CN109133559B - 一种降低钻井废弃磺化泥浆化学需氧量的药剂及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种降低钻井废弃磺化泥浆化学需氧量的药剂，由过氧化物、次氯酸盐中的一种或两种药剂与絮凝剂复配而成，其复配的质量比例为：若过氧化物与絮凝剂复配，则过氧化物占5％‑10％，絮凝剂占90％‑95％；若次氯酸盐与絮凝剂复配，则次氯酸盐占9％‑15％，絮凝剂占85％‑91％；若过氧化物、次氯酸盐与絮凝剂复配，则过氧化物占4％‑13％，次氯酸盐占6％‑16％，絮凝剂占71％‑90％。本发明还提供一种利用上述药剂降低钻井废弃磺化泥浆化学需氧量的方法。

Description

一种降低钻井废弃磺化泥浆化学需氧量的药剂及方法
技术领域
本发明属于石油天然气领域，具体涉及一种降低钻井废弃磺化泥浆化学需氧量(COD)的药剂以及利用该药剂来降低钻井废弃磺化泥浆化学需氧量的方法。
背景技术
在石油与天然气的开采、钻探及修井过程中会产生大量的钻井废弃泥浆；由于开采过程中使用了大量的化学药剂，使得钻井废弃泥浆成分复杂，主要表现出化学需氧量高、pH高、具有油的复杂性及多变性，以及由于钻井作业所带来的分散性及流动性。
就化学需氧量而言，钻井废弃磺化泥浆中有机物主要来源于钻井过程中使用的化学药剂、润滑剂，其含量高达几万甚至几十万毫克每升，远远大于周边环境的含量；这一现象导致周边环境中化学需氧量的含量升高，从而使生态环境的恶化；因此在油田环保中将化学需氧量作为衡量钻井废弃磺化泥浆处理重要指标。
钻井废弃磺化泥浆中化学需氧量是衡量废弃磺化泥浆中还原性物质的存在量，其中主要以有机污物为主；化学需氧量越高，表示废弃磺化泥浆中有机物含量越大。
近年来由于钻井深度的增加，钻井过程对磺化泥浆使用的推崇越来越高，其量越来越大，使得废弃泥浆中污染物的浓度越高，对周围环境的土壤、地表(下)水污染越发严重。
目前针对钻井废弃磺化泥浆中化学需氧量的降解主要是絮凝沉降，该方法将钻井废弃泥浆中有机物分离至液相中使其脱离固相，虽然降低了固相中化学需氧量含量，但增加了液相中化学需氧量，同时这种方法对钻井废弃磺化泥浆中的化学需氧量降解程度不够彻底，对液相造成二次污染。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种降低钻井废弃磺化泥浆化学需氧量的药剂以及利用该药剂来降低钻井废弃磺化泥浆化学需氧量的方法，降解钻井废弃磺化泥浆中的有机物物质，从而达到降低化学需氧量的目的。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种降低钻井废弃磺化泥浆化学需氧量的药剂，由过氧化物、次氯酸盐中的一种或两种药剂与絮凝剂复配而成，其复配的质量比例为：
若过氧化物与絮凝剂复配，则过氧化物占5％-10％，絮凝剂占90％-95％；
若次氯酸盐与絮凝剂复配，则次氯酸盐占9％-15％，絮凝剂占85％-91％；
若过氧化物、次氯酸盐与絮凝剂复配，则过氧化物占4％-13％，次氯酸盐占6％-16％，絮凝剂占71％-90％。
进一步地，过氧化物包括过氧化氢、过氧化钠等。
进一步地，次氯酸盐包括次氯酸钠、次氯酸钙等。
进一步地，絮凝剂包括无机絮凝剂、有机絮凝剂、生物絮凝剂。
进一步地，还包括pH调节剂，该pH调节剂包括柠檬酸、山梨酸等。
一种降低钻井废弃磺化泥浆化学需氧量的方法，其步骤包括：
将上述药剂溶解后，加入到待处理的钻井废弃磺化泥浆中，经充分混合反应，以降低钻井废弃磺化泥浆中的化学需氧量。
进一步地，在加入所述药剂前，先调节所述钻井废弃磺化泥浆的pH值为6～9。
进一步地，通过一接收装置收集钻井废弃磺化泥浆，并于该接收装置中采用本方法进行降低钻井废弃磺化泥浆化学需氧量的处理，该接受装置可为罐体。
进一步地，该罐体上设置一搅拌装置，用于搅拌钻井废弃磺化泥浆，以防止沉淀。
本发明取得的有益效果如下：
本发明通过调节钻井废弃磺化泥浆的pH值，能够在处理过程中降低化学药剂使用量，增加处理效果。将本发明的药剂加入到钻井废弃磺化泥浆中进行氧化反应，反应机理如下：过氧化物与絮凝剂复配作用钻井磺化泥浆进行氧化时，反应过程中会生成羟基自由基，通过电子转移或亲电加成的方式无选择性的降解磺化泥浆中的有机物，使其转变为二氧化碳与水；次氯酸盐与絮凝剂复配作用钻井磺化泥浆进行氧化时，反应过程中会生成次氯酸根自由基，次氯酸根自由基可进一步***生成羟基自由基，同时可以得到激发态的氧原子，从而降解磺化泥浆中的有机物，使其转变为二氧化碳与水；过氧化物、次氯酸盐与絮凝剂复配作用与钻井磺化泥浆时，反应过程会生成羟基自由基及激发态的氧原子，从而降解磺化泥浆中的有机物，使其转变为二氧化碳与水。由于药剂与磺化泥浆作用过程中反应剧烈，会产生大量的二氧化碳，使钻井磺化泥浆中充满气泡，有可能导致罐体中盛装的磺化泥浆溢冒，造成土壤二次污染，上述药剂配比在降解磺化泥浆中有机物含量的同时避免由于药剂使用不当造成的土壤二次污染风险。
本发明通过药剂能够降解钻井废弃磺化泥浆的有机物物质，降解后的污染物其化学需氧量含量符合规定，可以进行重复利用，不会对环境造成二次污染。本方法处理过程简单易操作，处理周期短，投资成本低，具有很好的环境、社会和经济效益。
具体实施方式
为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，作详细说明如下。
本实施例应用本发明提出的药剂和方法，以降低钻井废弃磺化泥浆的化学需氧量，具体如下：
采用一接收装置用于收集盛装所需处理的钻井废弃磺化泥浆，然后通过一预处理模式对该钻井废弃磺化泥浆进行pH调节，最后通过一药剂投加模式将药剂溶解后直接添加至该钻井废弃磺化泥浆中，并使药剂与该钻井废弃磺化泥浆充分混合反应，以达到降低化学需氧量的目的。
所述接收装置是指为了避免污染物遗漏或在散过程中对周边环境造成污染，造成不必要成本及工作量的增加，对污染物进行收集，可通过罐体盛装等方法实现。所述罐体盛装可以在罐体中适当地添加一搅拌装置，防止钻井废弃磺化泥浆沉淀，降低处理难度。
所述预处理模式pH调节是为了在处理过程中降低化学药剂使用量，增加处理效果，可将钻井废弃磺化泥浆在降解化学需氧量前进行pH调节，使其pH值在6-9之间。
所述药剂是指用过氧化物(过氧化氢、过氧化钠等)、次氯酸盐(次氯酸钠、次氯酸钙等)、中的一种或两种药剂与絮凝剂(无机絮凝剂、有机絮凝剂、生物絮凝剂)复配加入到钻井废弃磺化泥浆中，用以降低钻井废弃磺化泥浆中的化学需氧量。其中，所述药剂的复配比例(质量占比)具体如下：
1、过氧化物与絮凝剂复配成药剂A，其中过氧化物占5％-10％，絮凝剂占90％-95％。
2、次氯酸盐与絮凝剂复配成药剂B，其中次氯酸盐占9％-15％，絮凝剂占85％-91％。
3、过氧化物、次氯酸盐与絮凝剂复配成药剂C，其中过氧化物占4％-13％，次氯酸盐占6％-16％，絮凝剂占71％-90％。
上述药剂溶解后加入到钻井废弃磺化泥浆中与不溶解直接添加相比，溶解后的药剂能够更加充分地与所需处理的钻井废弃磺化泥浆混合和反应，能避免药剂的浪费。
通过本发明的药剂及方法降低钻井废弃磺化泥浆中化学需氧量，需要首先对钻井废弃磺化泥浆进行收集、调节pH，再添加药剂进行氧化处理，最终做到钻井废弃磺化泥浆中化学需氧量彻底降低，实现资源化利用。
实验对比
现场对西北油田的多个钻井进行多组废弃磺化泥浆的标准采样，利用传统药剂和本发明提出的药剂进行降低化学需氧量COD处理，每组废弃磺化泥浆的样本量均为1000g，加入的药剂量均为0.15％，调整pH值进行充分反应，检测反应后的COD值，相关数据见以下表1-2。其中，表2选用的药剂A、B、C的组分的特定占比并不用于限制，实际当中可根据上述给出的占比范围在两端值以及两端值之间选择合理比值进行配比。
表1传统药剂处理
Figure BDA0001828790360000041
表2本发明的药剂处理
Figure BDA0001828790360000042
由上述表1-2可知，利用传统药剂处理后的COD值在278.8～322.2之间，平均值约为301.5，而利用本发明的药剂处理后的COD值在53.9～110.2之间，平均值约为86.8，明显低于前者。由此可见，相较于传统药剂，本发明的药剂在降低钻井废弃磺化泥浆化学需氧量上效果更佳，更能实现资源化利用。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，本领域的普通技术人员可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，本发明的保护范围应以权利要求书所述为准。

Claims (9)

1.一种降低钻井废弃磺化泥浆化学需氧量的药剂，其特征在于，由过氧化物、次氯酸盐中的一种或两种药剂、絮凝剂和pH调节剂组成，其中pH调节剂包括柠檬酸、山梨酸，过氧化物、次氯酸盐中的一种或两种药剂与絮凝剂复配，其复配的质量比例为：
若过氧化物与絮凝剂复配，则过氧化物占5％-10％，絮凝剂占90％-95％；
若次氯酸盐与絮凝剂复配，则次氯酸盐占9％-15％，絮凝剂占85％-91％；
若过氧化物、次氯酸盐与絮凝剂复配，则过氧化物占4％-13％，次氯酸盐占6％-16％，絮凝剂占71％-90％。
2.如权利要求1所述的降低钻井废弃磺化泥浆化学需氧量的药剂，其特征在于，过氧化物包括过氧化氢、过氧化钠。
3.如权利要求1所述的降低钻井废弃磺化泥浆化学需氧量的药剂，其特征在于，次氯酸盐包括次氯酸钠、次氯酸钙。
4.如权利要求1所述的降低钻井废弃磺化泥浆化学需氧量的药剂，其特征在于，絮凝剂包括无机絮凝剂、有机絮凝剂、生物絮凝剂。
5.一种降低钻井废弃磺化泥浆化学需氧量的方法，其特征在于，步骤包括：
将上述权利要求1～4任一所述的药剂溶解后，加入到待处理的钻井废弃磺化泥浆中，经充分混合反应，以降低钻井废弃磺化泥浆中的化学需氧量。
6.如权利要求5所述的降低钻井废弃磺化泥浆化学需氧量的方法，其特征在于，在加入药剂前，先调节钻井废弃磺化泥浆的PH值为6～9。
7.如权利要求5所述的降低钻井废弃磺化泥浆化学需氧量的方法，其特征在于，通过一接收装置收集钻井废弃磺化泥浆，并于该接收装置中采用本方法进行降低钻井废弃磺化泥浆化学需氧量的处理。
8.如权利要求5所述的降低钻井废弃磺化泥浆化学需氧量的方法，其特征在于，接收装置为罐体。
9.如权利要求8所述的降低钻井废弃磺化泥浆化学需氧量的方法，其特征在于，罐体上设有一搅拌装置。
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