一種油基鉆屑處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種油基鉆屑處理方法，屬環(huán)保領(lǐng)域，具體屬于石油與天然氣行業(yè)鉆井廢棄物處理【技術(shù)領(lǐng)域】。包括以下步驟：(1)破乳，在攪拌狀態(tài)下，向油基鉆屑中加入油基鉆屑質(zhì)量的0.4％～1.0％的破乳劑；(2)清洗，在攪拌狀態(tài)下，向步驟(1)破乳后的油基鉆屑中加入油基鉆屑質(zhì)量的10％～30％非離子表面活性劑溶液和20％～30％陰離子表面活性劑溶液，得到一油水固混合物；(3)分離，將步驟(2)混合物離心分離；(4)石油烴降解菌處理，調(diào)節(jié)分離后油基鉆屑pH，再加入營養(yǎng)劑、供養(yǎng)劑、膨松劑和石油烴降解菌。該方法油回收率為94％以上，鉆屑油含量小于0.3％，且操作簡單，設(shè)備投資少，實(shí)現(xiàn)了資源化和無害化。
【專利說明】一種油基鉆屑處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種油基鉆屑處理方法，屬環(huán)保領(lǐng)域，具體地屬于石油與天然氣行業(yè) 鉆井廢棄物處理【技術(shù)領(lǐng)域】。 技術(shù)背景
[0002] 油基鉆井液是以油為連續(xù)相，水為分散相，且含有適量的乳化劑、潤濕劑、親油膠 體和加重劑等組成的穩(wěn)定膠體體系，具有安全、抑制性強(qiáng)、潤滑性好、鉆速快等特點(diǎn)，因此， 被廣泛用于頁巖（油）氣井、特殊復(fù)雜井等水平段鉆探，鉆探過程產(chǎn)生大量的含油鉆屑即油 基鉆屑含有大量礦物油和上述添加劑，屬于危險(xiǎn)固體廢物。如果不進(jìn)行妥善處理，一方面會 給周邊環(huán)境造成嚴(yán)重傷害，另一方面浪費(fèi)大量礦物油資源。
[0003] 目前用于處理油基鉆屑的方法，國內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道很多，如熱蒸餾法、溶劑萃取法、 焚燒法、超臨界流體抽提法、坑內(nèi)密封掩埋法、注入安全地層或環(huán)行空間法、甩干法和清洗 法等。其中熱蒸餾法、溶劑萃取法和超臨界流體抽提法能耗高、設(shè)備要求高、成本高；焚燒 法、坑內(nèi)密封掩埋法、注入安全地層、環(huán)行空間法或生物修復(fù)法雖然成本相對較低，但不能 回收其中的礦物油，浪費(fèi)了大量資源；甩干法油去除率低，鉆屑油含量高，還需要進(jìn)行處理； 清洗法油去除率高，但處理過程中會產(chǎn)生大量含油廢液，需進(jìn)行再次處理。
[0004] CN102888215A公開了一種油基鉆井液含油鉆屑除油劑及制備方法，油基鉆井液含 油鉆屑除油劑包含有十二烷基硫酸鈉、陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑。在含油鉆 屑處理過程中，加入該除油劑，首先對廢棄含油鉆屑進(jìn)行破膠，然后有效地清除其表面的油 類和固相，得到干凈的鉆屑，滿足國家相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求。CN1650140A公開了一種鉆屑處 理方法和設(shè)備，處理過程中，用諸如烷基苯磺酸鈉之類的水性破乳劑對基質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理。在 高剪切的作用下將基質(zhì)置于一攪動的反應(yīng)器中且順次地添加有機(jī)和無機(jī)酸。然后在另一攪 動反應(yīng)器中將基質(zhì)與諸如石灰之類的堿土相混合，酸、堿土以及基質(zhì)之間的反應(yīng)是放熱的， 并提供熱量以蒸發(fā)油、反應(yīng)產(chǎn)物及水?？梢栽谝徽羝占到y(tǒng)中冷凝蒸汽中的可回收的成 分，經(jīng)處理的基質(zhì)基本無油，且具有受控制的含水量。趙姍姍等人在《鉆井液與完井液》于 2011年7月公開了"西非深水鉆井含油鉆屑清洗方法室內(nèi)研究"中清洗劑選用ABS或ABSN， 清洗攪拌時間為15min，使用油基鉆井液巖屑處理方案為：淡水+0. 5% ABS或海水+0. 5% ABS+0. 1%三聚磷酸鈉，使用該方案可將鉆屑含油量降至2%以下，達(dá)到西非海域就地排放 要求。CN102888215A公開的一種油基鉆井液含油鉆屑除油劑，主要成分是陰離子表面活性 劑和非離子表面活性劑，因?yàn)闆]有破乳劑，鉆屑表面粘附的油基鉆井液仍然保持穩(wěn)定狀態(tài)， 所以用帶裂縫的離心管分離，油、水、固三相沒有得到很好分離，只是清除了鉆屑表面的油 基鉆井液，清除下來的油基鉆井液還需要再處理。CN1650140A公開的方法使用了大量的強(qiáng) 酸如濃硫酸，所以存在諸多問題，如設(shè)備要求高；操作、運(yùn)輸過程中安全隱患多；濃硫酸屬 控購危險(xiǎn)化學(xué)品，購買困難。另外工藝復(fù)雜，設(shè)備投資大，不適合我國油基鉆屑處理。論文中 研究的方法，只用的了陰離子表面活性劑和助洗劑，所以油去除較低，鉆屑中油含量較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)處理后，會產(chǎn)生大量含油廢液需要再處理或油 回收率低，鉆屑中油含量較高的缺陷，提供了一種油基鉆屑處理方法。
[0006] -種油基鉆屑處理方法，其特征在于包含以下步驟：
[0007] (1)破乳在不斷攪拌狀態(tài)下，向油基鉆屑中加入油基鉆屑質(zhì)量的0. 4%?1. 0%的 破乳劑。
[0008] (2)清洗在不斷攪拌狀態(tài)下，向步驟（1)破乳后的油基鉆屑中，依次加入油基鉆屑 質(zhì)量的10%?30%的非離子表面活性劑溶液和20%?30%的陰離子表面活性劑溶液，得 到一油水固混合物。
[0009] (3)分離對步驟⑵混合物進(jìn)行分離。
[0010] (4)石油烴降解菌處理在步驟（3)分離后的油基鉆屑中加入酸堿調(diào)節(jié)劑，調(diào)節(jié)pH =6?8,然后加入氮：磷為1 :1，加量為油基鉆屑質(zhì)量的0. 2%的營養(yǎng)劑、加入油基鉆屑質(zhì) 量的I. 0%的供養(yǎng)劑、I. 0%的膨松劑和0. 005%的石油烴降解菌，攪拌均勻。保持溫度為 15?50°C，含水率為20%?30%，每10天按初次量的50%補(bǔ)加營養(yǎng)劑、供養(yǎng)劑和石油烴降 解菌，直到油含量小于0.3%。
[0011] 所述的破乳劑是W-013、W-026、W-029、W-033、W-035中的一種，生產(chǎn)廠家是山東德 仕化工集團(tuán)有限公司。
[0012] 所述的破乳時攪拌速度為200?300rpm，時間為2?5min。
[0013] 所述的非離子表面活性劑是多元醇脂肪酸類，其中的多元醇是山梨醇、乙二醇或 丙三醇中的一種，脂肪酸是油酸或硬脂酸，具體是指山梨醇酐單油酸酯、山梨醇酐三油酸 酯、乙二醇硬脂酸酯或單硬脂酸甘油酯中的一種。
[0014] 所述的非離子表面活性劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%或15%，溶劑是甲醇、乙醇、異丙醇、 乙酸乙酯或乳酸丁酯中的一種。
[0015] 所述的陰離子表面活性劑是磺酸酯鹽類或硫酸酯鹽類中的一種，其中磺酸酯鹽類 是N-油?；鵑-甲基?；撬徕c或十二烷基苯磺酸鈉，硫酸酯鹽類是十二烷基硫酸鈉或仲烷 基硫酸鈉中的一種。
[0016] 所述的陰離子表面活性劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 %或15 %或20%，溶劑是水。
[0017] 所述的清洗時攪拌速度為200?300rpm，時間為5?lOmin。
[0018] 所述的分離時離心機(jī)轉(zhuǎn)速為2500?3500rpm，分離時間為5?lOmin。
[0019] 所述的酸堿調(diào)節(jié)劑是硝酸銨、磷酸銨、硫酸銨或氯化銨中的一種。
[0020] 所述的營養(yǎng)劑是硝酸銨、氯化銨、硫酸銨、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉、 磷酸二氫鈉中的兩種。
[0021] 所述的供養(yǎng)劑為過氧化氫、過氧化鈉、過氧化鉀或過氧化鈣中的一種。
[0022] 所述的膨松劑是木屑、花生殼或玉米芯中的一種。
[0023] 所述的石油烴降解菌是OBT或BSG中的一種，其中的OBT是美國BIO-FORM L. L. C 生產(chǎn)的一種"菌+酶"微生物制劑產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于廢水、廢棄物、含油污泥等治理；BSG是中 原石油工程有限公司鉆井工程研究院自行研制的高效石油烴降解菌。
[0024] 本發(fā)明的有益效果是：在油基鉆屑中加入破乳劑，破壞了油基鉆屑中攜帶的油基 鉆井液乳狀液的穩(wěn)定性，使液相從固相顆粒表面脫離；加入的陰離子表面活性劑具有較強(qiáng) 的潤濕性、滲透性和表面活性，非離子表面活性劑具有較強(qiáng)的潤濕性、乳化性和分散性，兩 者同時使用，充分地發(fā)揮了表面活性劑的"協(xié)同增效"作用，提高了表面活性劑去除油污能 力，所以分離后，油回收率高達(dá)94%以上，鉆屑中油含量小于1%，達(dá)到《海洋石油勘探開發(fā) 污染物排放濃度限制》GB4914-2008相關(guān)環(huán)保要求。油基鉆屑再經(jīng)石油烴降解菌處理，油含 量小于0. 3%，達(dá)到《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》GB4284-84相關(guān)環(huán)保要求。該方法操作 簡單，設(shè)備投資少，回收的油可用于配制鉆井液，實(shí)現(xiàn)了資源化和無害化。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 實(shí)施例1
[0026] 將某油田油基鉆屑置于一帶有攪拌設(shè)施的容器內(nèi)，在200rpm不斷攪拌下，加入油 基鉆屑質(zhì)量的0.4%的W-035,攪拌3min ;加入油基鉆屑質(zhì)量的10%且質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的 乙二醇硬脂酸酯的甲醇溶液和20%且質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的仲烷基硫酸鈉水溶液，攪拌5min， 得到一混合物；將上述混合物在轉(zhuǎn)速為2500rpm，分離時間為5min條件下分離。
[0027] 實(shí)施例2
[0028] 將某油田油基鉆屑置于一帶有攪拌設(shè)施的容器內(nèi)，在300rpm不斷攪拌下，加入油 基鉆屑質(zhì)量的0.6 %的W-013,攪拌2min ;加入油基鉆屑質(zhì)量的10 %且質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 %的 山梨醇酐單油酸酯的乙醇溶液和20%且質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的十二烷基磺酸鈉水溶液，攪拌 IOmin,得到一混合物；在轉(zhuǎn)速為3000rpm，分離時間為5min條件下，對上述混合物進(jìn)行分 離。
[0029] 實(shí)施例3
[0030] 將某油田油基鉆屑置于一帶有攪拌設(shè)施的容器內(nèi)，在300rpm不斷攪拌下，加入油 基鉆屑質(zhì)量的1.0%的1-035，攪拌311^11 ;加入油基鉆屑質(zhì)量的20(%且質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10(%的 單硬脂酸甘油酯的乙酸乙酯溶液和20%且質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的十二烷基硫酸鈉水溶液，繼 續(xù)攪拌5min，得到一混合物；在離心機(jī)轉(zhuǎn)速為3500rpm,分離時間為5min條件下，對上述混 合物進(jìn)行分離。
[0031] 實(shí)施例4
[0032] 將某油田油基鉆屑置于一帶有攪拌設(shè)施的容器內(nèi)，在250rpm不斷攪拌下，加入油 基鉆屑質(zhì)量的0.8 %的W-026,攪拌5min ;加入油基鉆屑質(zhì)量的10 %且質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15 %的 乙二醇硬脂酸酯的乳酸丁酯溶液和25%且質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的N-油?；鵑-甲基牛磺酸鈉 水溶液，繼續(xù)攪拌IOmin,得到一混合物；在轉(zhuǎn)速為3300rpm，分離時間為8min條件下，對上 述混合物進(jìn)行分離；在分離后油基鉆屑中加入磷酸銨調(diào)節(jié)pH為7后,加入油基鉆屑質(zhì)量的 0. 1%的磷酸銨、0. 1%的磷酸氫二鉀、1. 0%的過氧化氫、1. 0%的木屑和0. 005%的BSG，攪 拌均勻。保持油基鉆屑含水率為20%?30%，每5天分析一次油含量，第10天油基鉆屑油 含量為0. 25%。
[0033] 實(shí)施例5
[0034] 將某油田油基鉆屑置于一帶有攪拌設(shè)施的容器內(nèi)，在300rpm不斷攪拌下，加入油 基鉆屑質(zhì)量的1.0%的W-033,攪拌3min ;加入油基鉆屑質(zhì)量的20%且質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的 單硬脂酸甘油酯的乳酸丁酯溶液和20%且質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的十二烷基苯磺酸鈉水溶液， 繼續(xù)攪拌8min，得到一混合物；在離心機(jī)轉(zhuǎn)速為2500rpm，分離時間為IOmin條件下，對上 述混合物進(jìn)行分離；在分離后油基鉆屑中加入硝酸銨調(diào)節(jié)pH為6后,加入油基鉆屑質(zhì)量的 〇. 1 %的硝酸銨、〇. 1 %的磷酸氫二鈉、1. 〇%的過氧化鈉、I. 〇 %的花生殼和〇. 005%的OBT， 攪拌均勻。保持油基鉆屑含水率為20%?30%，每5天分析一次油含量，第10天補(bǔ)充油基 鉆屑質(zhì)量的〇. 05 %的硝酸銨、0. 05 %的磷酸氫二鈉、0. 5 %的過氧化鈉和0. 0025 %的OBT， 第15天鉆屑油含量為0.28%。
[0035] 實(shí)施例6
[0036] 將某油田油基鉆屑置于一帶有攪拌設(shè)施的容器內(nèi)，在300rpm不斷攪拌下，加入油 基鉆屑質(zhì)量的1.0 %的W-029,攪拌4min ;加入油基鉆屑質(zhì)量的10 %且質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15 %的 山梨醇酐三油酸酯的異丙醇溶液和30%且質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的仲烷基硫酸鈉水溶液，繼續(xù) 攪拌IOmin,得到一混合物；在離心機(jī)轉(zhuǎn)速為3000rpm,分離時間為IOmin條件下，對上述 混合物進(jìn)行分離；在分離后的油基鉆屑中加入硫酸銨調(diào)節(jié)PH為8后，加入油基鉆屑質(zhì)量的 0. 1 %的硫酸銨、0. 1 %的磷酸二氫鈉、I. 0 %的過氧化鉀、I. 0%的木屑和0. 005%的ZL，攪 拌均勻。保持油基鉆屑含水率為20%?30%，每5天分析一次油含量，第10天油基鉆屑油 含量為0. 29%。
[0037] 實(shí)施例7
[0038] 將某油田油基鉆屑置于一帶有攪拌設(shè)施的容器內(nèi)，在300rpm不斷攪拌下，加入油 基鉆屑質(zhì)量的1.0%的1-013，攪拌511^11 ;加入油基鉆屑質(zhì)量的30(%且質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10(%的 山梨醇酐單油酸酯的異丙醇溶液和30%且質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的十二烷基磺酸鈉水溶液，繼 續(xù)攪拌IOmin,得到一混合物；在離心機(jī)轉(zhuǎn)速為3500rpm,分離時間為IOmin下，對上述混合 物進(jìn)行分離。在分離后的油基鉆屑中加入氯化銨調(diào)節(jié)PH為7. 5后，加入油基鉆屑質(zhì)量的 〇. 1%的氯化銨、〇. 1%的磷酸二氫鉀、1.0%的過氧化鈣、1.0%的玉米芯和0.005%的BSG， 攪拌均勻。保持油基鉆屑含水率為20%?30%，每5天分析一次油含量，第10天補(bǔ)充油基 鉆屑質(zhì)量的〇. 05%氯化銨、0. 05%磷酸二氫鉀、0. 5%過氧化鈣和0. 0025% BSG，第15天油 基鉆屑油含量為〇. 18%。
[0039] 實(shí)施例中油基鉆屑處理前的油含量采用索氏提取法，處理后的油含量采用氣相色 譜法。
[0040] 表1實(shí)施例1?7現(xiàn)場油基鉆屑的處理結(jié)果
[0041]

【權(quán)利要求】
1. 一種油基鉆屑處理方法，其特征在于包含以下步驟： (1) 破乳在不斷攪拌狀態(tài)下，向油基鉆屑中加入油基鉆屑質(zhì)量的0. 4%?1. 0%的破乳 劑； (2) 清洗在不斷攪拌狀態(tài)下，向步驟（1)破乳后的油基鉆屑中加入油基鉆屑質(zhì)量的 10 %?30 %的非離子表面活性劑溶液和20 %?30 %陰離子表面活性劑溶液，得到一油水 固混合物； (3) 分離將步驟（2)混合物進(jìn)行離心分離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的油基鉆屑處理方法，其特征在于：權(quán)利要求1之后還包括 石油烴降解菌處理步驟，即在步驟（3)分離后的油基鉆屑中加入酸堿調(diào)節(jié)劑，調(diào)節(jié)pH = 6?8,然后加入氮：磷為1:1，加量為油基鉆屑質(zhì)量的0.2%的營養(yǎng)劑、加入油基鉆屑質(zhì)量 的1. 〇%的供養(yǎng)劑、1. 〇%的膨松劑和〇. 005%的石油烴降解菌，攪拌均勻；保持溫度為15? 50°C，油基鉆屑含水率為20%?30%，每10天按初次量的50%補(bǔ)加營養(yǎng)劑、供養(yǎng)劑和石油 烴降解菌，直到油含量小于0. 3%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的油基鉆屑處理方法，其特征在于：所述的破乳劑是 W-013、W-026、W-029、W-033、W-035 中的一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的油基鉆屑處理方法，其特征在于：所述的非離子表面 活性劑是多元醇脂肪酸類，多元醇是山梨醇、乙二醇或丙三醇中的一種，脂肪酸是油酸或硬 脂酸，具體是指山梨醇酐單油酸酯、山梨醇酐三油酸酯、乙二醇硬脂酸酯或單硬脂酸甘油酯 中的一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的油基鉆屑處理方法，其特征在于：所述的非離子表面 活性劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%或15%，溶劑是甲醇、乙醇、異丙醇、乙酸乙酯或乳酸丁酯中的一 種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的油基鉆屑處理方法，其特征在于：所述的陰離子表面 活性劑是磺酸酯鹽類或硫酸酯鹽類中的一種，其中的磺酸酯鹽類是N-油酰基N-甲基?；?酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉，硫酸酯鹽類是十二烷基硫酸鈉或仲烷基硫酸鈉。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的油基鉆屑處理方法，其特征在于：所述的陰離子表面 活性劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 %或15 %或20%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2中所述的油基鉆屑處理方法，其特征在于：所述的酸堿調(diào)節(jié)劑是硝 酸銨、磷酸銨、硫酸銨或氯化銨中的一種，所述的營養(yǎng)劑是硝酸銨、氯化銨、硫酸銨、磷酸氫 二鉀、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉中的兩種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2中所述的油基鉆屑處理方法，其特征在于：所述的石油烴降解菌是 OBT或BSG中的一種。
【文檔編號】C09K8/524GK104373065SQ201410246028
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】馬雅雅, 何煥杰, 王中華, 詹適新, 呂寧超, 位華 申請人:中國石油化工集團(tuán)公司, 中石化中原石油工程有限公司鉆井工程技術(shù)研究院