钻井污水絮凝处理实验研究

采用两次絮凝处理工艺对钻井污水进行了处理实验。探讨了絮凝剂种类及投加条件对处理效果的影响,并借助显微照相、ζ电位、扫描电镜等分析测试手段探索了絮凝机理。研究表明：钻井污水经过两次絮凝处理可以使ＣＯＤ、悬浮物和色度等达到ＧＢ８９７８－１９９６标准要求;第一次处理絮凝机理以“吸附架桥”机理为主,第二次处理絮凝机理可用“电中和”解释。     

废弃钻井液固液分离技术研究

针对江苏油田废弃钻井液处理过程中使用絮凝剂时出现的问题,探讨了废弃钻井液化学固液分离的机理.研究了单独的无机絮凝剂、有机絮凝剂以及无机絮凝剂和有机絮凝剂共同作用下对废弃钻井液和钻井污水的ζ电位的影响,优选确定了5套化学脱稳配方和2套污水二次处理试验方案.对S19-3井废弃钻井液进行了工业化现场试验,结果表明,所选用的化学脱稳配方对废弃钻井液体系有很强的脱稳效果,更易于离心脱水分离.而离心脱出水经混凝沉降和过滤处理,C0D去除率达80.8%,SS去除率达99.2%,混凝沉降、过滤效率高,外排水都符合GB 8978-1996"污水综合排放标准"规定的一级标准要求;絮凝泥渣再造浆率差,泥渣浸出液中主要污染物含量均很低,可以就地掩埋,不会对环境构成危害.     

粘土矿物及钻井液电动电位变化规律研究

分析了导致粘土矿物膨胀分散的原因．研究了粘土矿物的电动电位(ζ电位)变化规律；提出了粘土矿物及钻井液电性的转变方法。即有机正电处理剂法、有机正电MMH处理剂法、电解质处理法、非离子型聚合物处理法、调整pH值法等。引起粘土矿物膨胀、分散的因素较多．除取决于组成粘土矿物组分和结构外，还与颗粒表面交换阳离子成分、分散介质性质等有关；粘土矿物的分散、膨胀、收缩、坍塌、渗透等特性均与C电位的大小有密切关系．因此．可用C电位的大小来判断粘土矿物的膨胀、分散性能及钻井液的抑制性能等。只要钻井液的ζ正电位高，对粘土矿物的抑制能力就强．就能达到稳定井眼、提高钻井速度、保护油气层、减少环境污染的目的。研究结果表明，无机盐具有压缩双电层的作用．交换阳离子价越高，水化膜越薄，ζ负电位越小．抑制性增强。反之。交换离子价越低，水化膜越厚，ζ负电位越高，分散性增强；阳离子处理剂具有提高钻井液ζ正电位的作用，能使粘土-水分散体系的电性发生反转；正电胶既可使粘土颗粒电性由负向正转化．又保持粘土-水分散体系的稳定性。通过对膨胀渗透理论与双电位理论研究，认为二者是统一的。     

气田污水处理中絮凝剂的筛选与评价

以气田作业污水为研究对象,以透光率、沉降速度、沉降时间为评价指标,采用烧杯实验法将无机高分子絮凝剂:聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸硅酸铝铁(PFASS)和有机絮凝剂:阳离子聚丙烯酸胺(CPAM)、有机絮凝剂(XS-1)单独、复配使用,对气田作业污水进行处理,最终筛选出最佳处理药剂。并对反应时间和有机高分子絮凝剂投加时机对处理效果的影响进行了研究。     

杏十三-Ⅱ含聚合物污水絮凝剂用量优化

针对处理油田含聚污水的絮凝剂用量优化研究提出一种研究方法,即通过测定杏十三-Ⅱ联合污水站采出液Zeta电位、悬浮固体含量以及粒径中值微观参数,得到絮凝剂用量与各项参数之间的变化规律,并找出絮凝剂最优用量范围,实现该联合站絮凝剂用量优化。实验得出,投加无机絮凝剂聚合硫酸铁(PFS)、聚合硫酸铝(PAC)及有机絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)均使粒径中值增大、Zeta电位趋于0且悬浮固体含量降低,其中PAC的最优用量范围为90~130mg/L;同时,当投加90mg/L PAC+40mg/L PAM复合絮凝剂时,既能提高污水处理效果,也可以减少无机絮凝剂用量,达到优化的目的。     

膨润土的Zeta电位及其电性转变

测定了几种不同黏土、钻屑的ζ电位,得到的结果表明钻井液用商品土的负ζ电位远大于岩屑的负ζ电位。但对其以不同的方法进行化学改性处理后,其表面电性会发生变化,可以达到"零电位"或正电位状态,如低价无机离子和非离子聚合物可使钠基膨润土的负电性降低,但不能使ζ电位由负值转变为正值;有机阳离子聚合物在加量很少的情况下,就可使膨润土由带负电转变为带正电;高价的无机Al~(3+)离子对膨润土具有特性吸附效果;MMH正电胶与膨润土颗粒以复合体的形式使膨润土电性发生转变;非离子高分子量聚合物通过与其极性水分子吸附在一起形成的电偶极子,使聚合物分子能够穿过双电层的外层,中和黏土颗粒表面的负电荷。     

钻井液用CETA的性能评价

新研制的低分子量有机季铵盐粘土稳定剂CE-TA(2-氯乙基三甲基氯化铵)成本低，价格约为NW-1的50％，而且在加量相同时抑制性能与NW-1相当。研究了CETA对页岩回收率、蒙脱土悬浊液ζ电位、蒙脱土浆粒度中值和颗粒比表面积以及钻井液性能的影响，同NW-1进行了对比，测定了CETA在蒙脱土表面的吸附等温线。结果表明，CETA在其加量远低于无机盐抑制剂的情况下，即可获得良好的抑制性；用CETA作抑制剂，可解决以往用KCl作抑制剂影响测井资料解释的难题；CETA可在钻屑表面形成牢固吸附层；CETA对钻井液流变性和滤失性影响不大；吸附量和蒙脱土悬浊液电位的变化表征了CETA确实嵌入了粘土内层，从而引起粘土表面性质的一系列变化。     

无粘土相正电性钻井液完井液体系研究

研究了无粘土相正电性钻井液完井液配方，该钻井液完井液是一种在正电状态下分散的胶体体系，全部由阳离子处理剂配制而成。对无粘土相正电性钻井液完井液的ζ电位变化规律、流变参数、抑制性、抗高温、抗粘土污染、抗盐污染及保护油气层等进行了试验。结果表明，该体系具有独特的性能，ζ电位大于20mV，具有极强的抑制粘土分散能力，能够最大限度地避免粘土颗粒侵入油层而造成的损害；ζ电位高，胶体稳定，流变参数等各项性能指标均能满足现场施工要求；阳离子处理剂能保持钻屑的不分散，有利于钻屑的清除；随粘土量的增加，吸附阳离子聚合物的量也随之增加，由于阳离子聚合物有效浓度的降低，所以正电性钻井液完井液粘度下降；无粘土相正电性钻井液完井液具有很好的保护油气层效果，能有效换制油层粘土膨胀，渗透率恢复值高，适应于强水敏油层及易造成固相伤害油层的开发。     

姬塬油田废弃钻井液处理技术研究

针对姬塬油田废弃钻井液的特点,研制了一套处理工艺流程,筛选适宜的化学脱稳剂,探讨了最佳使用条件,然后对钻井液固液分离出的钻井污水和固相分别进行深度处理和固化处理,通过试验筛选出了无机絮凝剂、有机助凝剂和固化剂,研究了最佳加量,深度处理的水质和固化后固体浸出物的水质均达到国家二级排放标准。     

河南油田废弃钻井液处理研究

针对河南油田废弃钻井液的特点,研制了一套处理工艺流程,合成了一种新型的化学脱稳剂,探讨了最佳使用条件,然后对钻井液固液分离出的钻井污水和固相分别进行深度处理和固化处理。通过试验,筛选出了无机絮凝剂、有机助凝剂和固化剂,研究了最佳加量,深度处理的水质和固化后固体浸出物的水质均达到国家二级排放标准。     

响应面法优化油田污水处理工艺条件

基于响应面法(Response Surface Method)采取合理的Box-Behnken试验设计方法,以某污水处理站污水中的主要性能指标:浊度、总铁与COD的去除率为响应值,进行三因素三水平试验设计,对其去除率进行模型试验的验证,对影响污水混凝处理效果的主要因素进行优化研究,优选出无机高分子絮凝剂投加量、有机高分子助凝剂投加量和静置时间。     

有机-无机复合絮凝剂研究进展

随着环保监管标准的不断加强,各个行业都面临着对废水、污泥处理技术的挑战,单一种类的絮凝剂已无法满足各类污水处理需求,有机-无机复合絮凝剂在污水、污泥处理领域克服了单一絮凝剂的缺点,发挥着越来越重要的作用。采用科学合理的有机和无机絮凝剂组合方法分析絮凝剂作用机理,可有效提高复合絮凝剂的作用效果。研究结果表明,有机高分子-无机铝复合絮凝剂比单一药剂的处理效果提高30%以上,能有效降低药剂投加量并减少絮凝剂的残留,特别对含油污水和造纸废水处理效果显著;有机高分子-无机铁复合絮凝剂具有较好的染料废水脱色和污泥脱水效果,可使污泥量减少60%;有机高分子与其他无机絮凝剂复合后,在特种废水处理中表现出很多独特性能。有机-无机复合絮凝剂显著的协同效应,使其在污水处理、污泥脱水等领域得以广泛应用,多功能、高效廉价、绿色环保型有机-无机复合絮凝剂的开发将成为絮凝剂的主要发展方向。     

气田水无机混凝剂的筛选实验研究

对气田水处理中常用的无机混凝剂和复合混凝剂的性能进行了比较研究,着重考察了絮体特征、COD去除率、色度、体系ζ电位对沉降效果的影响。结果表明,铝盐絮凝剂和铁盐絮凝剂各有不同的优势,研制复合型混凝剂是气田水治理的发展方向之一。     

用固液分离方法处理水基废弃钻井液

以阳离子聚丙烯酰胺为絮凝剂、铝盐为凝聚剂对四种不同类型的水基废弃钻井液进行了固液分离的试验研究。结果表明,阳离子聚丙烯酰胺不仅可以有效地中和粘土颗粒表面ζ电位,使废弃钻井液的CST(毛细抽吸时间)值降低到100—200 s,达到化学脱稳,而且通过絮凝作用清除了废浆中粒径小于20μm的微细颗粒,使废弃钻井液彻底实现了固液分离。     

钻井污水处理技术研究进展

通过分析钻井污水的来源及钻井污水共同的特点。阐述了国内外钻井污水处理的方法，即电絮凝浮选法、混凝－气浮－过滤法、机械过滤法和过滤－吸附－反渗透法和化学混凝－强化固液分离法以及絮凝剂作用机理，即压缩双电层机理、吸附电中和作用、吸附架桥作用和沉淀物网捕作用。提出要进一步开展絮凝机理研究，为今后研制性能更好的钻井污水处理剂新型产品提供理论和实验依据；絮凝剂要在防腐、杀菌等方面起一定作用，使絮凝剂产品多样化和多功能化，以提高絮凝效果；在优选絮凝剂产品的基础上，加强对絮凝处理工艺的研究，规范各种处理措施，将会对提高处理效果起到十分重要的作用。     

磁处理对粘土颗粒表面电性的影响

用对比法研究了磁处理前后钻井液中粘土胶粒表面电性的变化规律,并用胶粒表面阳离子释放量来进行验证。结果表明,磁处理后粘土胶粒表面ζ电位升高;粘土胶粒相互碰撞时易分开而不易聚结,提高了体系的聚结稳定性,使钻井液网状结构变弱,内部摩擦变小,从而使钻井液的粘度和切力降低。     

海上废弃钻井液处理研究

针对胜利油田海上钻井液类型及特征,研究出了一套废弃钻井液处理工艺——化学强化固液分离技术。通过对两口井钻井液样品的试验,研究了脱稳剂类型、离心机转速、稀释比和离心时间等因素的影响,筛选出了脱稳剂,确定了最佳水力条件。对废弃钻井液固液分离出的钻井污水处理技术进行了研究,通过正交试验,筛选出了无机絮凝剂和有机助凝剂,并确定了其最佳加量。处理后的水质达到国家综合排放标准。     

钾聚磺压滤液对再配制钻井液的性能影响

对某油田现场钾聚磺压滤液进行了离子分析,考察了其对基浆水化分散以及对钻井液增黏包被剂ZNJ、钻井液降滤失剂JLSJ-1和JLSJ-2三种添加剂的影响。结果表明：钾聚磺压滤液矿化度高达88 344 mg/L;清水基浆的ζ电位为4.5 mV,而压滤液基浆的ζ电位为1 mV;压滤液的加入对3种钻井液添加剂都存在影响。钾聚磺压滤液回用再配制钻井液的新工艺为稀释胶液法和螯合屏蔽法,螯合屏蔽剂PBJ-1的加量为0.5%～0.6%。     

阳离子型稀土-铝高分子杂聚絮凝剂的合成及其在废弃钻井液处理中的应用

以稀土氯化物和结晶氯化铝为无机组分、丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵为有机组分、过硫酸铵及亚硫酸氢钠为引发剂,合成了一种新型的阳离子型稀土-铝高分子杂聚絮凝剂。利用FTIR,TG,SEM等方法分析了该絮凝剂的结构和固液分离性能。实验结果表明,该絮凝剂中无机与有机组分之间形成了离子键杂化结构,因此同时具有无机絮凝剂与有机絮凝剂的特点,具有很好的吸附能力及团聚能力。对水基钻井液废液有很好的固液分离效果,加量为6 000 mg/L时,废液脱水率可达90%以上。钻井液废液经该絮凝剂处理后,所得液相呈中性,悬浮物含量极低,且KCl和NaCl的含量基本无变化,可循环用于钻井液配浆,实现液相零排放。     

海上油田废弃钻井液固液分离技术研究

为保护海洋生态环境,必须对海上油田废弃钻井液进行处理。以我国海上油田使用较广泛的有机正电胶钻井液为例,研究了废弃钻井液的固液分离技术。室内就酸化对破胶影响、无机混凝剂种类和加量、有机絮凝剂加量、pH值对絮凝效果影响以及适宜沉降时间等进行了研究。结果表明,对废弃钻井液进行酸化处理有利于固液分离和降低化学需氧量COD;优选出聚合硫酸铁PFS为无机混凝剂,适宜加量为3000mg/L;阳离子聚丙烯酰胺加量为10mg/L;pH值在6～8时有利于脱稳和絮凝;沉降时间不低于30min。现场试验结果表明,废弃钻井液固液分离后固相可以达到农用污泥排放标准。