废弃钻井液固化烧结和再利用研究.pdf

学兔兔 第28卷 第1期 钻 井 液 与 完 井 液 V_o1．28 N0．1 2011年 1月 DRILLJNG FLUID C0MPLETION FLUID Jan．20l1 文章编号：1001．5620(201 1)01—0066—03 废弃钻井液的固化烧结与再利用研究 潘宝风， 兰林， 李尚贵， 杨兵， 孙勇 (中石化西南油气分公司工程技术研究院，四川德阳) 摘要 为解决废弃钻井液的污染问题，采用化学滴定法分析了废弃钻井液化学组成，开发出了由硅酸盐水泥、 高铝水泥、页岩组成的固化剂，并研究了固化物的性能。然后采用热能差值分析法研究了温度对废弃钻井液固化 物的影响，形成了烧结制度，并进行了烧结实验。最后利用x射线衍射、扫描电镜等手段进一步探讨了废弃钻井 液固化及烧结机理。结果表明，固化剂能够水化生成c～s—H凝胶和水化铝酸钙等水化产物并形成网络结构，对 废弃钻井液具有良好的快速固化效果。根据特定的烧结制度，在高温下废弃钻井液固化物各组分能够发生固相反应， 生成强度等级达到MU20以上的高强度烧结砖，解决了废弃钻井液长期渗漏污染问题。 关键词 废弃钻井液；固化；烧结；环境保护 中图分类号：TE923 文献标识码：A 目前，对废弃钻井液处理主要是采用固化剂固 仪，LEO．440扫描电镜，破碎、搅拌、成型、干燥 化后进行掩埋处理[1-4]o但这样的处理方法很难长 及焙烧等设施。 期防止废弃钻井液中有害物质的泄漏污染。近年来， 科研人员尝实将废弃钻井液制成高温烧结建筑制品 2 实验及结果 进行二次利用。要达到这种目的必须满足2个要求： 2．1 废弃钻井液化学组成分析 一 是固化剂能够迅速将废弃钻井液固化；二是固化 采用化学滴定法对烘干废弃钻井液样品进行了 剂与废弃钻井液的固化物能够在高温下发生有利的 成分分析，实验中对适宜烧结的烘干页岩也进行了 物相反应，形成较高的强度。在利用川中地区废弃 相同的分析，结果见表1。 钻井液制备烧结制品可行性的研究过程中，开发出 了新型固化剂，并确定了高温烧结制度，解决了废 表1 废弃钻井液与页岩的化学组成 弃钻井液的快速固化及固化物的高温烧结问题，得 项目 烧失量／SiO2／Fe2O3／AI2O3／TiO2／CaO／MgO／ 到了高强度的烧结砖，开辟了废弃钻井液再利用的 ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ 新途径。 废弃钻井液 10．6 54．9 5．4 13．3 0．8 8．2 6．4 页岩 5．8 58．6 7．3 16．4 0．6 5．7 5．4 1 原材料及实验设备 密度约为1．24 g／cm 的废弃钻井液，取自l~l JiI 从表1可以看出，废弃钻井液烧失量达到 龙遂井 ；棕红色页岩，容重为1．36 g／cm3，取自四 10．6％，几乎是页岩烧失量的2倍，表明了废弃钻 川彭州；硅酸盐水泥、高铝水泥、破碎页岩、粉煤 井液中存在较多的矿物油及有机处理剂，废弃钻 灰、高炉矿渣等。D／max．IIIA X射线衍射仪，化学