[發明專利]浸取鉆屑中油分的溶劑及浸取方法

有效

• 申請號: 201210574360.3
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103111086A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 王豪;王兵;劉振偉;任宏洋;張聰;徐陽
• 申請（專利權）人: 成都市幅原環保科技有限責任公司
• 主分類號: B01D11/02
• 分類號: B01D11/02
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 劉興亮

技術領域

本發明涉及一種用于固液浸取的溶劑及浸取方法，具體涉及一種浸取鉆屑中油分的溶劑浸取方法。

背景技術

在石油和天然氣勘探開發的鉆井過程中需要大量的鉆井液，常用的鉆井液可分為水基與油基兩種。油基鉆井液的組成主要是柴油、鹽類、聚合物等，相對于水基鉆井液，其潤滑性高、對巖土抑制性強，可以更好清洗井眼，并潤滑和冷卻鉆頭，同時通過循環將鉆井過程產生的鉆屑帶出井口。在復雜地層、深井、水平井等鉆井過程中使用油基鉆井液比水基鉆井液具有更多的優勢。然而，油基鉆井液在使用過程中，會排放出大量含油鉆屑，其中的柴油對環境產生嚴重污染，若不加處理直接排放到海洋或陸地，會污染水體或土壤，危害生物和人類的健康。同時，含油鉆屑的含油率高達10至35%，若能將其回收，可產生較高的經濟效益。近年來，隨著油基鉆井液的大量使用，世界各國相繼制定了含油鉆屑的排放法規，一般要求含油率低于3%或更低才能排放。

目前，針對油基鉆進液排放的含油鉆屑的無害化處理研究不多，現有的方法包括固化、回注、焚燒、生物處理、離心分離、化學清洗、熱解吸、浸取等方法。

固化法是通過加入處理劑將含液量高的鉆屑固化，然后進行填埋。將固體處理劑（粉煤灰和磷肥）和液體處理劑（Mg，Ca，Al的氯化物）按照一定比例加入廢鉆井液鉆屑中，經過攪拌混合使其固化，然后排放到生產現場的填埋池，實現對廢鉆井液鉆屑的無害化處理，該法可用于處理水基和油基廢鉆井液鉆屑，但僅適于高含水率大于60%，低含油率小于5%的鉆屑，而對于高含油率，低含水率的含油鉆屑處理效果不佳，并且引入的金屬離子可能產生二次污染，另外，鉆屑填埋占用較多土地。

回注法是將鉆屑從固控設備傳輸到處理設備內，通過研磨、剪切和篩選，使鉆屑的粒度滿足回注要求，通過高壓注入泵將鉆屑漿注入到地層內的一種工藝。將鉆井流體和切屑物質的混合物引入干燥器，利用干燥器產生干切屑物質，再利用正壓氣動輸送設備將鉆屑送到地層，實現了鉆井零排放的目標。但是，采用回注技術必須選擇合適的地層施工，否則可能出現回注鉆屑污染地下淡水資源和其它儲層，同時需要高壓操作，對回注井井身強度要求高，處理費用較高。

焚燒法是以焚燒含油鉆屑中的油分來達到降低鉆屑含油率的目的。含油鉆屑焚燒時會放出煙氣污染大氣，易造成二次污染，并且能耗極高，不能回收油分，因此該項技術的使用受到限制。

生物處理是利用微生物氧化分解鉆屑中的油分。將發酵料和含油鉆屑按照一定比例混合堆腐30天，然后投放微生物菌種氧化分解45天。該技術工藝簡單、無污染、成本低，但是處理周期很長，地域條件限制大，并且不能回收油分。

離心分離是利用離心技術分離鉆屑與油分的方法。利用離心機處理含油鉆屑，直徑大于0.076mm的鉆屑都能通過離心機甩干排出，通過調整離心機的轉速可減少鉆屑的含油率。該法工藝簡單、成本低，但僅針對于高含液量的鉆屑有較好的離心效果，而且離心效果較差，處理后的鉆屑仍難以達到排放標準。

化學清洗法首先利用溶于水中的乳化劑將鉆屑表面的油膜包住，使其聚集成為油滴而離開巖屑表面，再通過攪拌機的離心作用，使分散的含油污水從鉆屑表面脫離，若需要回收油分，則還需要加入破乳劑使油水分離。在處理西非深水鉆井排出的含油鉆屑時，使用0.5%烷基苯磺酸鈉和0.1%三聚磷酸鈉的水溶液清洗15分鐘，過濾甩干鉆屑。該方法需要加入大量水，導致處理后產生含油污水的二次污染，因此還需配套后續污水處理系統，處理費用較高。

熱解吸法是將鉆屑加熱到油分的氣化溫度，使油分氣化，再收集冷凝后的油分，從而實現油分與鉆屑的分離。專利WO00/49269采用熱解吸法，以熱的可燃氣體作為熱源，使含油鉆屑中的液體氣化來處理含油鉆屑。采用真空熱解吸來處理鉆屑。在熱解吸法的基礎上，在鉆屑中加入了凝結劑，以防止加熱過程中鉆屑微粒被蒸汽帶出，然后加熱鉆屑冷凝回收產生的蒸汽，實現油分的分離回收。熱解吸法工藝較簡單，但是，油分的氣化需要200℃以上的高溫，能耗較高且熱效率極低，因此投資大。采用化學氧化法與熱解吸法結合，首先使用破乳劑（烷基苯酸鹽、芳烷基磺酸等）處理含油鉆屑，再將含油鉆屑于無機酸（硫酸）混合使其pH<1，然后將酸化的鉆屑與堿土（石灰）混合，利用酸堿中和反應產生的放熱效應，使得鉆屑中的油分蒸發，再經過冷凝回收油分。該方法能耗比常規的熱解吸法低得多，但是需要消耗大量破乳劑、無機酸，水和堿土，運行成本高，而且處理效果不佳。