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科技创新助力磺化泥浆处理达标

时间:2022-02-04 11:35:00 来源:中国学术网 评论:0 点击:

  记者|李强

  近年来由于钻井深度的增加,钻井过程对磺化泥浆使用的推崇越来越高;在石油与天然气的开采、钻探及修井过程中会产生大量的钻井废弃磺化泥浆,对周边环境污染越发严重。由于钻井生产的流动性及分散性,因此磺化泥浆污染面积大、区域广;同时由于磺化泥浆中可溶性盐、化学需氧量、pH、重金属等含量远大于周边环境,其也会对周边土壤及地下(表)水造成严重污染,影响周边动植物正常生长。随着国家对《油气田含油污泥及钻井固体废物处理处置技术规范》和《油气田钻井固体废物综合利用污染控制要求》的严格落实,处理磺化泥浆成为了各油田区块在钻井过程中的必要任务。

  为了探究各油田处理磺化泥浆的实际情况,2022年2月2日,记者来到位于塔里木油田英买区块隶属于北京伟创力科技股份有限公司的磺化泥浆废弃物环保处理厂,在厂区现场采访到了项目负责人周国平,同时电话连线正在美国斯坦福大学读博的项目核心专利设计者黄尧奇,来听一下项目的设计和相关专利的研发。

  记者:“能否请周国平负责人先介绍一下这个项目的情况?”

  周国平:“我公司在塔里木油田目前有四个磺化泥浆废弃物环保处理厂,分别位于英买区块、果勒区块和富满区块,其中英买区块有两个处理厂。这四个厂总的年处理能力为30万方。这四个处理厂采用的都是钻井磺化泥浆废弃物化学强化固液分离处理工艺技术。该工艺技术是对磺化泥浆废弃物先进行曝气破乳除油,再在废弃物中加入破胶剂、混凝剂和絮凝剂等进行破胶脱稳处理,使废弃物中的污染物从泥浆颗粒上脱附到液相中,然后进行泥水分离。分离得到的固相泥饼经检测达标后可填埋或铺路等,分离后的液相进行废水处理。废水处理时,先加入混凝剂和絮凝剂进行废水的絮凝沉降,再将沉降后的清水调节pH值后泵入到微电解反应器中降解水中有机物,通过微电解反应器处理后的废水再进行高级氧化反应,进一步去除水中有机物等污染物。最后,我们对产生的废水进行中和、絮凝、沉降和过滤,过滤出水返回本处理过程的泥浆池中与运输来的磺化泥浆废弃物混合后重复使用。

  “我们在这四个处理厂应用了来自美国名校斯坦福大学黄尧奇的多项专利技术。相关技术涵盖铁碳微电解填料和反应器、钻井泥浆处理用除油装置和废弃钻井泥浆处理装置等等。”

  记者:“周工通过引进黄尧奇的专利实现了磺化泥浆的成功处理。那么对于专利这一块能请黄尧奇简单介绍一下您的经历和项目的研发过程吗?”

  黄尧奇:“在正式运行本项目以前,我的团队就从塔里木油田现场取样运输到伟创力公司的北京研发中心,进行样品组成分析、样品的处理实验、样品处理前后及关键中间阶段的样品检测分析等。其中,样品的处理实验主要集中在磺化泥浆废弃物的除油、破胶脱稳、泥水分离、泥水分离后废水中有机物去除四个方面。经过我和北京研发中心研发人员的日夜奋战,解决了磺化泥浆废弃物处理过程所有问题,最后,得到了磺化泥浆废弃物处理的工艺规律和药剂配方。在实验室放大实验基础上,我设计了有关部分关键处理装置,且试验取得了圆满成功,证明了磺化泥浆废弃物处理工艺可行,处置装置可用。在磺化泥浆废弃物处理的研发过程前后,我陆续申请了几个专利,并最终应用到了项目上了。”

  记者:“主要的专利都有哪些?项目应用了您的专利后取得了怎样的效果呢?”

  黄尧奇:“都取得了较好的效果。比如,应用《一种钻井泥浆除油装置》(专利号:ZL202122294876.X)专利设计的除油装置,比以前的除油装置提高除油效率10%以上;《一种钻井泥浆处理装置》(专利号:ZL202122290435.2)专利能够简单快速有效的冲洗磺化泥浆废弃物中的杂质进入液相,应用后提高处理效率15%以上;泥水分离后的废水处理在微电解氧化处理阶段,应用了我的《一种铁碳微电解填料及其制备方法》(专利号:ZL201910034027.5)专利制备的铁碳填料,使得废水中的有机物去除效果更好,较常规的铁碳填料COD去除率提高15%以上;还有的微电解氧化处理装置应用了我的《一种铁碳微电解反应器》(专利号:ZL201620047051.4)专利,其反应器内填料为烧结铁碳填料和铁屑填料同用,COD 去除效果提高了10%,成本降低了20%。”

  记者:“4个专利的研发背后有没有遇到一些困难?或者说相关专利研发的难点在哪里?”

  黄尧奇:“在塔里木油田遇到的磺化泥浆废弃物与以前处理过的水基泥浆废弃物组成有很大不同,其处理难度增加很多,处理难点主要集中在磺化泥浆废弃物如何高效去除含有的油类、磺化泥浆废弃物中的污染物如何快速彻底与固相分离进入液相,泥水分离以及泥水分离后废水中有机物的去除等方面。在研发过程中,我的团队反复进行各种方法效果对比,进行了上千次的各种实验,最终将存在的难点一一解决,正如前面所说的,取得了较好的处理效果。”

  记者:“那么黄同学对未来有什么展望?会不会进行更多的专利研发工作?”

  黄尧奇:“我的确希望未来可以进行更多相关专利的研发。未来的打算就是继续关注石油环保方面的前沿动向,攻坚克难,研发专利并进行商业化。在专利商业化这一方面,自己也在考虑开一个环保公司,通过吸引风险投资的方式进行更多的产品研发的销售。”

  磺化泥浆在石油化工领域广泛应用的同时,也对周边的土壤和地下水造成了污染。伟创力公司通过应用黄尧奇的专利,利用微电解和一种钻井泥浆处理装置成功去除了磺化泥浆废弃物,并将设备应用到了塔里木油田的4个磺化泥浆处理厂。周国平和黄尧奇最后对记者表示,他们希望未来可以让这个技术服务于更多国家油田的钻井磺化泥浆废弃物的处理上,同时也畅想着可以将科研和服务范围做进一步的拓展,为世界环境的更美好贡献一份力量。

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