钻井废弃物固化路基材料性能的研究.pdf

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1、第34卷第12期武汉理工大学学报Vo1．34No．122012年12月JOURNALOFWUHANUNIVERSI1rYOFrI]E℃HN0IGYDec．2012钻井废弃物固化路基材料性能的研究李相国，杨海涛，蹇守卫，田振，李梦蕾(武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室，武汉430070)摘要：采用大港油田钻井废弃泥浆作为实验原料，利用改良材料对其进行固化试验，确定了改良材料的配比。结果表明：将固化后的钻井泥浆用作路基底层材料，3"-改良材料掺量为2O时，最佳含水率为19，7d强度为2．06MPa，此时

2、水稳定性较高，重金属离子浸出量得到了有效的控制。关键词：废弃钻井泥浆；固化；强度；水稳定性中图分类号：TU525文献标识码：A文章编号：1671—4431(2012)12—0061—05StudyonPropertiesofRoadbedMaterialWhichSolidifiedbyDrillingWasteLIXiang—guo，YANGHai—tao，JIANShou—wei，TIANZhen，LMeng—lei(StateKeyLaboratoryofSilicateMaterialsforAr

3、chitectures，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070，China)Abstract：TheexperimentuseimprovedmaterialstOcompletethesolidifyforwastedrillingfluidwhichfromtheDa—gangOilfield．Theratiooftheimprovedmaterialswasdetermined．Thewastedrillingfluidwhichwassolidifiedis

4、usedastheroadbaselayer，theexperimentalresultsshowthatwhentheratiooftheimprovedmaterialsiS20，thebestmois—turecontentis19，andits7dstrengthis2．06MPa．Atthistime，thewaterstabilityishighandtheleachingamountofheavymetalionsarecontrolledeffectively．Keywords：waste

5、drillingfluid；solidification；strength；waterstability石油工业是我国最重要的能源供应保障，随着社会工业化的发展，陆地和海洋的石油地质勘探和采集开发量也随之增加。在钻井工程中，钻井泥浆须保持良好的流动性，泥浆含水量与其固相含量的比例大致为4：1。由于泥浆成分复杂，阻碍了废弃泥浆的大量处理与综合利用[1]。钻井废弃泥浆中含有大量的污染物，主要是由粘土、加重材料、污水、各种化学处理剂、污油及钻屑等组成的多项稳态的胶体悬浮体系，危害环境的主要成分为各种聚合物、盐类

6、、烃类、磺酸盐、某些金属离子(砷、铬、汞、铜、锌及铅)和重晶石中的杂质。如果不对这些污染物进行有效的处理，将导致土壤、地下水的污染_2]。自上世纪70年代以来，美国、前苏联和中国的一些研究部门围绕着如何处理钻井废弃物进行了大量研究工作，目前常用的处理方法为：固液分离法、环空或地层注入法、土地分散耕施法、干燥焚烧法、化学固化法、生物降解法、转化为其它用途等，但是这些方法都存在着成本高、应用性差或处理量小的特点，不适合工业化处理。因而，开发出特殊的改良材料，使泥浆制品材料的早期强度高，后期强度发挥稳定，且能部

7、分补偿膨润土对强度造成的损失，这是保证钻井废弃物资源化利用的关键所在[5书]。通过对钻井废弃泥浆进行详细的检测与分析，研究了几种改良材料及其掺入量对废弃钻井泥浆的固化效果。实现将废弃钻井泥浆应用于做路底基层材料，其各项污染指标均符合国家相关标准，并且具有较高的抗压强度和水稳定性。收稿日期：2012—10—24．基金项目：国家“863”计划项目(2009AA11ZZ106)．作者简介：李相国(1976一)，男，博士，副教授．E-mail：875093910@qq．corn62武汉理工大学学报2012年12月

8、TiO2MnOZrO2CuOZnORb2OSrOY2O3BaO通过表1结果可知，钻井废弃物的主要成分为含si、ca、Al的硅酸盐矿物。结合其化学成分分析可知：钻井废弃物中Si可能以SiO2形式存在，也可能以其他形式如蒙脱石、钾长石和钠长石等矿物存在；同时发现钻井废弃物中C1含量高达3．415，最有可能以无机盐如NaC1形式存在。废弃物的烧失量很大，达到17．420，说明含有部分有机物及其他可挥发性物质或高温易分解物质，这和废弃