[发明专利]一种以天然气钻井废弃物为原料的路基填料及其制备方法

说明书

本发明涉及天然气钻井废弃物的资源化利用，具体公开了一种以天然气钻井废弃物为原料的路基填料及其制备方法。通过对钻井泥浆的分类管控，针对不同井段的泥浆进行化学改良、破胶处理和焚烧处理，并筛选改良剂、优化焚烧工艺，利用处理后的无害化固体废弃物制备具有建材性能的路基填料，使钻井废弃物得到了充分的资源化应用，可产生良好的社会效益与经济效益。

技术领域

本发明涉及天然气钻井废弃物的资源化利用，具体地说，涉及一种以天然气钻井废弃物为原料的路基填料及其制备方法。

背景技术

随着时代的发展和人类的进步，人们对化石能源的消耗日益加大，化石能源的主要组成部分是石油和天然气。石油和天然气的获取方式主要是通过钻井，但是石油天然气勘探钻井过程会产生大量的钻井废弃物，包括钻井岩屑和钻井泥浆等，成为石油天然气工业的主要污染源之一。由于工程需求，天然气钻井泥浆中加入了化学添加剂，混合了水、膨润土等物质，造成石油烃、色度、pH等指标较高。近两年，钻井队对水基泥浆及复合基泥浆的使用量越来越大，随之而来的费用增长和环境污染问题也越来越严重。为了保护钻井生产周边的环境，需要对废弃物进行处理，降低废弃物对环境的影响。

对于天然气开采过程，包括第一次开钻(一开)井段、第二次开钻(二开)上部井段、第二次开钻(二开)下部和第三次开钻(三开)井段，三个井段使用的钻井液体系不同。一开采用的是普通膨润土泥浆，即采用清水加入膨润土粉水化分散而成，二开上部井段，使用的是清水聚合物钻井液体系，加入的添加剂种类较少，主要为聚丙烯酰胺类的聚合物，二开下部和三开阶段使用的是聚磺\钾基聚磺钻井液体系。

目前天然气开采行业内，油气田钻井三个阶段产生的废弃泥浆一般由泥浆不落地作业队进行随钻收集，然后在废弃物集中处理厂统一混合存放，然后经破胶处理和压滤，所得的固体废弃物均为一般工业二类废弃物，后期资源化利用难度和处理量大，处理成本高。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种以天然气钻井废弃物为原料的路基填料及其制备方法。

为了实现本发明目的，本发明的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种以天然气钻井废弃物为原料制备路基填料的方法，包括如下步骤：

(1)将钻井泥浆(钻井泥浆为钻井岩屑和废弃钻井液的混合物)进行分类，得到第一类泥浆和第二类泥浆；所述第一类泥浆为第一次开钻和第二次开钻上部的钻井泥浆；所述第二类泥浆为第二次开钻下部和第三次开钻的钻井泥浆；

其中，第二次开钻上部为钻井的650～2750m处；第二次开钻下部为钻井的2750～3500m处；

(2)将步骤(1)得到的第一类泥浆与破胶剂和改良剂混合进行破胶处理，后经压滤处理得到第一类固体废弃物；

(3)将步骤(1)得到的第二类泥浆与破胶剂混合进行破胶处理，后经压滤处理得到第二类固体废弃物；然后对所述第二类固体废弃物进行焚烧处理，得到焚烧产物；

(4)将步骤(2)得到的第一类固体废弃物和步骤(3)得到的焚烧产物混合，即得路基填料。

进一步地，所述改良剂为硫酸钙、硫酸铁或硫酸亚铁。

本发明对破胶剂的种类及来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售破胶剂即可，优选为聚合氯化铝、次氯酸钠和双氧水中的一种或多种。破胶处理优选在破胶罐中进行。

更进一步地，本发明经过对改良剂成分、用量和破胶剂用量进行多因素对比实验，筛选得到了如下三种较为优选的方案：

(1)所述改良剂为硫酸亚铁，用量为第一类泥浆质量的0.3％～0.6％；所述破胶剂的用量为第一类泥浆质量的1.0％～1.4％；