页岩气油基钻屑脱油灰渣资源化利用进展

针对页岩气开发过程中产生的油基钻屑在堆放、运输和处理过程中均有可能对环境造成危害的问题,研究油基钻屑脱油灰渣的处置和资源化利用现状。在实际应用中,各种资源化利用技术由于政策、环保标准、经济性等原因,除水泥窑协同处置技术外,很多技术还不能大量推广应用。文章通过系统调研,阐述了各项技术的原理、优缺点及资源化利用所面临的政策障碍、实际应用及二次污染等问题,指出了资源化利用技术在开发过程中需要加强过程污染控制、开展相关政策和标准制定、提高产品高附加值等方面研究。     

页岩气油基钻屑热馏处理技术研究和应用

文章从油基钻屑及其特征出发,通过对油基钻屑的TG-IR、比热容等热分析,以热馏理论为核心研制了拥有自主知识产权的高效处理装置。该装置采用PLC自动控制系统,运用了石化行业的热蒸馏技术、煤化工行业的无氧热干馏技术、冶金行业移动床颗粒物料流动技术、粉煤热解处理中含尘干馏气混相处理技术等多项技术,处理后的残渣含油率≤0.3%,是减少污染、连续生产的处理装置。     

热脱附技术处理油基钻屑实验研究

页岩气非常规油气开发中产生油基钻屑,属于《国家危险废物名录》(2016)中的HW08类危险废物,是影响非常规油气开发的环保难题。油基钻屑中含有大量的矿物油,通过热脱附技术能够实现油基钻屑的安全处理,既能保证处理后残渣满足环保要求,又能回收矿物油。利用室内实验装置进行了加热温度和停留时间对油基钻屑的热脱附过程影响的实验研究,并分析了处理后固相残渣和回收油的基本属性。结果表明采用热脱附技术对于油基钻屑具有良好的处理效果,经检测,处理后残渣的含油率低于1%,回收油可以重新用于配置油基泥浆,性能满足使用要求,实现了回收油的资源化再利用。     

热脱附处理页岩气油基钻屑的研究与应用

介绍了油基钻屑的来源、组成、危害、处理方法以及热脱附技术研究进展与应用。综述了热脱附原理与工艺,并重点分析了钻屑性质、处理温度、停留时间、载气流速或压差、添加剂对油基钻屑处理效果的影响。讨论了当前热脱附处理油基钻屑存在处理过程能耗高、废气二次污染、废热回收利用率低等问题,提出针对油基钻屑性质选取合适的改性添加剂、提高传质传热效率、探究协同效应机理等油基钻屑高效节能处理的改进方向。     

页岩气油基钻屑剩余固相建材资源化利用进展

针对页岩气开发过程中产生的油基钻屑残渣,对其在建材领域的资源化利用现状进行综述,主要从用作道路填料、作为原材料烧制水泥、免烧陶粒和烧结陶粒、免烧砖和烧结砖及加气混凝土砌块五个方面进行总结。以ODCRs为原材料,采取固化稳定法制备路基、路面填料、免烧砖和陶粒以及加气混凝土砌块、混凝土等资源化产品,是目前最直接、简便的方式,但仍存在潜在的环境风险,应对其长期浸出性能进行追踪和评估。高温煅烧处理制备陶粒、砖和水泥能有效地消除ODCRs中的有机物,固化其中的重金属等污染物成分,但其掺量对烧结制品的组成和性能影响较大,尤其是水泥生产过程中BaO会抑制C₃S的生成,因而掺量受到限制。采用ODCRs制备陶粒支撑剂用于油气田开发可实现资源的循环利用,是目前较有发展前景的资源化利用方式。     

油基钻屑低温热脱附处理工艺模拟

为减少油基钻屑对环境的不良影响和危害,并最大限度地回收资源,提出采用低温热脱附的方式 对其进行处理。通过钻井液油水固相分离装置并结合正交实验法对低温热脱附处理工艺进行模拟研究,选用 热重分析仪及气相色谱研究油基钻屑热解失重规律以及回收油总石油烃分布。结果表明：低温热脱附处理油 基钻屑的主要影响因素为处理温度,其次为停留时间,升温速率影响最小,350℃处理温度下,即可将油基钻屑 热脱附残渣含油率降至0.3％以下,满足GB4284—2018《农用污泥污染物控制标准》;油基钻屑中含水率的增 加有利于提高低温热脱附效果,原料含水率在5％～10％时热脱附效果及经济性最好;低温热脱附回收油品质 好,和原料总石油烃分布基本一致。     

页岩气油基钻屑真空热解工艺优化试验

涪陵页岩气田油基钻屑热解技术具有油回收率高、稳定可靠、安全环保的优点,针对其存在能耗高、易结焦、回收油品质量低等工程实际问题,在充分调研现场热馏炉式连续回收处理设备的基础上,自制了热 解模拟试验装置。通过研究单因素对热解效果的影响,优选了油基钻屑热解参数,试验表明：热解终温、停留时间、升温速率、真空度对油基钻屑热解效果均有影响,其中热解温度是影响油基钻屑热解效果的主要因素;其次 正交试验筛选出了油基钻屑热解最佳运行条件,当热解温度为400℃,停留时间为50min,升温速率为30℃/min, 真空度为0.1MPa,试验未发现结焦现象,处理后的油基钻屑残渣含油率为0.29％,满足GB4284—2018《农用污泥污染物控制标准》农用地标准（含油率小于0.30％）;热解矿物油测试分析表明热解前后矿物油的组分分布 基本一致,以烷烃类（60％以上）和芳烃类（约占10％）为主,属典型油基钻屑中总石油烃类分布,热解试验并未 破坏基础油组分,回收矿物油的品质较高。     

转速对油基钻屑热解炉温度场影响的数值模拟

页岩气开采所产生的油基钻屑在采用热解法的处理过程中,为探究油基钻屑在回转窑内的温度场分布情况,采用Fluent软件对回转窑进行建模并对油基钻屑在窑内热解过程进行数值模拟。结果表明:当回转速度为0.02rad/s时,内部温度场较为均匀且物料温度较高,适宜油基钻屑的热解,转速过低或过高均会影响物料的均匀混合与升温速率;物料刚进入窑体内部时,温度有一个急剧攀升至660K的过程,其后温度变化较为平缓。结合模拟结果,选用适中的回转速度可提高油基钻屑热解温度,从而提高热解效果。     

含油钻屑处理技术现状及发展趋势

针对微生物处理、热脱附、热清洗、焚烧和萃取等含油钻屑处理技术存在普适性差、资源浪费、技术不成熟或投资较高等问题,探究更为高效、性价比高的含油钻屑处理技术。分析了国内外含油钻屑处理的法律法规,对目前国内外常用的含油钻屑常规处理技术、资源化利用技术,及其应用现状进行了综述,通过对各类技术的对比分析,提出含油钻屑处理技术高效低成本、"高价值"基础油回收与固相残渣的资源化利用、工厂化和随钻化处理的双极发展趋势,对油基钻井液中的基础油、水进行回收利用,处理后的固相可以转化为可利用的资源。     

海上油基钻屑电磁热脱附参数优化及应用评价

选取某三级海域A平台钻井过程中离心机出口的油基钻屑开展电磁热脱附实验,分析实验过程中脱附温度、脱附时间对钻屑干渣含油量的影响规律,在此基础上优化设备运行参数:脱附温度300℃,脱附时间40 min,在此条件下,干渣含油量可达到0.84%。根据参数优化结果对现场应用进行指导,结果表明:一次性进料1 t,实际脱附温度300～320℃,脱附时间40 min,实际干渣含油量1.30%～1.70%;A平台电磁热脱附设备运行86 d,共处理油基钻屑1 116.40 t,平均处理量12.98 t/d,最大处理量21.70 t/d;油基钻屑在海上平台进行热脱附处理,实现了无害化处理,资源化利用,经济效益最大化。为提高设备处理能力,建议提高设备稳定性和增加预加热模块,为确保处理后尾气连续达标排放,建议增加尾气实时检测系统。     

废油基钻井液处理及油回收技术研究

目前现场处理废油基钻井液一般采用集中填埋或回注地层方法,这不仅难以解决其污染问题,同时也浪费了其中所含有的大量柴油资源。通过大量的实验室和现场试验研究,使用“化学热洗-析油-离心”处理工艺,油回收率达到84%以上;研制开发出的清油剂-凝聚剂-絮凝剂化学热洗配方体系,适用于多种废油基钻井液的回收油处理,具有较好的工业推广应用前景。     

废弃油基钻井液处理技术概况及其应用＊

文章阐述了热蒸馏、溶剂萃取、超临界流体抽提、坑内密封掩埋、注入安全地层或环行空间、生物修复、化学破乳几种废弃油基钻井液处理技术及其应用实例,分析各处理技术的优缺点。每一种处理技术都存在不足,必须结合油田实际生产,选择适宜有效的处理技术。生物修复法是当前最具前景也是最具难度的处理技术。     

微电解技术处理钻井污水的试验研究

采用铁屑/活性炭微电解法,对化学混凝处理后的钻井污水进行试验研究,得出最佳工艺条件:起始pH为1.0、铁/炭质量比为10、反应时间3h,宜选择活性炭、铸铁作为微电解法的材料。多因素正交试验表明:对CODCr去除能力的影响顺序为:起始pH>液固比>铁/炭质量比,对两种有代表性的活性炭分别确定了最佳工艺条件。在四川普光气田普光A-2井现场试验表明,化学混凝——铁屑/活性炭微电解处理钻井污水,能够达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准要求。     

固化剂在钻井液不落地生产中的应用

选用5种固化剂对钻井液进行室内固化试验和现场应用研究。抗压强度试验结果表明:脲醛树脂、丙烯酞胺凝胶体、无机固化剂高炉矿渣、无定形硅粉及复合固化剂CQGH-1中,复合固化剂CQGH-1固化效果最好,固化体抗压强度最大;对5种固化剂形成的固化体浸出液进行铜、锌、镉、铬和铅等含量分析,结果表明:复合固化剂CQGH-1固化体浸出液达到GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》要求,从而得出CQGH-1为最佳固化剂。进行了最佳加量试验,得出最佳加量为25%。现场应用表明,CQGH-1固化效果好,固化体浸出液满足GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》,且复合固化剂CQGH-1经济效益优于传统固化剂。     

废弃水基钻井液固化处理研究

废弃水基钻井液固化处理是当前油田环保急需解决的问题之一。研究利用油田的几种废弃水基钻井液,选择固化技术对其进行固化处理,探讨几种无机和有机添加剂对处理效果的影响,优选相对较好的添加剂配方,并对其固化机理作了初步分析。结果表明：采用无机胶凝剂和少量有机固化剂配制的复合型团化剂,固化效果较好,固化物的浸出液毒性均在ＧＢ３５５０－８３控制的指标之内,成本低廉,收到较好的社会与经济效益。