一种适用于聚磺钻井液废液的高效脱色剂.docxVIP

doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2014.06.012一种适用于聚磺钻井液废液的高效脱色剂李青洋 1， 蒋官澄 1， 谢水祥 2， doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2014.06.012 一种适用于聚磺钻井液废液的高效脱色剂 李青洋 1， 蒋官澄 1， 谢水祥 2， 韩子轩 1， 陈倩 3， 赵泽 1 （1. 中国石油大学（北京）石油工程教育部重点实验室，北京 ；2. 中国石油集团安全环保技术研究院，北京 ； 3. 中国石油大学（北京）重质油国家重点实验室，北京） 李青洋等 . 一种适用于聚磺钻井液废液的高效脱色剂 [J]. 钻井液与完井液，2014，31（6）：43-46. 摘要 用丙烯酰胺（AM）和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）作单体合成了适用于聚磺钻井液废液的脱 色剂 PAD。利用配制的聚磺钻井液废液，对脱色剂 PAD 的脱色性能进行了评价，并通过红外扫描和聚磺钻井液废液 色度来源的分析，对脱色剂的脱色机理进行了研究。评价结果表明，当脱色剂的加量为 0.35 g/L、废水 pH 值为 4、搅 拌速度为 30 r/min、搅拌时间为 2 min 时，具有最佳的脱色效果，出水色度控制在 10 倍以内，且能将 COD 去除率保 持在 93.8%。通过与其它脱色剂进行实验对比发现，PAD 不但脱色率高，且剩余絮体体积不到其它脱色剂的 1/2，同 时具有很高的 COD 去除率，是一种针对聚磺钻井液废液的高效脱色剂。 关键词 脱色剂 ；聚磺钻井液 ；废钻井液 ；环境保护 ；合成 ；机理 中图分类号：TE92 文献标识码：A 文章编号：1001-5620（2014）06-0043-04 引言 聚磺钻井液体系在高温环境下性能非常稳定且成 本较低，所以现在中国在井深超过 3 000 m 的井段钻 进时仍然以聚磺钻井液体系为主。据调查，钻一口井 深为 3 000 ～4 000 m 的普通油气井，完井后废弃的 聚磺钻井液约有 300 m3。随着油气资源勘探开发难 度的加大，这种井会越来越多，也就意味着聚磺钻井 液废液的量可能会越来越大。聚磺钻井液废液色度高 且难处理，而中国对一般工业废水排放时的色度要求 为 50 倍（一级标准）和 80 倍（二级标准）。 目前现场对聚磺钻井液废液的处理方法主要为固 化法和固液分离法，但固化法的浸出液和固液分离出 水的色度往往都高达 1 000 多倍 [1-2] ；虽然有一些方法 和工艺（氧化法、活性炭吸附等）能够使聚磺钻井液 废液的色度达标，但成本都相对较高，而且整体工艺 也不成熟，很难在现场大规模应用 [3-4] ；市面上的脱 色剂又大都存在 COD 难控制和絮体体积太大的问题。 由于聚磺钻井液配制方法灵活，经过高温地层循环以 后出来的废液成分极为复杂，且其胶体稳定性极强， 常规的磺化处理剂在水中溶解性都比较好，且这些处 理剂的色度都非常高，这就使聚磺钻井液废液脱色问 题成了一个亟待解决的难题 [5]。现在中国未见专门对 聚磺钻井液废液色度进行处理的报导，更未见用阳离 子聚丙烯酰胺处理聚磺钻井液废液色度的机理研究。 0 1 实验部分 1.1 实验药品和仪器 亚硫酸钠、过硫酸钾、乙醇、硫酸、丙酮均为分 析纯 ；丙烯酰胺（AM）、甲基丙烯酰氧乙基三甲基 氯化铵（DMC，78%）以及所有的钻井液处理剂均 为工业级 ；脱色剂 CW-08、QTRY、PAD 和 SHQN。 TS6 系列程控混凝实验搅拌仪，HQ30d 便携式 pH 计，Nicolet iS50 红外光谱仪，DFY-10/80 恒温反应浴。 1.2 脱色剂的合成及产品性能 取 10 g AM 和 37.5 g DMC 置于 150 mL 三口圆 底烧瓶中，然后加 52.5 g 蒸馏水，搅拌均匀。向三 口烧瓶中加入 0.05 g Na2SO3 和 0.05 g K2S2O8 作为引 基金项目 ：国家 863 项目“海上大位移井水平井钻井液关键技术研究”（2012AA091502）；国家科技重大专项“钻井废弃物 无害化处理技术研究”（2011ZX05021-004)。 第一作者简介 ：李青洋，在读硕士研究生，1987 年生，主要从事废弃钻井液处理研究。地址 ：北京市昌平区府学路 18 号 研修大厦 805 室 ；邮政编码 102249 ；电话（010；E-mail ： lqyly090829@163.com。 44钻 井 液 与 完 井 液2014 年 11 月发剂，边搅拌边通入氮气，10 min 后停止 44 钻 井 液 与 完 井 液 2014 年 11 月 发剂，边搅拌边通入氮气，10 min 后停止通氮，并 停