赵迪 符剑刚 王晓波

中南大学化学化工学院

钻井液主要分为水基、油基和合成基3类,其中油基钻井液能够减少岩石碎屑脱落,产生较少的钻屑,在钻井过程中广泛使用[1-2]。岩石碎屑经油基钻井液携带返回地面,形成黏稠的黑色团聚体,即油基钻屑。据统计,一口井大约产生油基钻屑250 m3,1年的产量约为2.3×104m3[3-4]。油基钻屑主要由基础油、有机土、钻屑和多种添加剂组成,成分极其复杂,处理困难,具有低毒性[5-6]。

目前,国内外油基钻屑处理大都采用焚烧、填埋、溶剂萃取、热解、化学清洗、生物处理等技术[7-12]。这些技术均有一定的处理效果,但是存在局限性,如焚烧过程中产生大量的飞灰、炉渣以及有害气体,污染环境且需要辅助燃料[13];填埋占用大面积土地且不能回收其中有用组分;溶剂萃取需要使用大量的萃取剂,成本高,同时容易造成二次污染;生物处理周期较长且条件苛刻等[14]。泡沫浮选广泛应用于含油废水及含油污泥处理领域,高效实现油组分的脱除[15]。李美蓉等[16]在70 ℃下,采用碱与油泥体积比3∶1,加2.0%(质量分数,下同)的碱液搅拌10 min,气浮处理15 min,除油率达到94.3%,底泥残留的石油类含量小于1%。张春娟等[17]采用一粗两扫流程,充气量0.10 m3/h,起泡剂0.5 mg/L,浮选时间15 min,浮选尾砂脱油率达到95%以上。与现有处理技术相比,浮选法不仅具有较高的脱油率,而且能够回收利用有价组分,实现油基钻屑资源无害化处理。因此,开展油基钻屑浮选技术研究,对页岩气资源的勘探和开采具有重要意义。

以重庆某油气田的油基钻屑为研究对象,在对其组成、性质分析的基础上,采用浮选的方法,研究了磨矿时间、浮选时间、药剂用量等对浮选效果的影响。……