页岩气油基钻屑的超临界水氧化处理研究

发布时间：2021-01-23 03:26

　　页岩气属于非常规油气,在勘探和开发的钻井过程中,需大量使用钻井性能最好的油基泥浆,由此产生了油基钻屑。这是一种包含多种有机物和重金属的复合污染物,己被列入2016版《国家危险废物名录》（HW08）,传统处理技术己难以满足目前日益严苛的环保要求。在分析重庆页岩气油基钻屑的特点及井场实际情况的基础上,本文提出了超临界水氧化法处理油基钻屑。借助于该技术优异的有机物降解性和无机盐不溶性,分别实现对有机物的降解和重金属的稳定,同时可开发出撬装式设备,实现在井场的就地无害化处理。本文以垂直钻井的柴油基钻屑（A）和水平钻井的白油基钻屑（B）为处理对象,开展了从反应过程到装备开发的研究,以期为油基钻屑及类似有机废弃物的无害化处理探索一条新途径,为推进超临界水氧化技术的工业化应用提供参考。本文的主要内容如下:（1）采用自主设计的间歇式反应釜,研究了油基钻屑（A）的超临界水氧化反应过程,详细考察了预热、过氧量、温度、停留时间的影响。间歇式反应釜需长达约40分钟的预热时间,该过程会将油基钻屑中的有机物分散到气相、水相、油相和固相当中,但在低于475℃时,不会导致明显的副反应。过氧量、反应温度和停留时间均会显... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院重庆绿色智能技术研究院)重庆市

【文章页数】：141 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．２井场待运走的袖基钻屑（左）和散落在处理厂尚未处理的油基钻屑（右）??

１．２．２油基钻屑的组成及环境危害??油基钻屑是由固体颗粒、有机物和少量水组成的，具有浓重油气味的半固态复合污??染物，其如图１．２所示。??表１．１酣典型页岩气油基钻屏的特征信息??Ｔａｂｌｅ?１．１?Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ?ｏｆ?ｔｗｏ?ｔｙｐｉｃａｌ?ＯＢＤＣ?ｆｒｏｍ?ｓｈａｌｅ?ｇａｓ?ｗｅｌＬ??敫值??ｍｔｍｃ????Ａ?Ｂ??基本信息??井型?垂直井?水平井??泥衆基质?柴油?白油??基本性质??比重（ｇ／ｃｍ３）?１．７４±０．０３?２．２９±０．０１??ｐＨ?值（Ｌ／Ｓ＝１０）?９．２９±０．６９?８．３２±０．５９??电导率（ｍＳ／ｃｍ，?Ｌ／Ｓ＝１０）?１．１２８±〇．１３１?０．２４６±０．０２７??化学需氧量，ＣＯＤ?Ｏｌ〇４ｍｇ／Ｌ）?６５．５±２．０?５５．９±２．３??低位发热量（Ｊ／ｇ）?１０９００±７６?５３２９±５１??原样总有机碳，ＴＯＣｏｂｄｃ?（ｍｇ／ｇ）?２００±６?９６±４??ＣＨ２Ｃ１２索氏提取后残潼总有机碳，ＴＯＣ＾?（ｍｇ／ｇ）?６１±２?２０±１??基本组成（ｗｔ．％）??水分?１．０１±０．１２?４．５２±０．２３??含油率（油类有机物，ＣＨ２Ｃ１２可萃取部分）?２０．６４±０．２６?１３．１８±０．２１??其他有机物（５５０。０?５．５７±０．３５?０．９６±０．０８??灰分（５５０＂Ｃ）?７２．８８±０．５７?８１．３４±１．５９??元素组成（ｗｔ?％）??Ｃ?２１．６４±０．５２?１０．１４±０．１２??Ｈ?２．５５±０．０２?１．

解大多数的有机物，致使水在该情况下不适宜作为反应介质。但随着温度的增加，水的??极性逐步减弱，当超过临界点（Ｔｅ＝３７３．９４６°Ｃ、Ｐｃ＝２２．０６４ＭＰａ）时，水将达到超临界态，??该状态下的水即为超临界水（Ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｗａｔｅｒ，?ＳＣＷ），如图１．４所示。??ａ??


本文编号：2994455