vi) (2)
[0019] 式中：p-泥浆比重(g/L);
[0020] Μ-泥浆质量(g);
[0021 ] Vi-量筒内水体积(L);
[0022] V2-泥浆和水体积(L)。
[0023]所述废弃钻井泥浆浸出液制备，主要是结合泥浆特点并参照HJ557-2010《固体废 物浸出毒性浸出方法水平振荡法》，得到的泥浆浸出液制备方法。其方法步骤：（1)准确量取 两份50ml或100g废弃钻井泥浆样品分别置于2L的具塞锥形瓶中，然后按照液固比10:1比例 各加入去离子纯净水；（2)将具塞锥形瓶垂直固定在往复式水平振荡器上，调节振荡器频率 为110±10次/min、振幅为40mm，在室温下震荡8h后取下锥形瓶，静置16h;(3)过滤具塞锥形 瓶内的上部液体(采用抽滤方式，滤膜孔径为0.45μπι)，即得到废弃钻井泥浆浸出液。
[0024] 所述废弃钻井泥浆浸出液悬浮物测定方法，其方法步骤：（1)量取充分混合均匀的 试样100ml抽吸过滤，使水分全部通过滤膜，再以每次10ml蒸馏水连续洗涤三次，继续吸滤 以除去痕量水分。停止抽滤后，仔细取出载有悬浮物的滤膜放在原恒重的称量瓶里，移入烘 箱中于103~105°C下烘干lh后移入干燥器中，使冷却至室温，称其重量。反复烘干、冷却、称 量，直至两次称量的重量差<〇.4mg为止；（2)计算公式：
[0025] C=(A_B)*106/V (3)
[0026] 式中：C-水中悬浮物浓度(mg/L);
[0027] A-悬浮物+滤膜+称量瓶重量(g);
[0028] B-滤膜+称量瓶重量(g);
[0029] V-试样体积(ml)。
[0030] 所述废弃钻井泥浆破胶、絮凝的化学固液分离技术，其方法步骤：（1)要调节废弃 泥浆浓度；（2)加入一定量配置成溶液的破胶剂，以100r/min速度快速搅拌5min，静置破胶 lh后；（3)加入一定量PAC，以50r/min速度慢速搅拌5min; (4)搅拌后再加入PAM溶液，以50r/ min速度慢速搅拌直至烧杯中的泥衆形成较大絮体，静置30min后，移入离心机，采用3000r/ min的转速离心1 Omin，得到固液分离相。
[0031 ]所述调节浓度后的废弃泥浆密度为1.2~1.3g/ml
[0032] 所述的处理废弃钻井泥浆时的最佳破胶剂为HGDJ-1，投加量为1.8~3g/泥浆 100ml，破胶时间30min。
[0033] 所述的处理废弃钻井泥浆时的最佳絮凝剂为PAC和PAM，其用量分别为1.2~2.4g/ 泥浆 l〇〇ml、0 · 01 ~0 · 05g/泥浆 100ml。
[0034] 所述的分离液污染物分析技术，主要采用稀释倍数法、重铬酸盐法、玻璃电极法、 硝酸银滴定法、分光光度法、重量法、原子吸收分光光度法与火焰原子吸收法，分别对分离 液中的色度、〇?"、？!1、(：1'含油量、悬浮物、铅和铜进行测定，以评价化学法对泥浆固液分 离效果。
[0035] 所述的分离液固相污染物分析技术，分离液固相污染物提取方法采用HJ 557-2010《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》，并检测提取物中的Cr、Pb、Cu、Cd、Cr、 C0Dcr、石油类含量，得到泥浆固相物与土壤混合的比例，使混合后土壤中各项污染物指标符 合土壤环境质量标准要求。
[0036]所述的泥浆固相物与土壤进行混合的比例为土壤:泥浆是2:1~6:1。
[0037]所述的植物-微生物联合修复技术，利用植物及土壤根际微生物共存体系净化土 壤中有机和无机污染物，即植物根区的菌根真菌与植物形成共生作用，并有着独特的酶途 径，用以降解不能被细菌单独转化的有机物;植物根区分泌物刺激了细菌的转化作用;植物 还可为微生物提供生存场所并可转移氧化，使根区的好氧转化作