[发明专利]页岩气钻井产生的油基固废的回收和利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及天然气勘探领域，具体而言，涉及一种页岩气钻井产生的油基固废的回收和利用方法。

背景技术

页岩气(shale gas)是赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，与“煤层气”、“致密气”同属一类。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。页岩气很早就已经被人们所认知，但采集比传统天然气困难，随着资源能源日益匮乏，作为传统天然气的有益补充，人们逐渐意识到页岩气的重要性。

页岩气主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，页岩气是主体上以吸附或游离状态存在于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气，它可以生成于有机成因的各种阶段天然气主体上以游离相态(大约50％)存在于裂缝、孔隙及其它储集空间。

以吸附状态(大约50％)存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面，极少量以溶解状态储存于干酪根、沥青质及石油中天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中为天然气生成之后，在源岩层内的就近聚集表现为典型的原地成藏模式，与油页岩、油砂、地沥青等差别较大。与常规储层气藏不同，页岩既是天然气生成的源岩，也是聚集和保存天然气的储层和盖层。因此有机质含量高的黑色页岩、高碳泥岩等常是最好的页岩气发育条件。

页岩亦属致密岩石，故也可归入致密气层气。它起始于阿巴拉契亚盆地的泥盆系页岩，为暗褐色和黑色，富有机质，可大量生气。储集空间以裂缝为主并可以吸附气和水溶气形式赋存，为低(负)压、低饱和度(30％左右)，因而为低产。但在裂缝发育带可获较高产量，井下爆炸和压裂等改造措施效果也好。

页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点——大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，使得页岩气井能够长期地稳定产气。但页岩气储集层渗透率低，开采难度较大。随着世界能源消费的不断攀升，包括页岩气在内的非常规能源越来越受到重视。美国和加拿大等国已实现页岩气商业性开发。

在页岩气勘探钻井过程中，为了获得更多的页岩气，往往在钻达目的层——页岩层位时要采取水平钻井，而为了在水平层实现快速安全钻井，保护油气层，往往钻井过程中要使用油基泥浆进行钻井，国内油基泥浆主要采用柴油或白油作为基础油加入其它添加剂配置而成，由于油基泥浆的使用，进而会造成油基固废的产生，这些固废中一部份主要为掏泥浆罐而形成油基渣泥，一部份为油基钻屑，一个单井油基固废产生量约350立方米左右，一个井组(一般5—7口井)将产生2000—2500立方左右的油基固废，其中油基渣泥占总油基固废量的20—30％，其含油量比油基钻屑高得多，达30—60％不等，环境危害性更大，处理难度更高，这已成为页岩气钻井环境保护工作的难题，不仅油基渣泥国家把它列入了“危废”进行管理，而且按现行固化处理对其处置，由于其含油量较高，是不能直接进行固化处置的，也无法实现固化处置，同时，直接处置也不符合国家规定。

而且，如果采用离心方式油基固废其进行处理，由于油基渣泥中的油主要是被包裹在渣泥中，渣泥颗粒表面粘附的较少，不仅油难以被离心脱除，同时处理成本也高，并且离心渣泥被粘附在离心机上，也难以清除；如果采用常规的污泥脱水的压滤处理方式对其进行处理，不论采用板式、还是框式或带式压滤，压滤效果都不好，同时，压滤渣泥粘附滤布上，清除也十分困难。

所以，目前本领域对于页岩气钻井作业产生的废弃油基固废的有效处理仍然是的一项技术难题，有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是针对页岩气勘探钻井作业产生的油基固废，包括油基渣泥和油基钻屑，开发了一种机械物理法对页岩气钻井产生的油基固废进行回收和利用的方法，油基固废中所含的油能够被压滤回收用于调配油基泥浆，而脱除油后的油基渣泥和油基钻屑因为其含油量均很低，可以将其直接固化处理后用于路基材料中，或者将其填埋，也不会对环境造成污染。

通过该方法能够对油基固废进行综合有效处理，回收利用，不仅能够防止不能被合理处理的油基固废污染环境，而且还能够废物回收再利用，真正意义上达到了节能减排的目的。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

页岩气钻井产生的油基固废的回收和利用方法，包括以下步骤：

a、利用特种压滤机对页岩气钻井产生的油基固废进行压滤处理，回收其中的油；

b、将回收的所述油回用于调配页岩气钻井所用的油基泥浆中；将脱油后的油基固废固化处理后直接填埋，或者回用于井场建设中。