油气田钻井废弃油基泥浆的资源化利用方法
【专利摘要】本发明公开了一种油气田钻井废弃油基泥浆的资源化利用方法。首先将产生的废弃油基泥浆收集到接收罐中沉降，沉降后上部产生流体泥浆，下部产生固体泥浆；将流体泥浆和固体泥浆倒入加热炉的料筒内进行加热裂解蒸发，蒸发裂解产生的油气水成分依次送入油气包、冷凝器进行降温，然后进入油气水三相分离器进行分离，分离后产生的油从出口进入油品罐利用、水进入冷凝罐利用、可燃气送入加热炉作为燃料利用；蒸馏后产生的残渣排出作为型煤原料利用；产生的烟气处理达标后排出；产生的炉渣排出用于铺路或填埋。通过本发明能够使废弃钻井油基泥浆中的油类得到充分回收，实现资源的无害化、资源化综合利用。
【专利说明】油气田钻井废弃油基泥浆的资源化利用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于油气田废弃的钻井油基泥浆的无害化处理和资源化综合利用【技术领域】，具体是涉及一种油气田钻井废弃油基泥浆的资源化利用方法。
【背景技术】
[0002]随着石油工业的不断发展，深井和超深井的勘探、开发力度日益增加，油基泥浆具有优良的性能，在此类钻井工程中应用越来越广泛，同时水敏地层、盐膏层等特殊地层的钻井工作中，油基泥浆也得到广泛的应用。但油基泥浆的应用过程中，产生大量的废弃油基泥浆和含油钻屑，如不加以有效处理将对当地环境造成极大的损害。目前我国常用的油基泥浆以柴油基、白油基、生物油基、矿物油基、合成油基为主，含油钻屑、固井泥浆、堵漏返排浆、完井清罐等环节产生含油固废产生量单井约250-500m3，含油钻屑等固体物含油量体积大约为18-30%，如不加以有效处理，在造成环境污染的同时也将造成巨大的资源浪费。
[0003]油气田钻井生产过程中废弃的油基泥浆因含有大量的油相溶剂(原油、柴油或白油)，成为油气田污染治理的环保难题。由于油气田钻井井位分布点多面广，这些油基泥浆若长期得不到妥善治理，就会对周围的土壤、水源、农田和空气造成十分严重的污染，给人类健康、生活和生产活动带来极大的危害。
[0004]目前，大部分油气田都采用了向废弃油基泥浆中添加水泥、石灰拌合使其硬化后填埋的方法进行处理，时间长了，油类等有害成分易渗出、挥发和流失；有些油气田虽然也用化学的方法或焚烧处理的方法对其进行了处理，但不能做到达标处理和资源化的目标要求。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是:根据目前油气田钻井产生的废弃油基泥浆现有处理技术存在的不足之处，提供一种油气田钻井废弃油基泥浆的资源化利用方法。本发明通过一套资源化的工艺技术使废弃钻井油基泥浆中的油类得到充分回收，实现资源的无害化、资源化综合利用。
[0006]为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是:
本发明提供一种油气田钻井废弃油基泥浆的资源化利用方法，所述利用方法包括以下步骤:
a、将钻井过程产生的废弃油基泥浆收集到沉降罐中进行沉降，沉降罐放置在钻井井场废弃油基泥浆产生出口的下方，废弃油基泥浆沉降后沉降罐上部产生流体泥浆，下部沉降得到固体泥浆；
b、将步骤a得到的流体泥浆用泥浆泵提升至加热炉，由流体泥浆进液口送入加热炉料筒内；固体泥浆从加热炉残渣进出料口装入料筒，待装入的废弃油基泥浆达到加热炉料筒容积的三分之二时停止加入，关闭各个进料口，然后在料筒不断往复转动的条件下进行加热，加热至500?600°C,废弃油基泥衆在加热条件下进行裂解蒸发，当油气水成分蒸发完后停止加热；
C、将步骤b废弃油基泥浆裂解蒸发产生的油气水成分依次送入油气包、冷凝器进行降温，当温度降至< 85°c，油气水成分进入油气水三相分离器，油和水凝析出来成为液体，分别处于分离器的中层和底层；气态的燃气处在分离器的顶部；凝析出来的油从分离器侧中部出口进入油品储罐利用，凝析得到的水从分离器的底部出水口进入冷凝水循环罐利用，多余的水作为油田工业水利用；燃气由分离器顶部出口进入安全水封罐，再由安全水封罐通过输气管线送入加热炉作为燃料利用；
d、油基泥浆经加热炉加热处理后，产生的油气水成分蒸馏后，剩余的固体残渣由加热炉料筒出料口排出，排出的残渣作为制作型煤的原料利用；
e、加热炉加热处理油基泥浆产生的烟气从顶部的烟道排出，依次通过湿式除尘器、布袋除尘器，除尘达标后再经引风机由烟?排入大气。
[0007]根据上述的油气田钻井废弃油基泥浆的资源化利用方法，步骤b中在料筒不断往复转动的条件下进行加热，所述料筒转动的速度为10?30转/分钟。
[0008]根据上述的油气田钻井废弃油基泥浆的资源化利用方法，步骤b中加热炉下方安装有型煤锅炉燃烧装置，锅炉燃烧装置中的炉排装置采用链条炉排或液压推进式炉排，加热炉料筒外侧安装有保温外壳，保温外壳与炉排装置相连，加热炉料筒圆周与保温外壳和炉排装置的间隙形成燃烧室，燃烧室的间隙距离为40?80cm，锅炉燃烧装置采用型煤或蜂窝煤作燃料；燃烧室底部装有助燃燃烧器，炉排装置设有鼓风和配风系统，通过风量调节控制燃烧室温度为500?1100°C，通过燃烧室内的温度使加热炉料筒内的温度逐步升温至500 ?600。。。
[0009]根据上述的油气田钻井废弃油基泥浆的资源化利用方法，所述助燃燃烧器采用柴油、天然气或油气混合燃烧器。
[0010]根据上述的油气田钻井废弃油基泥浆的资源化利用方法，步骤d中所述排出的残渣作为制作型煤的原料利用，残渣作为制作型煤原料利用时，其型煤原料配比组成为残渣40wt%、煤粉40wt %、粘土 10wt%、石灰3wt %和水7wt %;各种原料经搅拌用型煤机制作而成，型煤制成长方形。
[0011]根据上述的油气田钻井废弃油基泥浆的资源化利用方法，加热炉燃烧后产生的炉灰自动落入位于加热炉炉体左下方的灰渣池中，然后由自动排灰机排出加热炉外，这些炉灰用于铺路或填埋。
[0012]本发明的积极有益效果:
1、本发明通过一套资源化的工艺技术使废弃钻井油基泥浆中的油类得到充分回收，实现资源的无害化、资源化综合利用，有利于环保，并且还大大减少了资源浪费。因此，本发明具有显著的社会效益和经济效益。
[0013]2、通过本发明技术方案可实现废弃钻井油基泥浆不落地随钻处理或集中处理，消灭常规钻井泥浆池，节约钻井占地和钻前工程投资。
[0014]3、本发明技术方案加热蒸馏裂解余气作为燃料利用，蒸馏裂解后残渣作为制作型煤燃料利用，焚烧后的炉渣油含量达标，彻底解决油基泥浆的污染隐患，消除环境风险。
[0015]4、本发明技术方案工艺技术中配套湿式除尘器和布袋除尘器，保证烟气能够达标排放。
[0016]5、本发明处理过程中加热炉炉体燃烧装置采用型煤或蜂窝煤作燃料，燃烧室底部装有燃烧器进行助燃，可用天然气或柴油辅助燃烧，适应野外钻井对燃料的不同需求。
[0017]【专利附图】
【附图说明】:
图1本发明油气田钻井废弃油基泥浆的资源化利用方法的工艺技术流程示意图。
[0018]【具体实施方式】:
以下结合具体应用实例对本发明作进一步说明，但这些应用实例并不限制本发明的内容。
[0019]应用实施例一:中国石油化工股份有限公司华东分公司彭水页岩气勘探开发油基泥浆处理应用实例。
[0020]2013年，中国石油化工股份有限公司华东分公司在四川彭水县进行页岩气勘探开发，油基泥浆处理采用本发明技术方案处理4 口井，共计处理1000余方油基泥浆，处理过程的详细步骤如下:
1)、首先将钻井现场的废弃油基泥浆收集到专用的废弃油基泥浆接收罐(即沉降罐)中进行沉降，接收罐放置在钻井井场废弃油基泥浆产生出口的下方(保证钻井生产过程中废弃油基泥浆、岩屑不落地污染)，沉降后接收罐上层得到较稀的流体泥浆，下部得到粘度较大的固体泥浆(即较大固体颗粒物较多的含油泥浆岩屑)；
2)、将产生的较稀流体泥浆用泥浆泵提升至油基泥浆加热炉的水平圆柱旋转加热料筒中，由流体泥浆进液口送入；粘度较大的固体泥浆用人工或机械的办法从水平圆柱旋转加热料筒的固体泥浆岩屑残渣进出料口装入，待装入的废弃油基泥浆达到水平圆柱旋转加热料筒容积的三分之二时，关闭进液口阀门和进出料口密封盖板，开动传动机构，带动水平圆柱旋转加热料筒以10?30转/分钟的转速往复转动(料筒的旋转是通过一套位于加热炉左侧的减速机-齿轮机构实现的);
水平圆柱旋转加热料筒下方安装有型煤锅炉燃烧装置，其中炉排装置采用链条炉排，水平圆柱旋转加热料筒外侧安装有保温外壳，该保温外壳与炉排装置相连，水平圆柱旋转加热料筒圆周与保温外壳和炉排装置的间隙形成燃烧室，间隙为40-80cm，燃料采用型煤或蜂窝煤作燃料，从型煤进口装入，燃烧室底部装有助燃用燃烧器，燃烧器采用油气混合燃烧器，炉排装置设有鼓风和配风系统，并通过风量调节控制燃烧室温度在50(TC至110(TC之间，燃料燃烧直接水平圆柱旋转加热料筒加热，使料筒内的温度逐步加热到500°C并保持；此时，料筒内的废弃油基泥浆在不断加热的条件下进行裂解蒸发，产生的油、气成分便携带着少量过热水蒸汽从泥浆中挥发分离出来，成为气态混合物即油气水成分；待水平圆柱旋转加热料筒内的油基泥浆油水成分蒸发裂解完毕，停止供热，使加热炉炉体自然降温，当温度降至常温时，打开进出料口，反转加热料筒，剩余的固体残渣由固体泥浆岩屑残渣进出料口排出炉外；
3)、将上步骤裂解蒸发产生的油气水成分经密闭管线依次进入油气包、冷凝器降温，使温度降至85°C及以下后进入油气水三相分离器，油和水便凝析出来成为液态，并因比重的不同而分别处于油气水三相分离器的中层和底层；而在同样的温度下仍为气态的燃气则处在油气水三相分离器的顶部；凝析出的油从油气水三相分离器侧中部的出口进入油品储罐利用；凝析出的水从油气水分离器的底部出水口进入冷凝水循环罐利用，多余的水作为油田工业水利用；可燃气则由油气水分离器顶部的出口管线进入安全水封罐，再从安全水封罐出来顺着专用的输气管线从位于加热炉侧下部的进气口进入炉腔内作为燃料进行利用；
其中冷凝器是靠循环冷水实现冷却的，通过专用水泵把循环水罐中的冷水从冷凝水进口送入，再从冷凝水出口返回循环水罐，反复使用；
4)、废弃油基泥浆中的油气水成分经加热炉加热蒸馏分离后，剩余的固体残渣由料筒进出料口排出炉外；这些残渣由于含有部分裂解产生的余碳，作为制作型煤的原料利用，残洛型煤的原料制作配比为40wt%的残洛、40wt%的煤粉、10wt%粘土、3wt%石灰和7wt%水,各种原料经搅拌用型煤机制作而成，型煤制成长方形，制成的型煤平铺在炉排上；
5)、加热炉加热处理油基泥浆产生的烟气从位于顶部的烟道先后通过湿式除尘器和布袋除尘器，除尘达标后再经引风机由烟?排入大气，排出的烟气中粉尘、二氧化硫等污染物达标；
6)加热炉经燃烧后产生的炉渣即炉灰自动落入位于加热炉炉体左端下方的灰渣池中，然后由一套自动排灰机排出炉外，这些灰渣用于铺路或填埋。
[0021]应用实施例二:中石化西北油田分公司塔河油田油基泥浆处理应用
2013年，中石化西北油田分公司塔河油田在塔中油区勘探开发，水平井用混油油基泥浆，采用本发明技术方案处理4 口井，共计处理1200余方油基泥浆，处理过程的详细步骤如下:
1)、首先将钻井现场的废弃油基泥浆收集到专用的废弃油基泥浆接收罐(即沉降罐)中进行沉降，接收罐放置在钻井井场废弃油基泥浆产生出口的下方(保证钻井生产过程中废弃油基泥浆、岩屑不落地污染)，沉降后接收罐上层得到较稀的流体泥浆，下部得到粘度较大的固体泥浆(即较大固体颗粒物较多的含油泥浆岩屑)；
2)、将产生的较稀流体泥浆用泥浆泵提升至油基泥浆加热炉的水平圆柱旋转加热料筒中，由流体泥浆进液口送入；粘度较大的固体泥浆用人工或机械的办法从水平圆柱旋转加热料筒的固体泥浆岩屑残渣进出料口装入，待装入的废弃油基泥浆达到水平圆柱旋转加热料筒容积的三分之二时，关闭进液口阀门和进出料口密封盖板，开动传动机构，带动水平圆柱旋转加热料筒以10?30转/分钟的转速往复转动(料筒的旋转是通过一套位于加热炉左侧的减速机-齿轮机构实现的)；
水平圆柱旋转加热料筒下方安装有型煤锅炉燃烧装置，其中炉排装置采用链条炉排，水平圆柱旋转加热料筒外侧安装有保温外壳，该保温外壳与炉排装置相连，水平圆柱旋转加热料筒圆周与保温外壳和炉排装置的间隙形成燃烧室，间隙为40-80cm，燃料采用型煤或蜂窝煤作燃料，从型煤进口装入，燃烧室底部装有助燃用燃烧器，燃烧器采用油气混合燃烧器，炉排装置设有鼓风和配风系统，并通过风量调节控制燃烧室温度在50(TC至110(TC之间，燃料燃烧直接水平圆柱旋转加热料筒加热，使料筒内的温度逐步加热到500°C并保持；此时，料筒内的废弃油基泥浆在不断加热的条件下进行裂解蒸发，产生的油、气成分便携带着少量过热水蒸汽从泥浆中挥发分离出来，成为气态混合物即油气水成分；待水平圆柱旋转加热料筒内的油基泥浆油水成分蒸发裂解完毕，停止供热，使加热炉炉体自然降温，当温度降至常温时，打开进出料口，反转加热料筒，剩余的固体残渣由固体泥浆岩屑残渣进出料口排出炉外；
3)、将上步骤裂解蒸发产生的油气水成分经密闭管线依次进入油气包、冷凝器降温，使温度降至85°C及以下后进入油气水三相分离器，油和水便凝析出来成为液态，并因比重的不同而分别处于油气水三相分离器的中层和底层；而在同样的温度下仍为气态的燃气则处在油气水三相分离器的顶部；凝析出的油从油气水三相分离器侧中部的出口进入油品储罐利用；凝析出的水从油气水分离器的底部出水口进入冷凝水循环罐利用，多余的水作为油田工业水利用；可燃气则由油气水分离器顶部的出口管线进入安全水封罐，再从安全水封罐出来顺着专用的输气管线从位于加热炉侧下部的进气口进入炉腔内作为燃料进行利用；
其中冷凝器是靠循环冷水实现冷却的，通过专用水泵把循环水罐中的冷水从冷凝水进口送入，再从冷凝水出口返回循环水罐，反复使用；
4 )、废弃油基泥浆中的油气水成分经加热炉加热蒸馏分离后，剩余的固体残渣由料筒进出料口排出炉外；这些残渣由于含有部分裂解产生的余碳，作为制作型煤的原料利用，残洛型煤的原料制作配比为40wt%的残洛、40wt%的煤粉、10wt%粘土、3wt%石灰和7wt%水,各种原料经搅拌用型煤机制作而成，型煤制成长方形，制成的型煤平铺在炉排上；
5)、加热炉加热处理油基泥浆产生的烟气从位于顶部的烟道先后通过湿式除尘器和布袋除尘器，除尘达标后再经引风机由烟?排入大气，排出的烟气中粉尘、二氧化硫等污染物达标；
6)加热炉经燃烧后产生的炉渣即炉灰自动落入位于加热炉炉体左端下方的灰渣池中，然后由一套自动排灰机排出炉外，这些灰渣用于铺路或填埋。
【权利要求】
1.一种油气田钻井废弃油基泥浆的资源化利用方法，其特征在于，所述利用方法包括以下步骤: a、将钻井过程产生的废弃油基泥浆收集到沉降罐中进行沉降，沉降罐放置在钻井井场废弃油基泥浆产生出口的下方，废弃油基泥浆沉降后沉降罐上部产生流体泥浆，下部沉降得到固体泥浆； b、将步骤a得到的流体泥浆用泥浆泵提升至加热炉，由流体泥浆进液口送入加热炉料筒内；固体泥浆从加热炉残渣进出料口装入料筒，待装入的废弃油基泥浆达到加热炉料筒容积的三分之二时停止加入，关闭各个进料口，然后在料筒不断往复转动的条件下进行加热，加热至500?600°C,废弃油基泥衆在加热条件下进行裂解蒸发，当油气水成分蒸发完后停止加热； C、将步骤b废弃油基泥浆裂解蒸发产生的油气水成分依次送入油气包、冷凝器进行降温，当温度降至<85°C，油气水成分进入油气水三相分离器，油和水凝析出来成为液体，分别处于分离器的中层和底层；气态的燃气处在分离器的顶部；凝析出来的油从分离器侧中部出口进入油品储罐利用，凝析得到的水从分离器的底部出水口进入冷凝水循环罐利用，多余的水作为油田工业水利用；燃气由分离器顶部出口进入安全水封罐，再由安全水封罐通过输气管线送入加热炉作为燃料利用； d、油基泥浆经加热炉加热处理后，产生的油气水成分蒸馏后，剩余的固体残渣由加热炉料筒出料口排出，排出的残渣作为制作型煤的原料利用； e、加热炉加热处理油基泥浆产生的烟气从顶部的烟道排出，依次通过湿式除尘器、布袋除尘器，除尘达标后再经引风机由烟?排入大气。
2.根据权利要求1所述的油气田钻井废弃油基泥浆的资源化利用方法，其特征在于:步骤b中在料筒不断往复转动的条件下进行加热，所述料筒转动的速度为10?30转/分钟。
3.根据权利要求1所述的油气田钻井废弃油基泥浆的资源化利用方法，其特征在于:步骤b中加热炉下方安装有型煤锅炉燃烧装置，锅炉燃烧装置中的炉排装置采用链条炉排或液压推进式炉排，加热炉料筒外侧安装有保温外壳，保温外壳与炉排装置相连，加热炉料筒圆周与保温外壳和炉排装置的间隙形成燃烧室，燃烧室的间隙距离为40?80cm，锅炉燃烧装置采用型煤或蜂窝煤作燃料；燃烧室底部装有助燃燃烧器，炉排装置设有鼓风和配风系统，通过风量调节控制燃烧室温度为500?1100°C，通过燃烧室内的温度使加热炉料筒内的温度逐步升温至500?600°C。
4.根据权利要求3所述的油气田钻井废弃油基泥浆的资源化利用方法，其特征在于:所述助燃燃烧器采用柴油、天然气或油气混合燃烧器。
5.根据权利要求1所述的油气田钻井废弃油基泥浆的资源化利用方法，其特征在于:步骤d中所述排出的残渣作为制作型煤的原料利用，残渣作为制作型煤原料利用时，其型煤原料配比组成为残洛40wt%、煤粉40wt %、粘土 10wt%、石灰3wt %和水7?七％。
6.根据权利要求1所述的油气田钻井废弃油基泥浆的资源化利用方法，其特征在于:加热炉燃烧后产生的炉灰自动落入位于加热炉炉体左下方的灰渣池中，然后由自动排灰机排出加热炉外，这些炉灰用于铺路或填埋。
【文档编号】E21B21/00GK104453747SQ201410506676
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】胡广杰, 赵军胜, 郭学峰 申请人:濮阳市天地人环保工程技术有限公司