一種油田廢棄泥漿污油泥資源化處理方法

《一種油田廢棄泥漿污油泥資源化處理方法》是濮陽市天地人環保工程技術有限公司於2006年7月3日申請的發明專利，該專利申請號為200610018062，公布號為CN1887752，專利公布日為2007年1月3日，發明人是郭學峰、茆明軍、尚妙發。

《一種油田廢棄泥漿污油泥資源化處理方法》包括廢棄泥漿污泥沖洗脫屑、稀釋吸附、破膠破穩除油、固結及固液分離、濾餅中和反洗脫鹽、濾液中和氧化過濾再處理、泥餅固化利用。通過該發明可以徹底解決鑽井生產過程中產生的廢棄物和採油注水系統產生的污油泥的污染問題和廢物綜合利用問題，變廢為寶，可獲得較大的經濟效益。該發明的處理方法、設備可以撬裝一體化，隨鑽井施工移動作業，易於廣泛套用。

2010年11月15日，《一種油田廢棄泥漿污油泥資源化處理方法》獲得第十二屆中國專利獎優秀獎。

（概述圖為《一種油田廢棄泥漿污油泥資源化處理方法》的摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種油田廢棄泥漿污油泥資源化處理方法
• 公布號：CN1887752
• 公布日：2007年1月3日
• 申請號：200610018062
• 申請日：2006年7月3日
• 申請人：濮陽市天地人環保工程技術有限公司
• 地址：河南省濮陽市中原路石油學校北五樓
• 發明人：郭學峰、茆明軍、尚妙發
• 代理機構：鄭州大通專利代理有限公司
• 代理人：陳大通、陳勇
• Int.Cl.：C02F11/00（2006.01）I
• 類別：發明專利

專利背景

在石油鑽採過程中往往產生大量的礦場廢棄物（以鑽井廢棄泥漿和採油注水系統沉降含油污泥為主），鑽井廢棄泥漿是鑽井生產過程中排放的污水、泥漿、岩屑形成的混合廢棄物的總稱，油田污油泥是採油、注水系統分離沉降產生的含油污泥。這些廢棄物是一種高度穩定的膠體，含有粘土、加重材料、化學處理劑、油類等；具有含水率高，流動性強，體積大，提取和分離其中有毒有害（重金屬、酸、鹼、鹽、油污、有機物等）污染物質比較困難。2006年之前尚無理想的處理方法，一般採取轉移集中存放，或存放在井場泥漿池中等，這樣不能從根本上解決廢棄物的污染問題，不可避免地對周圍環境及地下水源造成污染，甚至使占用土地受到嚴重的污染不能復耕而荒蕪。

油田廢棄泥漿因其組成複雜，相對十分穩定，因此消除其對鑽井現場污染，徹底消除其對整個環境的污染相當困難。2006年之前中國相繼發表了多項針對油田廢棄泥漿的治理專利，如申請號CN93110918.3、CN03156168.3、CN200410035507.7、CN03128333、CN02104801及相關部門研究了廢棄泥漿的固化技術，這些技術在治理廢棄泥漿方面作出了貢獻，但是這些技術的一個共同點是通過添加化學藥劑使廢鑽井液在池內固化，達到一定強度後再用土掩埋、復耕，不能對廢棄泥漿污油泥做徹底的處理，處理後的廢棄泥漿污油泥對周圍環境和地下水源仍然存在較為嚴重的污染問題。進而在一定程度上，發明專利CN021165548、CN01127714.9及其它一些專利涉及到鑽井泥漿水和採油污油泥治理方法，但真正達到較徹底資源化處理的方法未見報導。因此，為了徹底解決油田廢棄泥漿污油泥對周圍環境和地下水源嚴重的污染問題和能源的回收利用，對石油廢棄泥漿污油泥資源化處理方法的研究是很有必要的。

發明內容

技術方案

該發明提出一種石油廢棄泥漿污油泥資源化處理方法，其生產方法包括以下步驟：石油廢棄泥漿污油泥沖洗脫屑、稀釋吸附、破膠破穩除油、固結及固液分離、濾餅中和反洗脫鹽、濾液中和氧化過濾再處理、泥餅的固化利用。其處理方法的詳細步驟為：

（1）沖洗、脫屑步驟：先將廢棄泥漿或污油泥通過30-40目的震動篩加水沖洗，去除較大粒徑的岩屑或沙礫；

（2）稀釋、吸附步驟：將去除較大粒徑後的廢棄泥漿或污油泥加水稀釋到含水率80％以上泵入攪拌罐內攪拌，每立方污泥先加入20-70千克的吸附瀝水劑粉煤灰（或蛭石、粒狀活性炭、碳酸鈣）攪拌均勻，攪拌時間為15-25分鐘；再加入20-50千克氧化鈣（或羥基鋁、氫氧化鈣、海泡石、磷灰石和吸附性樹脂）攪拌均勻，攪拌時間為15-25分鐘，對泥漿或污油泥進行吸附瀝水；

（3）破膠破穩、除油步驟：然後每立方污泥中加入10-20千克破膠破穩劑聚合硫酸矽酸鋁鐵（或陽離子聚合物聚氧丙烯三甲基氯化銨、聚2-乙烯咪唑啉鹽酸鹽、兩性聚丙烯醯胺和聚乙烯胺和聚合硫酸鐵），攪拌均勻，攪拌時間為15-25分鐘，攪拌後利用收油裝置將上部浮出的污油進行分離回收；

（4）固結及固液分離步驟：泥漿中的污油分離後，每立方污泥中再加入5-10千克425#以上的水泥攪拌，攪拌時間為15-25分鐘，將攪拌均勻的污泥泵入（泵壓控制在0.1-0.6兆帕）帶反洗流程的壓濾機壓濾（濾布細度為300-400目），並保壓5-10分鐘，直到沒有濾液排出，濾餅和濾液得以分離；

（5）濾餅經中和、脫鹽再脫水達到固化利用步驟：打開反洗流程，將上述步驟分離得到的濾餅，先用2≤pH≤4的稀鹽酸或稀硫酸泵入壓濾機反洗至濾液為6≤pH≤9，再改用清水繼續反洗，待濾出液鹽度≤500mg/L時，停止反洗；向壓濾機內通入壓力為0.5-0.8兆帕的壓縮空氣，用空氣壓縮出濾餅中的一部分水分後（空氣壓縮前泥餅的含水率為50-60％），得到的泥餅含水率為40-45％，可以進行固化利用；

（6）脫出濾液經中和、氧化和過濾再處理步驟：將脫出的濾液、酸洗液、反洗濾液混合後，每立方濾液中先加入2≤pH≤4稀鹽酸或稀硫酸調節至液體為6≤pH≤9，再加入含氯量2≤Cl％≤10的液體次氯酸鈣1-10％（或二氧化氯）攪拌氧化後，加入0.5-2％的破膠破穩速沉劑聚合硫酸矽酸鋁鐵（濃度為30％）後，再將其泵入（泵壓控制在0.4-1.0兆帕）壓濾機壓濾（濾布細度為600-800目），濾出水即可做工業用水回收再利用，再經吸附過濾就能達到《污水綜合排放標準》GB8978-1996三級標準，然後將其排放；

（7）泥餅的固化利用，其方法為：一是做築路路基原料；二是制免燒磚：每立方過濾後的泥餅中加入12-15％（體積百分含量）的礦渣水泥和10-15％的沖洗去除的岩屑或沙礫、再加入模數為3-3.5的液體矽酸鈉1-3％，攪拌均勻，攪拌時間為20-40分鐘，在含水率達到12％左右時，用制磚機或免燒磚機擠壓成型，澆水養生5-7天既成為合格的建築免燒磚材料；三是摻和50-80％的黏土攪拌均勻，攪拌時間為20-40分鐘，用制磚機製成磚坯後，涼曬70小時左右，入窯燒制900-1200℃成紅磚。

上述處理方法中的吸附瀝水劑和破膠破穩劑這兩種物質具有一定強度，在壓濾機中不易形變或具有多孔結構利於濾液通過或具有吸附性或具有與廢棄泥漿污油泥中有害離子發生化學反應的性質。所用攪拌機的攪拌速率為40-60轉/分鐘。

改善效果

《一種油田廢棄泥漿污油泥資源化處理方法》的積極有益效果：

（1）通過該發明可以徹底解決鑽井生產過程中產生的廢棄物和採油注水系統產生的污油泥的污染問題：油田廢棄泥漿或污油泥通過該發明可以實現固液分離、污泥中和脫鹽、無害化處理和原污泥體積減少3/5的目標，處理後的泥餅可以得到固化利用，處理過程中的濾液經過該發明可做工業用水回收再利用，或者經吸附過濾達到《污水綜合排放標準》GB8978-1996三級標準將其排放。由此以來，解決了廢棄泥漿和污油泥的污染問題。

（2）經濟效益和社會環境效益：通過該發明資源化處理得到的泥餅可以固化利用，這樣以來變廢為寶，可獲得較大的經濟效益；通過該發明可以徹底解決油田廢棄泥漿污油泥對土地的嚴重污染，可以使鑽井占有地復耕，節約了大量土地資源，可見經濟效益十分顯著；通過該發明可以解決石油廢棄泥漿污油泥對周圍環境和水資源的污染，社會環境效益同樣十分突出。

（3）該發明的處理方法、設備可以撬裝一體化，隨鑽井施工移動作業，易於推廣套用。

附圖說明

圖1為該《一種油田廢棄泥漿污油泥資源化處理方法》的工藝流程圖。

權利要求

1.《一種油田廢棄泥漿污油泥資源化處理方法》其特徵在於：該處理方法包括以下步驟：

（1）沖洗、脫屑步驟：先將廢棄泥漿或污油泥通過30-40目的震動篩加水沖洗，去除較大粒徑的岩屑或沙礫；

（2）稀釋、吸附步驟：將去除較大粒徑後的廢棄泥漿或污油泥加水稀釋到含水率80％以上泵入攪拌罐內攪拌，每立方污泥先加入20-70千克的吸附瀝水劑粉煤灰攪拌均勻，攪拌時間為15-25分鐘；再加入20-50千克氧化鈣攪拌均勻，攪拌時間為15-25分鐘，對泥漿或污油泥進行吸附瀝水；

（3）破膠破穩、除油步驟：然後每立方污泥中加入10-20千克破膠破穩劑聚合硫酸矽酸鋁鐵攪拌均勻，攪拌時間為15-25分鐘，攪拌後利用收油裝置將上部浮出的污油進行分離回收；

（4）固結及固液分離步驟：泥漿中的污油分離後，每立方污泥中加入5-10千克425#以上的水泥攪拌，攪拌時間為15-25分鐘，將攪拌均勻的污泥泵入帶反洗流程的壓濾機壓濾，並保壓5-10分鐘，直到沒有濾液排出，濾餅和濾液得以分離；

（5）濾餅經中和、脫鹽再脫水達到固化利用步驟：打開反洗流程，將上述步驟分離得到的濾餅，先用2≤pH≤4的稀鹽酸或稀硫酸泵入壓濾機反洗至濾液為6≤pH≤9，再改用清水繼續反洗，待濾出液鹽度≤500mg/L時，停止反洗；向壓濾機內通入一定壓力的壓縮空氣，用空氣壓縮出濾餅中的一部分水後，得到含水率為40-45％的泥餅，可以進行固化利用；

（6）脫出濾液經中和、氧化和過濾再處理步驟：將脫出的濾液、酸洗液、反洗濾液混合後，每立方濾液中先加入2≤pH≤4稀鹽酸或稀硫酸調節到液體為6≤pH≤9，再加入含氯量2≤Cl％≤10的液體次氯酸鈣1-10％攪拌氧化後，最後加入0.5-2％破膠破穩速沉劑後，再將其泵入壓濾機壓濾，濾出水即可做工業用水回收再利用，再經吸附過濾就能達到《污水綜合排放標準》GB8978-1996三級標準，然後將其排放。

2.根據權利要求1所述的處理方法，其特徵在於：所述吸附瀝水劑粉煤灰可以用蛭石、粒狀活性炭和碳酸鈣代替；氧化鈣可以用羥基鋁、氫氧化鈣、海泡石、磷灰石和吸附性樹脂代替。

3.根據權利要求1所述的處理方法，其特徵在於：所述破膠破穩劑聚合硫酸矽酸鋁鐵可以用陽離子聚合物聚氧丙烯三甲基氯化銨、聚2—乙烯咪唑啉鹽酸鹽、兩性聚丙烯醯胺、聚乙烯胺和聚合硫酸鐵代替。

4.根據權利要求2和3所述的處理方法，其特徵在於：吸附瀝水劑和破膠破穩劑這兩種物質具有一定強度，在壓濾機中不易形變或具有多孔結構利於濾液通過或具有吸附性或具有與廢棄泥漿污油泥中有害離子發生化學反應的性質。

5.根據權利要求1所述的處理方法，其特徵在於：步驟（4）中所述泵入壓濾機壓濾時，泵壓控制在0.1-0.6兆帕，濾布細度為300-400目。

6.根據權利要求1所述的處理方法，其特徵在於：壓縮空氣的壓力控制在0.5-0.8兆帕；空氣壓縮前泥餅的含水率為50-60％。

7.根據權利要求1所述的處理方法，其特徵在於：所述泥餅的固化利用：一是用作築路路基原料；二是制免燒磚：每立方濾後得到的泥餅加入體積百分含量為12-15％的礦渣水泥和10-15％的沖洗去除的岩屑或沙礫、再加入模數為3-3.5的液體矽酸鈉1-3％，攪拌均勻，攪拌時間為20-40分鐘，在含水率達到12％左右時，用制磚機或免燒磚機擠壓成型後澆水養生5-7天既成為合格的建築免燒磚材料；三是摻和50-80％黏土均勻拌和，攪拌時間為20-40分鐘，用制磚機製成磚坯後，涼曬70小時左右後入窯燒制900-1200℃成紅磚。

8.根據權利要求1所述的處理方法，其特徵在於：步驟（6）中所述破膠破穩速沉劑為聚合硫酸矽酸鋁鐵，該物質的濃度為30％；泵入壓濾機壓濾時，泵壓控制在0.4-1.0兆帕，濾布細度為600-800目。

9.根據權利要求1所述的處理方法，其特徵在於：在步驟（2），（3），（4）中所述攪拌機的攪拌速率為40-60轉/分鐘。

實施方式

• 實施例一

《一種油田廢棄泥漿污油泥資源化處理方法》包括：石油廢棄泥漿污油泥沖洗脫屑、稀釋吸附、破膠破穩除油、固結及固液分離、濾餅中和反洗脫鹽、濾液中和氧化過濾再處理、泥餅的固化利用。其詳細生產步驟為：

（1）中原油田平二井廢鑽井液先將石油廢棄泥漿通過30-40目的震動篩並加水沖洗，去除較大粒徑的岩屑或沙礫；

（2）將去除較大顆粒後的廢棄泥漿加水稀釋到含水率80％以上後泵入攪拌罐內攪拌；

（3）每立方污泥中先加入20千克的吸附瀝水劑粉煤灰攪拌均勻，攪拌時間為15-25分鐘，再加入20千克的氧化鈣攪拌均勻，攪拌時間為15-25分鐘；

（4）然後加入10千克的破膠破穩劑聚合硫酸矽酸鋁鐵攪拌均勻，攪拌時間為15-25分鐘，攪拌後利用收油裝置將上部浮出的污油分離回收；

（5）去除污油後每立方污泥中加入5千克425#以上水泥攪拌，攪拌15-25分鐘後，將污泥泵入（泵壓控制在0.1-0.6兆帕、過濾面積為六平方米）壓濾機（帶反洗流程）壓濾（濾布細度為300-400目）壓濾，壓濾十分鐘（包括泵入時間）；

（6）然後打開反洗流程，將上述步驟分離得到的濾餅，先用2≤pH≤4的稀鹽酸或稀硫酸泵入壓濾機反洗至濾液為6≤pH≤9，再改用清水繼續反洗，待濾出液鹽度≤500mg/L，停止反洗；

（7）接著向壓濾機內通入壓力0.5-0.8兆帕的壓縮空氣，用空氣壓縮出濾餅中的一部分水分後（此時含水率為50-60％），得到含水率為40-45％的泥餅；該泥餅光滑緻密，不沾濾布，濾餅厚35mm，濾液微黃，經二次處理後主要污染物達到排放標準。處理後的泥餅pH值接近中性、監測主要污染物含量達到《農用污泥污染物控制標準》，其浸出液重金屬達到《危險廢物鑑別—浸出液鑑別》標準。

• 實施例二

一種油田廢棄泥漿污油泥資源化處理方法，同實施例一基本相同，相同之處不再敘述，不同之處在於：中原油田平一井廢鑽井液加水稀釋後，每立方泥漿中加入70千克的吸附瀝水劑粒狀活性炭，加入20千克氧化鈣，加入10千克的破膠破穩劑聚乙烯胺，攪拌後泵入壓濾面積十平方米的板式壓濾機，八分鐘後壓濾結束（包括泵入時間），經中和酸液及清水反洗、壓縮空氣壓縮後，泥餅厚55mm，光滑緻密，濾液清澈，可以直接回用。

• 實施例三

一種油田廢棄泥漿污油泥資源化處理方法，同實施例一基本相同，相同之處不再敘述，不同之處在於：中原油田文十二井廢鑽井液每立方泥漿中加入50千克的吸附瀝水劑蛭石，加入30千克氫氧化鈣，15千克破膠破穩劑聚2-乙烯咪唑啉鹽酸鹽，壓出的濾餅光滑緻密，濾液微黃，經處理後主要污染物達到排放標準。

• 實施例四

一種油田廢棄泥漿污油泥資源化處理方法，同實施例一基本相同，相同之處不再敘述，不同之處在於：中原油田採油三廠注水系統污油泥，加水稀釋後每立方污油泥（連續攪拌）先後加入70千克粉煤灰、50千克羥基鋁、10千克聚合硫酸矽酸鋁鐵、10千克的水泥，泵入過濾面積六平方米的框式壓濾機，壓濾十分鐘（包括泵入時間），經中和酸液及清水反洗、壓縮空氣壓縮後，濾餅光滑緻密，不沾濾布，濾餅厚35mm，濾液清澈。處理後的泥餅pH接近中性、監測主要污染物含量達到《農用污泥污染物控制標準》，其浸出液重金屬達到《危險廢物鑑別—浸出液鑑別》標準。濾液經二次處理主要污染物達到排放標準。

• 實施例五

一種油田廢棄泥漿污油泥資源化處理方法，該實施例為過濾後泥餅的綜合利用：將上述處理後的泥餅取10立方，每立方泥餅中加入15％的礦渣水泥（體積）、10％的沖洗去除的岩屑或沙礫骨料、模數為3.5的液體矽酸鈉1％，對上述原料添加物攪拌均勻，攪拌時間為30分鐘，在含水率達到12％左右時，用免燒磚機擠壓成型後澆水養生5天，既成為合格的建築免燒磚。

• 實施例六

一種油田廢棄泥漿污油泥資源化處理方法，該實施例為過濾後泥餅的綜合利用：將上述處理後的泥餅取10立方，每立方泥餅中加入12％的礦渣水泥（體積）、15％的沖洗去除的岩屑或沙礫骨料、模數為3.0的液體矽酸鈉3％，對上述原料添加物攪拌均勻，攪拌時間為40分鐘，在含水率達到12％左右時，用免燒磚機擠壓成型後澆水養生7天，既成為合格的建築免燒磚。

• 實施例七

一種油田廢棄泥漿污油泥資源化處理方法，該實施例為過濾後泥餅的綜合利用：將上述處理後的泥餅取10立方，每立方泥餅中摻和80％的黏土攪拌均勻，攪拌時間為20-40分鐘，用制磚機製成磚坯，涼曬70小時左右，入黏土紅磚窯可燒製成紅磚，檢測抗壓、抗折強度達到建材標準。

榮譽表彰

2010年11月15日，《一種油田廢棄泥漿污油泥資源化處理方法》獲得第十二屆中國專利獎優秀獎。