废弃钻井液的固化烧结与再利用研究

第2 8 卷 第 1 期 2 0 1 1 年 1 月 钻 井 液 与 完 井 液 DRI LL J NG F L UI D & C0M P LE TI ON F L UI D V _ o 1 ． 2 8 N0 ． 1 J a n．2 0l 1 文章编号 ：1 0 0 1 ． 5 6 2 0 ( 2 0 1 1 ) 0 1 — 0 0 6 6 — 0 3 废弃钻井液的固化烧 结与再利用研究 潘 宝风 ， 兰林 ， 李 尚贵， 杨兵， 孙勇 ( 中石化西南油气分公 司工程技术研究院 ，四川德 阳 ) 摘 要 为解决废弃钻 井液 的污染问题，采用化学滴定 法分析 了废弃钻 井液 化学组成 ，开发 出 了由硅酸盐水 泥、 高铝水泥 、页岩组成的固化剂，并研 究了固化物 的性能。然后采用 热能差值 分析 法研 究 了温度对废弃钻 井液 固化 物 的影响，形成 了烧结制度 ，并进 行 了烧结 实验。最后利用 x 射线衍射 、扫描 电镜等手段进 一步探讨 了废弃钻井 液 固化及烧结机理。结果表 明，固化剂能够水 化生成 c ～s —H凝胶和水化铝酸钙等水 化产 物并形成网络结构 ，对 废弃钻井液具有 良 好 的快速 固化效果 。 根据特定 的烧结制度 ， 在 高温下废弃钻井液 固化物各组分能够发生固相反应， 生成强度等级达到 MU 2 0以上 的高强度烧结砖 ，解决 了废弃钻 井液长期渗漏污染问题。 关键词 废弃钻井液 ； 固化 ； 烧结 ； 环境保护 中图分类号 ：T E 9 2 3 文献标识码 ：A 目 前 ，对废弃钻井液处理主要是采用固化剂 固 化后进行掩埋 处理 [ 1 - 4 ] o但这样 的处理方法很难长 期防止废弃钻井液中有害物质的泄漏污染。 近年来， 科研人员尝实将废弃钻井液制成高温烧结建筑制品 进行二次利用。 要达到这种 目的必须满足 2 个要求 ： 一 是 固化 剂能够 迅速 将废弃 钻井 液 固化 ； 二 是 固化 剂与废弃钻井液的固化物能够在高温下发生有利的 物相反应，形成较高的强度。在利用川中地区废弃 钻井液制备烧结制品可行性的研究过程 中，开发出 了新型固化剂，并确定了高温烧结制度 ，解决 了废 弃钻井液的快速固化及固化物的高温烧结问题 ，得 到 了高强 度 的烧 结砖 ，开辟 了废 弃钻 井液再 利用 的 新途径 。 1 原材 料及 实验 设备 密度约为 1 ． 2 4 g ／ c m 的废弃钻井液 ，取 自l ~ l J i I 龙 遂井 ； 棕红 色 页 岩 ，......