鹽泥應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)，是重要的基礎化學工業(yè)。2006年中國鹽產量為4896萬噸，約占世界鹽產量的20％。鹽泥是鹵水凈化過程中產生的固體廢物，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、復雜，以上各種利用方法均存在投資高、運行成本高、工藝復雜、耗能、產生二次污染、產品所含NaCl等雜質的腐蝕以及回收利用價值較低等問題而難以推廣。未經處理的鹽泥有的在廠內外堆存或填埋，有的排入附近江、河、湖、海，造成嚴重的環(huán)境污染。鹽泥的處理處置己成為世界性的技術難題。 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，由水、膨潤土、氯化鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉、聚丙烯酸鹽類、正電膠、超細碳酸鈣、硫酸鋇和其

3、它化學處理劑組成，該體系配制成本較高。 為達到鹽泥的資源化，以中國石化江漢油田分公司鹽化工總廠鹽泥為研究對象，以現有成熟鉆井液配方為基準，研制鹽泥-鹽水鉆井液配方： (1)鹽泥的主要化學成分為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、地質環(huán)境相容性乃至鹽泥的產生過程與鉆井液的配制過程之間具有相同和相似性，鹽泥應用于鹽水鉆井液具備堅實的理論基礎。 (2)本研究鹽水鉆井液基準配方分別為：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—鹽水鉆井液配方設計體系分別為：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用于鹽水鉆井液的配制。以鹽泥成分和鹽水鉆井液基準配方為基礎，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，進行鹽泥．鹽水鉆井液配方設計。各體系基準配方設為配方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)室內實驗表明配制與基準配方相同密度、相同pH值的鉆井液，在鹽泥加量500kg/m3的范圍內，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。但固相含量和泥餅摩擦系數增加，鹽泥加量必

8、須限制在一定的范圍內。在本研究的各鉆井液體系中，鹽泥加量宜＜500kg/m3。 (6)鹽泥應用可降低鹽水鉆井液成本，鹽泥在本研究中的應用價值為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，當鹽泥加量相同時，鹽泥的應用價值不同，其大小與鹽水鉆井液體系的基準配方成本相關。基準配方成本越高，鹽泥應用價值越大。脫水前鹽泥的應用經濟性大于脫水后鹽泥的應用經濟性。

9、 (7)江漢鹽化工總廠每年產生的1000t鹽泥可以全部應用于江漢鉆井公司。鹽泥應用于鹽水鉆井液地域適應性強，應用前景廣闊，適用于世界各地。 (8)鹵水宜盡量分級預凈化，分別去除Ca2+、Mg2+和SO2—4，使產生的工業(yè)固體廢物源頭分類，以達到固體廢物的最大資源化。 本研究從理論和室內實驗兩方面驗證了鹽泥應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、實現鹽泥的資源化和鹽化工業(yè)的清潔生產，為鉆井液尋找理想的