在钻井作业全过程中难以避免地会排放少量钻井液、岩屑,完井时在井筒中也会排出钻井液,这就是钻井废液的主要组成,钻井废液是一种稳定胶体体系,含有钻屑、油类、化学处理剂以及黏土等多项成分。
1钻井废液的无害化处理实验
1.1钻井废液中的污染成分
本研究将某煤层气钻井工程作业中产生的钻井废液当作原材料,钻井废液中的污染成分如表1所示。从表1中看出,除总铬浓度、pH值已经达到了“GB8978-1996”标准中的一级排放标准之外,其他指标远远大于“GB8978-1996”标准中的相关排放标准。
1.2实验仪器与药品
本研究所使用的仪器设备主要包括:1若干玻璃仪器;2含油分析仪、CODcr与p H值测定仪、分析天平、浊度仪、原子吸收分光与721分光以及原子荧光光度计等测试仪器、分析仪器。主要药品包括:硫酸、氢氧化钠、双氧水、石油醚、PFL、 ALS、PAL以及中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司的PC-1。
1.3钻井废液的无害化处理工艺技术
通过利用泥浆泵,把废液池上层的废液传送至脱稳混凝反应池之中,该处的钻井废液密度较低;并将脱稳混凝剂、混凝助剂加入到脱稳混凝反应池之中,待脱稳混凝剂、混凝助剂与废液进行反应之后,再利用泥浆泵把经过反应后的废液传送至固液分离装置之中,待固相分离之后,对其进行固化;若分离后的液相能够达到排放标准的要求,就可以直接排放,但如果分离后的液相达不到排放标准的要求,就要将其传送至深度处理反应器,经过深度处理,达标之后方可排放。
2实验研究
2.1脱稳混凝剂优化研究
2.1.1脱稳混凝剂种类对效果的影响
在钻井废液量相同的前提下,采用PFL、ALS、PAL、PC-1四种脱稳混凝剂进行试验,加入7×103mg/L的脱稳混凝剂。结果发现,PC-1型脱稳混凝剂的处理效果最为优良,比较容易进行固液分离,经过PC-1处理之后的废液,其液相色度、石油类、 CODcr以及SS污染物的含量明显较低。其中,液相色度、p H值、石油类以及SS均能达到“GB8978-1996”标准中的一级排放标准,CODcr可以达到三级排放标准。综上,确定PC-1为本研究的脱稳混凝剂。
2.1.2脱稳混凝剂加入量对效果的影响
在钻井废液量相同的前提下,向废液中加入脱稳混凝剂PC-1,加入量不同。结果发现,脱稳混凝剂的加量越大,其效果也就越好;如果脱稳混凝剂的加入量超过8×103mg/L,处理效果不会出现太大的变化。综上,确定PC-1脱稳混凝剂的加入量为8×103mg/L。
2.2混凝助剂优化研究
2.2.1混凝助剂种类对效果的影响
在钻井废液量相同、PC-1脱稳混凝剂的加入量为8×103mg/L的前提下,加入PA(属于非离子型助凝剂)、HPA(属于部分水解型助凝剂)、QP(属于阳离子型助凝剂,阳离子度为28%)三种混凝助剂。结果发现,HPA、QP的助凝效果明显较好,但考虑到HPA助凝剂的阴离子特征,易受p H值产生的影响,需要加碱对p H值进行调节,工艺相较而言比较复杂,所以,确定QP为本研究的混凝助剂。
2.2.2混凝助剂加入量对效果的影响
在钻井废液量相同、PC-1脱稳混凝剂的加入量为8×103mg/L、混凝助剂QP为的前提下,加入不同量的QP。结果发现,混凝助剂QP的最佳加入量为20mg/L;当加入量低于20mg/L时,经过处理后的絮体相较而言十分松散,且沉降速度也比较缓慢, 液相中的CODcr、石油类以及悬浮物等指标较高;当加入量大于20mg/L时,经过处理后的絮体也存在沉降速度比较缓慢的问题。综上确定混凝助剂QP的加入量为20mg/L。
采用类似方法,对氧化剂、p H值以及作用时间进行实验,结果发现,最佳氧化剂为YH,其最佳加入量为2×103mg/L;p H值最佳为5~6;最佳作用时间为60分钟。
3结语
综上所述,钻井废液的无害化处理问题是一个重要的环境安全问题,对煤层气的安全开采、环境安全产生着一定的影响。本研究分析了钻井废液中的各项污染指标,并探讨了会对无害化处理产生影响的各种条件,得出了无害化处理的最优化处理条件。
摘要：在煤层气开采过程中,必须要进行钻井作业,钻井废液就是钻井作业过程中所产生的。煤层气钻井废液的成分组成比较复杂,且含有多种有害物质,在环境保护治理领域中一般将煤层气钻井废液成为“特殊作业废液”。钻井废液中含有多种会对环境造成影响或危害的有害物质,例如盐类、可溶性微量元素、油类以及钻井液添加剂等,这些有害物质会对环境、人体健康构成潜在危害或直接危害,因此,必须要对煤层气钻井废液进行无害化处理。本篇论文主要对煤层气钻井废液无害化处理工艺技术进行了分析与探究。
关键词：煤层气,钻井废液,无害化处理,工艺,技术
参考文献
[1] 毛志新,张太亮,赵德银,莫林,郭威,钟水清.煤层气聚合物钻井废液无害化处理研究[J].钻采工艺,2012,03:82-85+13.
[2] 范莉,庞红斌,郭威,许诗雪.煤层气钻井废液无害化处理优化工艺室内研究[J].天然气勘探与开发,2012,03:73-76+87.
[3] 叶春松,郭京骁,周为,张弦.页岩气压裂返排液处理技术的研究进展[J].化工环保,2015,01:21-26.