常用钻井泥浆处理剂对钻井废水COD值的贡献及其混凝处理效果评价

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1、第2卷第3期过程工程学报Vol.2No.32002年6月TheChineseJournalofProcessEngineeringJune2002常用钻井泥浆处理剂对钻井废水COD值的贡献及其混凝处理效果评价１１,２12１,２2杨敏，汪严明，王东升，周香玉，高迎新贾万瑾(1.中国科学院生态环境研究中心环境水化学国家重点实验室，北京100085；2.中国石油天然气股份有限公司环境监测总站，河北廊坊065007)摘要：对6种常用钻井泥浆处理剂与泥浆COD值的关系进行了模拟研究，6种处理剂对钻井泥浆COD值的影响顺序为磺化酚醛树脂(SMP)>铵盐(NH4−HPAN)>无荧光防塌剂(GLA)>硅

2、稳定剂(SSA)>复合离子型聚丙烯酸盐(PAC−141)>水解聚丙烯腈钾盐(FPK).利用得到的回归方程式对冀东油田的3种主要钻井泥浆体系废水的COD值进行了估算，考虑稀释倍数之后的估算结果与实测值基本符合，证明泥浆处理剂是钻井废水COD的主要来源.对利用实际废水配制的各种处理剂模拟废水的混凝处理效果实验证明，当混合体系Zeta电位大于−50mV时，混凝后残留TOC值高于预测值；相反当混合体系的Zeta电位小于−50mV时，混凝后残留TOC值低于预测值，Zeta电位越小，TOC去除率越高.6种处理剂中，SMP的Zeta电位值最高，因此其TOC去除效果也最差.关键词：钻井泥浆处理剂；钻井废

3、水；混凝处理中图分类号：X783文献标识码：A文章编号：1009−606X(2002)03−0283−061前言[1,2]钻井废水是石油行业比较难以管理和处理的废水之一.一般来说，钻井废水的主要污染物[3][4,5]成份来自泥浆处理剂，钻井废水通常被认为是经过稀释的泥浆.泥浆处理剂种类繁多，通常包括加重剂、降失水剂、堵漏剂、增粘剂、稀释剂和稳定剂、解卡剂、减阻剂、pH调节剂、防地层伤害化学剂和防垢剂等.处理剂使用的种类和数量根据地质、地层条件不同而异，一般而言，井越深、地层温度越高，加入的处理剂越多.钻井泥浆处理剂是COD值的主要来源，系统地分析各种处理剂对钻井泥浆COD的贡献，对于合理

4、地选配钻井处理剂、开展油田钻井清洁生产意义重大.本文选择冀东油田常用的6种钻井泥浆处理剂作为研究对象,系统地评价了各种泥浆添加剂对泥浆COD的贡献.根据建立的处理剂与模拟泥浆COD值间的回归方程估算了冀东油田常用的3种不同钻井泥浆体系的COD值，并将估算值与实测值进行了比较.同时，系统地评价了混凝处理对各处理剂以及模拟混合泥浆COD的去除效果.2实验2.1材料所选用的6种常用钻井泥浆处理剂分子结构式见图1，其中无荧光防塌剂为一种天然矿物质，其分子结构式无法考究.3搬土浆：用于配制钻井泥浆的基质，搬土含量为4%，pH值为10，密度为1030kg/m.钻井废水：冀东油田分别采用3种不同配方体

5、系的钻井废水，其配方及水质见表1.收稿日期：2001−12−07，修回日期：2002−02−05基金项目：中国科学院百人计划资助项目作者简介：杨敏(1964−)，男，安徽槐宁县人，博士，研究员，中国科学院优秀百人计划获得者，从事环境污染治理研究工作.284过程工程学报2卷表1冀东油田3种主要钻井泥浆体系的配方及其相关井场的水质表征Table1ThreedrillingfluidformulationsusedinJidongOilFieldandtheirmainfeaturesMainwaterquality−DrillingfluidMaincompositionWellsiteCl

6、CODOilColor(mg/L)(mg/L)(mg/L)Potassium-ammoniumWeicountysoil4%+FPK0.3%+HPAN0.8%M6-1Buff2111026500.40polymerdrillingfluid+HMP0.6%+SMP0.5%EastSmallcationWeicountysoil4%+QW-10.4%+GLA0.6%M6-1Buff2060121400.42drillingfluid+HPAN0.6%+SMP0.5%westPAC−141polymerWeicountysoil4%+PAC−1410.2%+DustM109-19160101

7、000.43drillingfluidHPAN0.6%+SMP0.5%+FT−3421.0%colorNote:HMPstandsforsulfonatedtanningextract,FT-342forsulfonatedpitch,QW-1forlubricant.Weicountysoilisakindofsubstrateofdrillingmud.OHSiCCH2CHCH2CHCH2CHnxyzNaCNCONH2COONH