[發明專利]用于化石燃料開采站的廢物處理方法

在審

• 申請號: 201580038027.2
• 申請日: 2015-05-12
• 公開（公告）號: CN107075395A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 大衛·約翰·帕金森;尼克·盧克·帕爾默
• 申請（專利權）人: DPS布里斯托爾（控股）有限公司
• 主分類號: C10J3/66
• 分類號: C10J3/66;E21B41/00;E21B43/22;E21B43/36;E21B21/06
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 王基才

技術領域

本發明涉及一種用于化石燃料開采站的廢物處理方法。

背景技術

化石燃料開采站，例如油井和用于石油、天然氣以及其它化石燃料勘探的鉆井場地，通常位于偏遠地區的陸地或海上。此外，石油勘探將繼續在具有挑戰性的偏遠地區進行，例如北極和南極。

除了開采化石燃料之外，一些化石燃料的開采過程中會產生廢物流，而其中至少一部分廢物流含有高熱值的材料。例如，鉆井過程需要鉆井液沖洗在鉆井孔的鉆井巖屑并將鉆井巖屑保持在懸浮狀態。常見的鉆井液包括基于石油產品(例如柴油)的油基鉆井液(OBMs)和基于合成油的合成油基鉆井液(SBMs)。鉆井液和鉆井巖屑是需要處理的副產品。鉆井液可被循環至一定程度，但是有必要處理不可再循環的鉆井液和被鉆井液污染的鉆井巖屑。海上鉆井站的鉆井巖屑和鉆井液的常規處理方法包括將這些廢物排放到海底、重新注入鉆井或運輸至陸地進行填埋處理。陸上鉆井站的鉆井液和鉆井巖屑則采用填埋處理。但是，現有的處理方法可能對環境造成危害。

強化采油回收(EOR)過程是化石燃料開采過程中另一個會產生含有高熱值材料廢物流的過程。EOR是一種通過將流體注入油田中來采收油田中更大比例的油的方法。一種常見的方法是聚合物驅油，將水和聚合物的混合液注入油田以將油驅向生產井，從生產井孔中開采的流體是含有聚合物的油和采出水(例如從生產井產生的副產物水)的混合物。油可以與采出水分離，在一些情況下，還可以分離出一部分水用于再利用(例如重新注入油田)。然而，剩余的采出水必須處理。由于采出水中含有高含量(通常200ppm～1000ppm，或者200mg/kg～1000mg/kg)的聚合物，因此將采出水排放至海水中(海上油田開采站)或將其在蒸發池(陸上油田開采站)中蒸發的方法是不理想和/或違反環境法規的。

化石燃料開采站通常位于世界的偏遠地區，因此處理這些高熱值材料是困難和/或高成本的。

有鑒于此，確有必要提供一種用于化石燃料開采站的廢物處理方法。

發明內容

根據本發明的一個方面，本發明提供了一種用于化石燃料開采站的廢物處理方法，其包括以下步驟：處理化石燃料開采過程中生成的開采廢物，將其轉化為具有比開采廢物更高熱值的一級廢物；將一級廢物和二級廢物混合成熱解原料，二級廢物的熱值比一級廢物低；在熱解單元中將熱解原料熱解獲得熱解炭；以及在氣化單元中將熱解炭氣化，形成合成氣和灰分。

所述一級廢物為高熱值廢物，所述二級廢物為低熱值廢物，所述一級廢物的熱值比所述二級廢物的熱值高。

將高熱值廢物和低熱值廢物混合可以調節獲得的熱解原料的總熱值，使其在熱解和氣化過程中可以被處理。將高熱值廢物與低熱值廢物混合還可以使低熱值廢物在自持性熱解和氣化過程中被處理，并且可調節熱解原料的含水量。

高熱值廢物，例如一級廢物，具有大于30兆焦耳/千克(MJ/kg)的熱值(CV)。低熱值廢物，例如二級廢物，包括人類和/或消費者廢物，具有小于20MJ/kg的熱值，例如具有10MJ/kg～20MJ/kg的熱值。

熱解原料可以是泥漿形式。

處理開采廢物包括干燥開采廢物，廢物處理方法還包括將混合后的一級廢物和二級廢物進行干燥。干燥可以在干燥器中進行，干燥器可以是真空干燥器。

化石燃料開采過程可以是石油和/或天然氣的開采過程。

化石燃料開采過程是強化采油過程，開采廢物包括強化采油過程中的采出水。強化采油過程包括聚合物驅油，采出水中含有聚合物。在聚合物驅油中，長鏈聚合物分子與水混合后注入油田，增加水的粘度，從而降低水/油遷移率，使得水和聚合物的混合物能有效地驅動油向生產井移動。

采出水中聚合物含量為200ppm～1000ppm或200mg/kg～1000mg/kg。

化石燃料開采過程中可以產生含有油和采出水的回收流體，采出水是油分離過程中產生的廢物，油分離過程中石油從采出水中分離。

采出水處理過程包括從采出水中沉淀和分離固體。可以通過調節采出水的pH將固體沉淀。從采出水中沉淀固體還可用電凝法。分離過程可以在沉降槽中進行。此外，還可以使用分離裝置進行分離，分離裝置包括一個或多個旋風分離器、過濾器和/或離心機。

化石燃料開采過程可以為鉆井過程，例如用于石油和/或天然氣開采井的鉆井過程，開采廢物可以包括鉆井巖屑和鉆井液。石油和/或天然氣開采井的鉆井過程可以是鉆井孔的鉆井過程(即在該過程中不開采石油或天然氣)。鉆井液為油基鉆井液(OBM)。油基鉆井液具有優于其它類型鉆井液的優點，尤其是油基鉆井液可用于增強鉆井過程的滲透速率。