[發明專利]一種弱固化劑及其制備方法、使用方法和應用

在審

• 申請號: 202211290430.2
• 申請日: 2022-10-21
• 公開（公告）號: CN115502181A
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 嚴海源;郭曉軒;馬春旭;張永;肖偉;王賀寧;李斌;郭玉樹;石大磊;李偉
• 申請（專利權）人: 中海油田服務股份有限公司
• 主分類號: B09B3/40
• 分類號: B09B3/40;B09B3/70
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所(普通合伙) 11276
• 代理人: 高衛靜

本發明屬于石油化工領域，具體涉及一種弱固化劑及其制備方法、使用方法和應用，尤其涉及一種海上固井液廢棄物用弱固化劑及其制備方法。本發明的弱固化劑，按重量份數計，包括：硫酸鋁10?20份，陽離子環氧氯丙烷?多亞乙基多胺縮聚物0.3?1.0份。本發明的弱固化劑針對海上常用的兩種水泥漿、兩種鉆井液形成的固井液廢棄物，可以快速縮短固井液廢棄物的膠凝時間，使其在短時間內形成具有較低強度的固結體，無自由水，能夠達到裝袋運輸的要求，降低了運至陸上進一步處理的難度與風險。

技術領域

本發明屬于石油化工領域，具體涉及一種弱固化劑及其制備方法、使用方法和應用，尤其涉及一種海上固井液廢棄物用弱固化劑及其制備方法。

背景技術

根據海洋保護需要和國家法規，海上油田作業需執行廢棄物全回收，據統計，渤海油田鉆井過程中，平均單井產生固井液廢棄物約為600m³，中海油已將固井液廢棄物全回收納入服務合同中，但固井液廢棄物的現場減量化至今還沒有成熟的工藝方案，如果不完善固井液廢棄物處理技術短板，將會嚴重影響海上鉆井業務開展，隨著環保形勢的日益嚴峻，海洋作業落實零排放政策，亟需研究適應于海上固井液廢棄物處理技術。

海上固井液廢棄物主要由水泥漿、鉆井液、隔離液等廢液組成，國內外對于固井液廢棄物的處理已經探索多年，隔離液主要是海水基高分子聚合物溶液，國內外處理方法類似，主要有物理法、生物法、化學法三類。固井水泥漿廢棄物主要由油井水泥和不同類型的添加劑組成，不僅占用海上平臺大量空間，而且易造成二次污染，一般需送回陸地上處理，在海上平臺難以直接處置。鉆井液作為油田常見工作廢液處理方式成熟且多樣，主要有直接排放法、直接填埋法、坑內密封法、土地耕作法、脫穩干化處理法、注入安全地層等。

海上固井液廢棄物一般以混漿的形式存在于平臺之上，混漿中含有一定量的油井水泥、重晶石、石灰石等固相組分，同時還含有水泥漿、鉆井液、隔離液添加的各種化學處理劑，成分極其復雜。現有在平臺上對固井液廢棄物的簡單儲存技術，若存儲時間延長，可能產生膠凝的現象，提高了后續處理的難度。

發明內容

本發明的目的是針對海上以固井水泥漿、鉆井液為主的固井液廢棄物，提出了一種弱固化劑及其制備方法、使用方法和應用。本發明采用弱固化的方法，使固井液廢棄物達到快速弱固化的目的，形成具有弱強度的固體或半固體，然后運送回陸上進行進一步處理。

具體的，本發明的弱固化劑，按重量份數計，包括：硫酸鋁10-20份，陽離子環氧氯丙烷-多亞乙基多胺縮聚物0.3-1.0份。

上述的弱固化劑，按重量份數計，包括：硫酸鋁13-17份，陽離子環氧氯丙烷-多亞乙基多胺縮聚物0.4-0.6份。

上述的弱固化劑，按重量份數計，包括：硫酸鋁15份，陽離子環氧氯丙烷-多亞乙基多胺縮聚物0.5份。

上述的弱固化劑，所述陽離子環氧氯丙烷-多亞乙基多胺縮聚物的分子量為2000-3000。

另一方面，本發明提供了所述的弱固化劑的制備方法，包括將硫酸鋁與陽離子環氧氯丙烷-多亞乙基多胺縮聚物按比例直接混合均勻。

上述的弱固化劑的制備方法，所述陽離子環氧氯丙烷-多亞乙基多胺縮聚物由以下方法制備：

將多亞乙基多胺和水加入到反應釜中，攪拌均勻，在50-60℃下緩慢加入環氧氯丙烷，待環氧氯丙烷加完后，將體系溫度升至70-80℃，反應3-4h，降溫，得到陽離子環氧氯丙烷-多亞乙基多胺縮聚物。

上述的弱固化劑的制備方法，所述多亞乙基多胺與所述環氧氯丙烷的質量比為(1-2)：(3-5)。

又一方面，本發明還提供了上述的弱固化劑在處理海上固井液廢棄物中的應用。