[实用新型]一种页岩气水基钻屑淋洗脱盐装置

说明书

本实用新型属于页岩气钻井固体废物脱盐技术领域，公开了一种页岩气水基钻屑淋洗脱盐装置；设置有梯形底座；梯形底座与水平面夹角为10°，梯形底座上焊接有敞口的长方体容器，长方体容器高的一端上侧设置有淋洗水龙头；长方体容器底面的坡底钻有4个等间距的圆孔，圆孔表面依次铺设钢制隔离栅、尼龙网、碎石，防止控水阀门堵塞。圆孔垂直下方焊接有一小段不锈钢弯管，每个弯管上分别安装控水阀门，采用喉箍将控水阀门与软管连接，软管尾端用尼龙网包裹，起到过滤的作用，软管尾端下方设置有渗滤液收集器。本实用新型结构简单、易于构建、操作方便、成本较低、处理量大，能快速有效实现水基钻屑脱盐，满足水基钻屑资源化利用要求。

技术领域

本实用新型属于页岩气钻井固体废物脱盐技术领域，尤其涉及一种页岩气水基钻屑淋洗脱盐装置。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：页岩气水基钻屑是钻井过程中产生的一种混合地层岩屑与水基钻井液的一种固体废物，单井产生量约为800～1000m³，水基钻屑表面吸附少量的水基钻井液添加剂，其成分相对复杂，含有一定量的重金属、盐分、石油烃等污染物，通常采用固化填埋对水基钻屑进行无害化处置。由于固化填埋存在占地面积大、水基钻屑固化不均匀、池体渗漏等现象，水基钻屑固化填埋处置已不满足当前生态文明建设和环境保护要求，各大油气田正在大力推广水基钻屑资源化综合利用，例如水基钻屑建材利用(制备免烧砖、烧结砖、道路垫层、混凝土)，水基钻屑土壤化用于生态绿化建设等，以此真正实现水基钻屑安全环保有效资源化处置。目前，水基钻屑资源化利用的一个共性关键限制因素是盐分高的问题，因此如何实现水基钻屑快速有效脱盐成为页岩气开发钻后治理的焦点和难点。

水基钻屑全盐量为9.08～22.17g/kg，主要盐基离子为SO₄^2-、Cl^-、K⁺、Na⁺等，水基钻屑盐分主要来源于以下几个方面：一是打井地层多为碳酸盐，水基钻屑本身含有一定量的盐分；二是水基钻屑表面吸附或携裹一部分水基钻井液添加剂(Na₂CO₃、NaOH、KCl、CaCO₃、羧甲基纤维素钠盐等)；三是水基钻屑与废弃泥浆以及砂砾、泥粒混合压滤处理，增加了水基钻屑的盐分含量；四是水基钻屑搅拌破乳所添加的SO₄^2-、Ca²⁺、Na⁺、聚铝。水基钻屑盐分高，若不对其进行脱盐处置，在水基钻屑建材利用和土壤化利用时，资源化产品受长期降雨影响，盐分析出会导致周边土壤板结，影响周围土壤环境质量及植物生产力。因此，开展水基钻屑脱盐是其资源化利用的关键一步。

页岩气是新型行业，页岩气水基钻屑与常规油气田废弃钻井泥浆有较大差异，其盐分含量因其不同的地层、废弃钻井泥浆或水基钻屑预处理工艺等不同。以往的研究多集中于钻井固废中的重金属、有机物等污染物对环境的影响，而盐分对环境的危害关注较少。因此，目前关于钻井废弃泥浆脱盐的工艺技术和装置极少，已有的脱盐技术和装置均是针对常规油气田钻井废弃泥浆的，采用水洗脱盐，抽滤和压榨脱水，并利用反渗透和多效升膜蒸发相结合的工艺脱去废水盐分；因其工艺流程繁琐、处理周期长、成本高等，国内暂无大规模工程应用的案例。就目前来讲，国内尚未有专门针对页岩气水基钻屑淋洗脱盐的装置。因此，亟需研发出一套适宜于页岩气水基钻屑脱盐的技术及其装置。

综上所述，现有技术存在的问题是：关于页岩气水基钻屑脱盐的装置极少且无针对性，因其脱盐工艺流程繁琐、处理周期长、成本高等因素，国内暂无大规模工程应用的案例。

解决上述技术问题的难度和意义：如何根据水基钻屑全盐量与盐分类型，因地制宜，以最少的水量、最短的时间、最大限度实现水基钻屑淋洗脱盐，同时水基钻屑脱盐工艺及装置易于现场实施和推广应用。水基钻屑快速有效淋洗脱盐，可减少生态环境风险，强力保障水基钻屑资源化利用进度，加快页岩气开发进程。

实用新型内容