[发明专利]一种以海上水基钻井固相废弃物制备烧结砖的方法

说明书

本发明公开了一种以海上水基钻井固相废弃物制备烧结砖的方法，步骤如下：(1)对海上油气田钻井泥浆及废弃钻井液进行固液分离，得到固相废弃物，转运至陆地；(2)在陆地上，将固相废弃物进行破碎、烘干、研磨和过筛，得到粒径不超过2mm的粉末试样；(3)以去离子水作为浸提剂对粉末试样进行水洗；(4)将水洗后的粉末试样、页岩和煤炭搅拌混合均匀，得到混合物料；(5)向混合物料中加入水，搅拌均匀后陈化，将陈化后的物料压制成砖坯；(6)将砖坯干燥后加热至900‑1000℃恒温煅烧3h，冷却，得到烧结砖。本发明的方法可以实现海上钻井废弃物资源化利用，避免钻井废弃物占用土地和污染环境，推动海上油气田可持续发展。

技术领域

本发明涉及钻井废弃物资源化利用技术领域，尤其是一种以海上水基钻井固相废弃物制备的建筑用砖的工艺方法。

背景技术

海洋蕴含丰富的油气资源，高效开发海洋油气对缓解我国能源危机具有决定性意义。而在海上油气田钻井作业过程中不可避免的会产生大量钻井固相废弃物，包括废弃钻井泥浆以及钻井岩屑，其可能具有生物毒性或含无机盐、重金属等有毒有害物质，若直接排海会对海洋环境造成巨大破坏。故而海上钻井岩屑均需在海上经处理后运回内陆处置。钻井固相运回内陆后，不仅占用大量土地资源，还存在潜在的环境安全隐患，急需探索有效的末端处置工艺。

建材资源化路径不仅可以实现钻井固相最终处置，还可变废为宝，产生一定的经济效益，符合当前国家环保节能政策的处理措施。目前，水基钻井固相的资源化利用技术主要有以下几种：(1)水基钻井固相固化后用于建筑路基材料再利用，或者是用于制备免烧砖，然后用于井场建设，该方法的缺点在于并未去除污染物，因此易造成二次污染。(2)水基钻井固相用于当地生产水泥，但是由于生产水泥需要较高的烧结温度，制作成本较高无经济性。(3)采用生物资源化处理方法处理水基钻井固相。该方法符合节能环保的处置利用方法，更利于生态修复，但是由于其处理周期较长，无法大规模处理目前如此庞大数量的水基钻井固相。(4)水基钻井固相制备烧结砖处理，此方法不仅可以实现水基钻井固相的无害化处理，实现最佳的环境效益和经济效益，陆上油气田也多用此工艺处置废弃钻井固相。然而海上钻井固相废弃物因其高含盐特性，陆上工艺无法完全照搬。本发明在充分分析海上钻井废弃物基本性质基础上，提出利用海上废弃物制备烧结砖，以提供一种有效解决海上油气田水基钻井固相回收上岸后的资源化处置技术问题的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用海上水基钻井废弃物制备烧结砖的方法。

本发明提供的以海上水基钻井固相制备烧结砖的方法，步骤如下：

(1)对海上油气田钻井泥浆及废弃钻井液进行固液分离，得到固相废弃物，装袋转运至陆地。固相废弃物包括钻屑或滤饼。所述钻屑是钻井泥浆(海上油气开采钻井阶段产生的钻井岩屑与废弃钻井液混合物)经过振动筛分选后得到的固相。经过振动筛得到的液相和废弃钻井液经絮凝压滤后，形成低含水量的块状固体废弃物，即所述滤饼。将钻屑和滤饼分别装袋转运至陆地。后续步骤(2)-(6)中，可以选择钻屑或滤饼其中之一制备烧结砖。

滤饼和钻屑主要化学成分见表1：

表1钻井固相的主要化学成分表

滤饼和钻屑主要化学成分均为SiO₂和Al₂O₃，具备制备烧结砖原料的基本元素。同时，滤饼、钻屑中均含有较高的Cl^-，这与陆上油气田钻井固相废弃物存在明显差异，烧结砖中对Cl^-含量均有一定的限值要求，这就限值了海上滤饼、钻屑在烧结砖中的掺入量。

(2)在陆地上，将固相废弃物(钻屑或滤饼)进行破碎、烘干、研磨和过筛，得到粒径不超过2mm的粉末试样。采用颚式破碎机进行破碎，破碎至粒度低于5mm，烘干至含水率低于5％，然后利用行星式球磨机进一步研磨，并过筛网，得到细度不超过2mm的粉末试样。