鹽泥應(yīng)用于鹽水鉆井液的研究.pdf

1、鹽化工業(yè)，包括制鹽工業(yè)和以鹽為主要原料的氯堿和純堿工業(yè)，是重要的基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)。2006年中國鹽產(chǎn)量為4896萬噸，約占世界鹽產(chǎn)量的20％。鹽泥是鹵水凈化過程中產(chǎn)生的固體廢物，主要成分為碳酸鈣、氫氧化鎂、硫酸鋇和氯化鈉，在一些國家和地區(qū)被劃為危險廢物。 目前所進(jìn)行的鹽泥資源化利用主要為：制建筑石膏、建筑涂料、保溫磚、人行道磚、水泥、碳酸鈣、氫氧化鎂、七水硫酸鎂、硫酸鋇、氧化鎂、氯化鈣、NO3吸附劑、煙氣脫硫劑和肥料等。由于鹽泥成分

2、復(fù)雜，以上各種利用方法均存在投資高、運(yùn)行成本高、工藝復(fù)雜、耗能、產(chǎn)生二次污染、產(chǎn)品所含NaCl等雜質(zhì)的腐蝕以及回收利用價值較低等問題而難以推廣。未經(jīng)處理的鹽泥有的在廠內(nèi)外堆存或填埋，有的排入附近江、河、湖、海，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。鹽泥的處理處置己成為世界性的技術(shù)難題。 鹽膏層在我國大陸及世界范圍的鉆探中分布廣泛，鹽水鉆井液是鹽膏層鉆井的成熟技術(shù)，由水、膨潤土、氯化鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉、聚丙烯酸鹽類、正電膠、超細(xì)碳酸鈣、硫酸鋇和其

3、它化學(xué)處理劑組成，該體系配制成本較高。 為達(dá)到鹽泥的資源化，以中國石化江漢油田分公司鹽化工總廠鹽泥為研究對象，以現(xiàn)有成熟鉆井液配方為基準(zhǔn)，研制鹽泥-鹽水鉆井液配方： (1)鹽泥的主要化學(xué)成分為CaCO3、Mg(OH)2和NaCl，還含有Na2SO4、CPA、NaOH、Na2CO3，及微量Al、Mn、Fe、Cu、Zn等的氫氧化物等。鹽泥的各種成分均可應(yīng)用于鹽水鉆井液，從一定意義上看，鹽泥是鹽水鉆井液的半成品。鹽泥與鹽水鉆井

4、液在主要成分、地質(zhì)環(huán)境相容性乃至鹽泥的產(chǎn)生過程與鉆井液的配制過程之間具有相同和相似性，鹽泥應(yīng)用于鹽水鉆井液具備堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。 (2)本研究鹽水鉆井液基準(zhǔn)配方分別為：江漢油田和中原油田高密度飽和鹽水鉆井液、塔里木油田石炭系和寒武系欠飽和鹽水鉆井液。鹽泥—鹽水鉆井液配方設(shè)計(jì)體系分別為：1＃體系，脫水后鹽泥—江漢油田高密度飽和鹽水鉆井液；2＃體系，脫水前鹽泥—江漢油田高密度飽和鹽水鉆井液；3＃體系，脫水前鹽泥—中原油田高密度聚合物飽

5、和鹽水鉆井液；4＃體系，脫水前鹽泥—塔里木油田石炭系欠飽和鹽水鉆井液；5＃體系，脫水前鹽泥—塔里木油田寒武系欠飽和鹽水鉆井液。 (3)鹽泥可通過專門配方整體應(yīng)用于鹽水鉆井液的配制。以鹽泥成分和鹽水鉆井液基準(zhǔn)配方為基礎(chǔ)，以保持鉆井液密度和pH值一致為前提，并保持膨潤土、Cl—的含量一致，進(jìn)行鹽泥．鹽水鉆井液配方設(shè)計(jì)。各體系基準(zhǔn)配方設(shè)為配方0，1?！?＃各體系配方1～配方5中鹽泥加量分別為100kg/m3，200kg/m3，300k

6、g/m3，400kg/m3，500kg/m3。 (4)配制密度為2000kg/m3的鉆井液，每100kg脫水后鹽泥可替代25.0kg的重晶石，并可以節(jié)約0.019kg的NaOH，5.30kg的NaCl，少加29.8kg的水。配制密度為1550kg/m3～2000kg/m3的鉆井液，每100kg脫水前鹽泥可替代32.5kg～21kg的重晶石，并可以節(jié)約0.07kg的KPAM，0.14kg的Na2CO3，0.04kg的NaOH，7.

7、76kg的NaCl，少加38.4kg的水。 (5)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明配制與基準(zhǔn)配方相同密度、相同pH值的鉆井液，在鹽泥加量500kg/m3的范圍內(nèi)，隨著鹽泥加量的增加，各鹽泥—鹽水鉆井液的YP/PV值在0.17～0.37之間；API濾失量均小于4.5mL；對于3＃和4＃脫水前鹽泥—鹽水鉆井液體系，當(dāng)鹽泥加量為500kg/m3時，HTHP濾失量分別為18mL和6mL，可滿足鉆井液的流變和濾失性能。但固相含量和泥餅?zāi)Σ料禂?shù)增加，鹽泥加量必

8、須限制在一定的范圍內(nèi)。在本研究的各鉆井液體系中，鹽泥加量宜＜500kg/m3。 (6)鹽泥應(yīng)用可降低鹽水鉆井液成本，鹽泥在本研究中的應(yīng)用價值為100～300元/t。同一體系中隨著鹽泥加量的增加，鹽泥的應(yīng)用價值基本維持不變，呈略微減小趨勢。不同的鹽水鉆井液體系，當(dāng)鹽泥加量相同時，鹽泥的應(yīng)用價值不同，其大小與鹽水鉆井液體系的基準(zhǔn)配方成本相關(guān)?；鶞?zhǔn)配方成本越高，鹽泥應(yīng)用價值越大。脫水前鹽泥的應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性大于脫水后鹽泥的應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性。

9、 (7)江漢鹽化工總廠每年產(chǎn)生的1000t鹽泥可以全部應(yīng)用于江漢鉆井公司。鹽泥應(yīng)用于鹽水鉆井液地域適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用前景廣闊，適用于世界各地。 (8)鹵水宜盡量分級預(yù)凈化，分別去除Ca2+、Mg2+和SO2—4，使產(chǎn)生的工業(yè)固體廢物源頭分類，以達(dá)到固體廢物的最大資源化。 本研究從理論和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)兩方面驗(yàn)證了鹽泥應(yīng)用于鹽水鉆井液的可行性，為鹽化工業(yè)解決鹽泥的處理處置問題、實(shí)現(xiàn)鹽泥的資源化和鹽化工業(yè)的清潔生產(chǎn)，為鉆井液尋找理想的