套管保护液对钻井废水处理效果的影响

套管保护液对钻井废水处理效果的影响六何焕杰马金张淑侠吕宁超马雅雅詹适新杨云鹏(中国石化集团中原石油勘探局钻井工程技术研究院)VoI．21NO．1摘要通过研究高含硫气田钻井完井后套管保护液对钻井废水处理效果的影响，可知：采用混凝／二次絮凝／吸附工艺处理不含套管保护液的钻井废水时，出水COD~150mg／L；当套管保护液加量>O．5mL／L时，出水中COD随套管保护液用量增加而急剧升高，远大于150mg／I；采用混凝／吸附／微电解组合工艺处理含套管保护液的完井钻井废水，出水COD<150mg／L，满足GB8978—1996~污水综合排放标准》二级标准的要求。关键词套管保护液钻井废水COD普光气田中图分类号：X703．3文献标识码：A文章编号：1005—3158(2011)0卜0022—020引言套管保护液(以下简称保护液)是高含硫的酸性气田钻井完井后为防止套管腐蚀(对于待开发气井，注入套管保护液是为了平衡地层压力)而注入的一种重要工作流体，其主要成分为有机加重剂甲酸钾和缓蚀剂口]，其中甲酸盐含量较高。钻井完井施工后往套管内挤注含甲酸钾的保护液，在进行顶替作业时，从套管内返排出的少量保护液和施工后泥浆罐内残留的保护液合并排入泥浆池。一般用量仅为1o～2oin。。此类保护液排入泥浆池后，导致泥浆池中钻井废水水质发生变化，治理难度加大。表现为原有钻井废水混凝／z．次絮凝／吸附处理工艺和装置适应性变差__2]，吸附处理单元的出水化学需氧量COD超标严重，给完井钻井废水治理工作带来很大影响。为分析保护液影响钻井废水处理达标的原因及优选新的处理工艺，开展了套管保护液对钻井废水处理效果的影响研究。1实验1．1钻井废水水质分析实验用钻井废水分别取自普光气田普光301—4和普光304—3井钻井泥浆池。由于聚磺泥浆体系钻井废水处理达标排放的技术难点是色度和COD的深度去除，因此实验过程仅测定钻井废水色度和COD，结果如表1所示。由表1可见，钻井废水原水色度和COD较高。表1钻井废水原水主要污染物测定结果GB89781996((污水综合排放标准》二级标准限值与GB8978—1996{污水综合排放标准》相比，两口井的原水和含保护液的钻井废水色度超标47．0～73．6倍，COD超标41．0～53．5倍，与原水相比，含保护液的钻井废水色度变化不大，但COD呈增加趋势，可见保护液增加了完井钻井废水的有机污染物数量。1．2仪器和药品JBY—II型絮凝搅拌仪；HA一101A型COD快速测定仪；721型可见光分光光度计；pHs一3C精密酸度计(数显式)。三氯化铁FeC1。、聚合硫酸铁PFS、阴离子聚丙烯酰胺、活性炭、次氯酸钙均为工业品；甲酸钾、硫酸亚铁铵(NH)Fe(SO)、重铬酸钾、硫酸银AgSO均为分析纯。1．3方法取500mL钻井废水，搅拌下加入一定体积的保护液，再加入一定量的无机混凝剂FeC1。水溶液，快速搅拌使其混合均匀，用石灰调节pH值，然后加入一*基金项目：国家科技重大专项《大型油气田及煤层气开发》资助项目(2008ZX05048)何焕杰，1989年毕业于陕西师范大学化学系无机化学专业，硕士，高级工程师，现主要从事油气田废水、废液和废渣无害化处理工艺开发和水处理设备研究。通信地址：河南省濮阳市中原路59号钻井工程技术研究院环保研究所，457001SDHnS护队＆保札F境oN0环E田RP气N油№Ⅵ∞NEO日2n年叭2％．od何焕杰等：套管保护液对钻井废水处理效果的影响．2。．定量的聚丙烯酰胺水溶液慢速搅拌片刻，静置沉降30min后，再按文献提出的吸附方法进行处理，测定吸附出水的COD。2结果与讨论2．1不合保护液的钻井废水处理结果分别采集普光气田未进行钻井完井施工的两口井的钻井废水原水，采用文献报道的方法混凝／吸附工艺进行无害化处理，分别测定每步出水的色度和COD，结果见表2。表2不含保护液的钻井废水处理结果由表2可见，两口井的钻井废水原水色度为2350～3680，C()D为6l41～7148mg／L，均严重超标。采用混凝／吸附工艺处理后，吸附出水色度为0～5，COD介于100．0～144．1mg／L之间，均小于150mg／I，符合GB8978—1996《污水综合排放标准》的二级标准。2．2护液对钻井废水处理效果的影响为考察套管保护液对钻井废水处理效果的影响，分别采集普光304—3井泥浆罐中配制好的保护液、普光304—3的钻井废水，将不同体积的保护液与钻井废水混合(体积比)，按前述方法进行混凝／二次絮凝／吸附组合工艺处理，分别测定加入不同体积保护液的钻井废水净化出水的COD，结果见表3。表3普光304．3井含保护液钻井废水的处理结果由表3可见，钻井废水中不含保护液时，吸附出水COD小于150mg／I，达到GB8978—1996《污水综合排放标准》的二级标