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。     

浮选法处理油基钻屑实验研究

油基钻屑因组成复杂、处理难度大,成为固废处理领域主要难题之一.在组成和性质分析的基础上,采用浮选法处理油基钻屑.通过单因素实验考察了磨矿时间、浮选时间、捕收剂用量和抑制剂用量对油基钻屑浮选效果的影响.结果表明:磨矿时间18 min、浮选时间35 min、捕收剂用量1400 g/t、抑制剂用量1600 g/t,浮选尾矿的...     

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。      

油基钻屑改质流体燃料处理技术研究

本文针对国内外对于油基钻屑处理存在的二次污染、能耗高、油回收利用率较低、处理成本高、安全性能较差等问题,研究了油基钻屑改质流体燃料处理技术,该技术通过细粒化、乳化分散等工艺,将油基钻屑改质为流体燃料,改质后得到的流体燃料燃烧性能达到了水煤浆一级标准,是一种理想的流体燃料,达到油基钻屑资源化处理的目的。通过川西地区GS307-2井、JS33-19井现场应用,表明该技术能够实现钻井过程中现场随钻、快速、安全处理油基钻屑,实现变废为宝、节能减排的目的,具有很高的工业价值和应用前景。     

油基钻屑电磁加热脱附可行性及参数优化

油基钻屑含有大量的矿物油、乳化剂等化学药剂,成分复杂、处理困难,是页岩气等非常规油气开发的环保难题。为此,设计了一套油基钻屑电磁加热脱附处理设备,并进行了现场小试试验。通过检测电磁加热设备热脱附处理后的钻屑残渣含油率,分析试验过程中的温度变化规律,对设备处理油基钻屑的可行性进行了初步验证,并在此基础上优化了设备的主要运行参数:温度、负荷、时间。结果表明:1该电磁加热脱附处理设备对于油基钻屑具有良好的处理效果,处理后残渣含油率低于1%;2该设备适用范围广,可同时处理钻井过程中产生的编织袋、防渗塑料布等其他含油废物;3处理固控系统振动筛出渣(物料A)的最佳条件为温度375℃、进料负荷15 L/h、时间45 min;4处理固控系统离心机出渣(物料B)的最佳条件为温度350℃、进料负荷20 L/h、时间50 min;5电磁加热脱附炉内部温度的波动不受设定温度的影响,对不同负荷的物料也均能保证内部温度的稳定,具有稳定的控制温度能力和良好的保温效果。     

微波处理含油钻屑实验研究

利用微波对含油钻屑进行脱油处理,研究微波处理含油钻屑的机理及影响因素。采用单因素变量法研究了微波处理时间、微波功率、钻屑处理量和钻屑初始含液率等因素对微波处理含油钻屑效果的影响。实验结果表明,微波作用的前2 min内含油钻屑的温升最迅速,钻屑的含液率在处理的前3 min降低速率最大;微波功率与处理效果正相关,在微波功率一定的情况下,单次处理的钻屑量存在一个最佳值,针对本套装置为30 g为最佳值;通过对比实验组发现,当钻屑初始含液率为11. 3%(其中含水率为3. 7%、含油率为7. 6%)时达到最好的处理效果,通过分析处理量和钻屑初始含液率对处理效果的影响行为,可发现含油钻屑孔隙度对处理效果有较大影响。     

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...     

化学清洗处理高含油率油基钻屑的研究

在使用油基钻井液进行油气勘探开发的过程中会产生大量的油基钻屑,若不对其进行正确、高效的处理则容易造成严重的环境污染及资源浪费。以高含油率(35.2)的油基钻屑为研究对象,采用化学清洗法处理油基钻屑,筛选出了一种高效除油的清洗剂:2.0 SDS+0.25 TX-100+0.86硅酸钠+5.0正丁醇+91.89去离子水。实验表明此清洗剂除油效率可达97.3,处理后钻屑中油固比为0.02。采用3.5 NaCl溶液(模拟海水)配制的清洗剂,可以提高钻屑除油率。该研究为钻井现场直接利用海水处理油基钻屑提供了新的思路和借鉴。     

锤磨热解析处理油基钻井液钻屑的效果评价

锤磨热解析是解决目前页岩气钻井过程中油基钻井液含油钻屑处理难题的新型环保技术,但国内对该技术的研究起步较晚,对其处理性能尚缺乏有效的评价手段和方法。为此,以处理效果、能耗以及处理量为评价指标,建立了含油钻屑锤磨热解析处理性能的评价体系,并在四川盆地长宁—威远国家级页岩气示范区某钻井平台建成了含油钻屑锤磨热解析处理站,开展含油钻屑锤磨热解析试验、建立系统能量平衡方程评价能耗、利用正交试验方法评价处理量,进而形成了一套评价含油钻屑锤磨热解析处理性能的方法。研究结果表明:(1)含油钻屑锤磨热解析处理性能评价体系准则——处理后固相残渣含油率小于1%、回收油含固率小于0.3%,系统热效率大于节能评价值88%、热利用率大于95%,锤磨热解析机单位功率处理量大于4.23×10-3 t/(h·k W);(2)在工作温度310℃、处理时间10 min的优化工况下,处理后的固相残渣含油率为0.88%,回收油含固率为0.28%,处理效果能满足环保标准;(3)锤磨热解析技术的热效率高达93.39%,热利用率高达98.82%,不仅处理含油钻屑效率高,而且节能降耗优势明显;(4)预处理含油钻屑以降低含水率可以显著提高处理量,而预热含油钻屑对于提高处理量的效果则不明显。结论认为,该研究成果为提高含油钻屑锤磨热解析处理性能提供了参考,并且利用回收油重配的油基钻井液能够满足现场钻井的要求,实现了油资源的有效再利用。     

油基泥浆钻屑处理技术发展现状及展望

本文对比了目前常规的几种油基泥浆钻屑的处理技术,对油基泥浆钻屑的未来处理技术的发展做了展望。     

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%。     

咪唑类离子液体协同正丁醇处理油基钻屑的研究

目的解决在使用溶剂萃取法处理油基钻屑的过程中,有机溶剂作为萃取剂存在闪点低、易挥发、安全隐患大等的问题。 方法对比正丁醇采用具有安全性高、萃取能力强的咪唑类离子液体协同正丁醇处理油基钻屑。 结果通过对比可知,溴化1-乙酸-3-十八烷基咪唑离子液体与正丁醇质量比为1.0∶10.0,钻屑与萃取剂质量比为1∶3,萃取40 min,6 000 r/min离心5 min,萃取率可达到99.19%,钻屑中含油率从23.30%降至0.19%,萃取剂闭口闪点从35 ℃提高至57 ℃,危险等级从Ⅱ级降至Ⅲ级,蒸气压从0.739 kPa降至0.476 kPa,极大地提高了正丁醇的安全性能。 结论离子液体协同正丁醇,极大地提高了其闪点,降低了其蒸气压。      

油基钻屑常温清洗—微生物联合处理技术

油基钻井液因具有抑制性强、润滑性好、抗高温、抗污染、安全和钻速快等优点而被广泛应用在对非常规油气资源的勘探开发工作中,而其钻屑矿物油含量高、乳化严重、不易回收等缺点也成为环保治理的难点。为此,针对不同类型油基钻屑的物性特点,将高效清洗剂破乳清洗处理、油—水—固三相分离和石油微生物消除等3种工艺有机集成,试制出一套油基钻屑现场处理装置,形成了油基钻屑常温清洗—微生物联合处理技术。经过对4口井的油基钻屑进行放大试验,结果表明:油相回收率超过85%,清洗后废渣总石油烃含量小于2%,再经生物深度处理30天后,废渣中总石油烃含量降至0.3%以下,均达到相关标准的要求。结论认为:该联合处理技术实现了油相的回收再利用以及废渣的无害化处理,不仅有效解决了油基钻屑环保治理难题,而且还节约了钻井工程综合成本,具有良好的推广应用前景。     

页岩气井油基钻屑新型环保无害化处理技术

页岩气井使用油基钻井液钻井过程中通常会产生大量的含油钻屑,如果不能对其进行合理的处理不仅会对环境带来严重的污染,还会造成一定的资源浪费.因此,室内通过大量处理剂的优选及评价,研究出一种适用于页岩气井油基钻屑的新型化学复合清洗液体系,其主要由高效除油剂SCY-6、生物表面活性剂SWS-3和润湿反转剂STJ-2组成,室内对...     

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...     

油基钻屑热解析油的异味去除实验研究

油基钻井液产生的含油钻屑大多采用热解析的方法净化处理,但这种高温热解析回收的残余油存在难闻的异味,严重影响了热解析油在油基钻井液中的回收利用效果。通常情况下,物质产生异味的主要原因是其中含有易挥发的异味组分。采用蒸馏方法测定了现场柴油基钻屑热解析油中的低沸点馏分含量,研究了酸解方法、吸附-离心方法以及蒸馏方法对热解析油的异味去除效果,同时,采用气-质联用仪测定了热解析油处理后的组分,分析了热解析油产生异味的原因。结果表明:热解析油中低于150℃的馏分含量为2.5%,这些轻质组分是其产生异味的主要原因。该热解析油经酸解或吸附-离心后,仍然存在一定量的低沸点烯烃等成分,不能去除异味。蒸馏方法能有效去除热解析油中的低沸点馏分,将收集的高沸点馏分油回收用于油基钻井液,异味去除效果明显,现场可操作性强。      

油基钻屑热解析油的异味去除实验研究

油基钻井液产生的含油钻屑大多采用热解析的方法净化处理,但这种高温热解析回收的残余油存在难闻的异味,严重影响了热解析油在油基钻井液中的回收利用效果。通常情况下,物质产生异味的主要原因是其中含有易挥发的异味组分。采用蒸馏方法测定了现场柴油基钻屑热解析油中的低沸点馏分含量,研究了酸解方法、吸附-离心方法以及蒸馏方法对热解析油的异味去除效果,同时,采用气-质联用仪测定了热解析油处理后的组分,分析了热解析油产生异味的原因。结果表明：热解析油中低于150℃的馏分含量为2.5%,这些轻质组分是其产生异味的主要原因。该热解析油经酸解或吸附-离心后,仍然存在一定量的低沸点烯烃等成分,不能去除异味。蒸馏方法能有效去除热解析油中的低沸点馏分,将收集的高沸点馏分油回收用于油基钻井液,异味去除效果明显,现场可操作性强。     

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。