海上油基钻屑热脱附装置研制与应用

油基钻屑环境危害大,经济价值高,处理难度大,国内外研究方向聚焦在实现油基钻屑的无害化处理、资源化利用和经济效益最大化。对油基钻屑处理技术的优缺点进行分析,优选出热脱附法是适合海上平台油基钻屑处理的技术路线。研究了热脱附技术,制定出技术路线图,并制造出第1代热脱附装置,在南海A平台开展测试,测试结果显示,单反应釜设计,处理速度慢,反应釜故障对整个系统影响大; 装置故障率高,处理效率低; 装置集成度低,安装周期长,占地面积大。针对以上问题,将装置改造升级为第2代热脱附装置:增加岩屑箱翻转架,提高上料速度; 双反应釜设计,提高处理速度; 装置集成为制氮装置撬、上料装置撬、热脱附装置撬、尾气处理撬、冷凝换热装置撬5大撬块,并在南海B平台应用。结果显示,占地面积由150 m²减小为120 m²,安装周期由7 d缩短至3 d,装置运行86 d,共处理1 116.4 t油基钻屑,平均日处理量13.0 t/d,最大日处理量21.7 t/d,处理后干渣含油率在1.3%～1.7%。     

微波处理油基钻屑脱油效果及特性研究

随着非常规油气田开发规模逐渐加大,油基泥浆的使用大规模增加,其钻井后产生的油基钻屑所造成的环境问题成为亟待解决的环保难题。在对油基钻屑性质分析的基础上,采用节能高效的微波处理法处理油基钻屑,分析了油基钻屑样品的组成,研究了微波功率、处理温度、处理时间以及石墨添加剂对除油效率的影响。结果表明,对于水质量分数2.41%、石油烃质量分数10.67%、固体质量分数86.92%的油基钻屑,微波功率越大,升温速率越快;石墨添加剂加入质量为油基钻屑的6%时,效果最佳,所达终温升高40℃;热解析最佳处理条件为温度250℃,时间30min,此时油基钻屑石油烃质量分数可降至0.23%,低于0.30%的农用土壤国家标准。     

新疆某油田油基钻屑热脱附残渣污染物筛查

针对油基钻屑热脱附残渣污染特性尚不明确、资源化利用难等问题,采用综合评价法和污染指数法,筛选并确定残渣污染因子.结果表明,油基钻屑热脱附残渣存在一定的污染特性,建议将有机物萘、苯并(a)芘、蒽、苯并(a)蒽、二苯并(a,h)蒽以及重金属锌、镉作为热脱附残渣潜在污染因子.结合当前研究现状,认为污染源多环芳烃主要来源于热转...     

氧化钙在油基钻屑热脱附中的协同作用

为了解决油基钻屑热脱附过程中所存在的能耗高、过度裂解改变油品性质和二次污染等问题，采用自主研发的动态电磁加热脱附实验装置，将氧化钙（CaO）作为添加剂与油基钻屑混合进行协同热脱附处理，考察了掺混CaO对反应工况、产物分布及性质的影响，分析了冷凝油与不凝气组分的变化特征。研究结果表明：①添加5%左右的CaO，可将脱附温度降低25 ℃，使回收油和不凝气产率分别提高9.0%和127.9%，使残渣含油率降低62.5%，并且减少了冷凝水的产量；②CaO催化促进了钻屑中油分裂解断链，增加了自由基碎片重新聚合的概率，提高了C19～C22化合物的产量，在一定程度上保持了基础油的性质；③不凝气中CH4、H2含量分别增加了12.1%和18.4%，吸收固定了CO2，提高了不凝气热值。结论认为：①CaO与油基钻屑协同热脱附有利于优化反应条件，提高不凝气热值，改善回收油品性质，是节能降耗、增加产品附加值的有效途径；②CaO对油基钻屑热脱附具有催化长链烃裂解和促进结焦积碳的双重作用，因而需要结合实际情况确定最佳的掺混比例。     

氧化钙在油基钻屑热脱附中的协同作用

为了解决油基钻屑热脱附过程中所存在的能耗高、过度裂解改变油品性质和二次污染等问题,采用自主研发的动态电磁加热脱附实验装置,将氧化钙(CaO)作为添加剂与油基钻屑混合进行协同热脱附处理,考察了掺混CaO对反应工况、产物分布及性质的影响,分析了冷凝油与不凝气组分的变化特征。研究结果表明:①添加5%左右的CaO,可将脱附温度降低25℃,使回收油和不凝气产率分别提高9.0%和127.9%,使残渣含油率降低62.5%,并且减少了冷凝水的产量;②CaO催化促进了钻屑中油分裂解断链,增加了自由基碎片重新聚合的概率,提高了C₁₉～C₂₂化合物的产量,在一定程度上保持了基础油的性质;③不凝气中CH₄、H₂含量分别增加了12.1%和18.4%,吸收固定了CO₂,提高了不凝气热值。结论认为:①CaO与油基钻屑协同热脱附有利于优化反应条件,提高不凝气热值,改善回收油品性质,是节能降耗、增加产品附加值的有效途径;②CaO对油基钻屑热脱附具有催化长链烃裂解和促进结焦积碳的双重作用,因而需要结合实际情况确定...     

油基钻屑微波热处理技术研究进展

随着社会不断发展,人们对能源的消耗逐年递增,为缓解能源紧张问题,我国正积极开发页岩气能源。页岩气开发开采过程中需要大量使用油基钻井液,这将导致大量含油钻屑的产生。油基钻屑处理不当会对周围环境产生巨大危害,因此,油基钻屑的无害化处理成为亟待解决的问题。通过简述常规油基钻屑处理技术,介绍微波处理技术的原理、特点及研究进展和展望。为油基钻屑微波热解处理技术高效节能、安全环保,为油基钻屑的资源化处理提供了新的思路和方向。     

页岩气油基钻屑萃取处理技术

随着页岩气、致密气等非常规油气的开发,因油基钻井液较水基钻井液有不可替代的优点,油基钻井液的使用规模逐渐增加,但钻井过程中产生的油基钻屑是含油危险废弃物,对环境、生态及安全均产生严重的影响。因此,研发了一种萃取剂CQJ,形成了适合于处理页岩气油基钻屑萃取工艺。该萃取剂CQJ与常规溶剂相比,具有闪点高、挥发性低、萃取效果好、毒性低的优点。对四川页岩气某区块油基钻屑进行了油基钻屑萃取处理中试,累计处理油基钻屑56 m3,取得了良好的效果。结果表明:处理后钻屑含油量平均达到0.76%,其钻屑浸出液指标符合污水排放标准;萃取剂回收率平均达到95.4%,油回收率平均达到91.5%,萃取剂可重复使用,同时回收油性能满足二次配制油基钻井液要求,实现了无害化、资源化,不造成二次污染的目标。      

油基钻井液含油钻屑无害化处理工艺技术

开发出一种新型油基钻井液含油钻屑无害化处理工艺技术,该技术将甩干机机械除油处理工艺、高效除油剂化学处理技术和石油微生物处理等3种除油处理技术通过科学设计、合理的配比有机集成在一起.利用该技术对新疆油田阜东081井白油包水钻井液和苏10-32-45CH井全油基钻井液中的钻屑进行了处理,取得了良好的效果,通过离心甩干和生物法处理后,钻屑的含油量降至了1.17％,符合国际通用含油量不大于2％的指标要求,达到了预期的效果.应用结果表明,该工艺是一种操作简单、投资小、处理效率高、可靠性好的含油钻屑无害化处理及油类回收利用的新技术,具有较好的社会效益和经济效益.     

油基钻井液含油钻屑水射流除油技术

针对某油田含油钻屑深度除油的难题,进行了污染物分析,开发了含油钻屑水射流除油技术。通过用水分测定器测定主要成分含量,用微波消解—电感耦合等离子体质谱法测量重金属含量,对含油钻屑进行分析,得出主要污染物为油类。通过研究不同条件下的除油效果,最终确定了水射流除油技术的最佳工艺:泵压为0.4 MPa,流量为271 L/min,喷嘴类型为40°实心锥型喷嘴,射流时间为20 s,射流高度为110 mm。用Oil420 型红外测油仪测得处理后钻屑含油量为1.32%,除油率为95.76%,可直接排放。且产生的污水经测试,EC₅₀ 远大于30 000 mg/L,BC 比值在25% 以上,安全无毒、可降解,无环境污染问题,成功解决了含油钻屑深度除油的难题。      

油基岩屑热脱附处理技术研究进展

近年来,油基岩屑热脱附处理技术因处理后残渣含油率可小于0.3%、油回收率高于75%等优点,在油基岩屑环保治理中得到了广泛的应用,但该技术的瓶颈问题也越来越突出,主要表现为:单套设备处置能力低、装备能耗高等。为此,基于对国内外大量文献资料、现场应用情况的调研,从油基岩屑热脱附机理、工艺及设备、主要影响因素、资源化利用等方面,系统介绍了油基岩屑热脱附处理技术的研究进展及应用情况,指出了该工艺技术存在的问题并提出了今后研究方向的建议。研究结果表明:(1)油基岩屑热脱附过程分为水分与轻质油、重质油、重质烃等不同成分分离阶段;(2)一段式和两段式工艺及设备结构主要热源有微波、电磁、天然气或柴油;(3)加热温度、加热时间对残渣含油率、回收油回收率及组分的影响最大;(4)残渣可用于制砖、筑路材料、土壤回填材料等资源化利用。结论认为:(1)油基岩屑热脱附技术存在着能耗成本偏高、装置稳定运行能力低、设备针对性不足等问题;(2)今后需加强油基岩屑预处理、热脱附工艺参数优化、传热传质优化、残渣多途径资源化利用等方面的研究。     

长宁、威远页岩气开发国家示范区油基岩屑处理实践分析

页岩气井水平段钻井过程中产生大量的油基岩屑,其资源化利用的研究越来越受到人们的重视,相关实践取得了长足进展。长宁、威远页岩气开发国家示范区采用LRET技术和热解析技术开展油基岩屑处理实践,处理后的油含量小于1%(w),油回收率达到95%以上。特别是采用LRET技术处理后,浸出液的毒性、易燃性、腐蚀性、反应性和急性毒性等指标均检测合格。这为油基岩屑的安全、环保、高效处理积累了经验。