本技术介绍了一种从页岩气钻井岩屑中回收加重剂的创新方法。该方法涉及以下关键步骤:首先,对脱油后的钻屑加入酸性溶液以去除杂质金属离子,随后进行过滤、洗涤和干燥;其次,将净化后的钻屑进一步处理以回收加重剂,实现资源的高效利用和环境的保护。
背景技术
我国页岩气资源丰富,据估计是世界上页岩气储量最大的国家之一。根据《成渝地区双城经济圈建设规划纲要》,川渝地区将持续发挥长宁-威远(四川)、涪陵国家级页岩气示范区(重庆)引领作用,推动页岩气滚动开发,建设天然气(页岩气)千亿立方米产能基地,打造中国“气大庆”。钻井工程是获取天然气、页岩气的主要工程手段,是油气勘探开发活动中的一项作业工程。实施钻井工程进行页岩气资源开发会产生大量的钻井岩屑,特别是在页岩气水平井钻井阶段可能产生大量有害的油基钻井岩屑,需要进行安全处置,其发展趋势就是资源化再利用。但在油井、气井钻探时,为防止井喷事故发生,一般会往泥浆中加入重晶石粉增加泥浆比重以及加固井壁和冷却钻头。据统计,全球重晶石总消费量的80%~90%主要用于油气勘查。这也导致页岩气钻井岩屑中含有大量化学稳定性和热稳定性极高的重晶石,所以资源化再利用钻井岩屑对工艺条件要求高,且能耗大。为此,回收利用页岩气钻井岩屑中的重晶石显得至关重要。
目前,国内对钻井液重晶石回收技术进行了相关研究。结合选矿技术回收钻井液中的重晶石是最普遍的方法之一。专利CN106944249A公开了一种重选、磁选、浮选结合的方法对低品位重晶石废弃物料进行联合选矿,但该方法只适用于传统脉石矿物,对油气钻屑并不适用,且成本高、周期长。专利CN114029155B提供了一种通过重选回收钻井液中加重剂的选矿方法,该方法通过使用多次分级和多次粗选精选的重选工艺流程,提高了回收的加重剂纯度,但该方法工艺复杂,回收率较低,不适用于工业生产。专利CN100562644C公开了一种回收加重钻井液中的重晶石并排除无用固相的系统,该系统将前后级离心机以及其他相关系统串联,在回收大多数重晶石的同时,排掉了大部分岩屑颗粒,但该方法对系统设备具有比较高的要求。专利CN115340121A将无害化处理后的页岩气钻井干渣通过分散处理和重选,得到重晶石精矿和岩屑尾矿,该方法提取后的重晶石纯度高,达到工业品等级,实现了重晶石的循环利用,同时剩余产物不具有环境危害性,可以作为水泥掺料、烧制陶粒原料使用,也提升了干渣的用途和价值。专利CN104609455B通过浮选法回收了纯度高达90%的重晶石,但该方法浮选周期长,浮选得到的重晶石表面疏水性强。CN116060205A将浮选和离心分离提纯结合,从钻井油基岩屑热脱附剩余固相中回收了纯度较高的重晶石,该方法不管是在浮选还是离心阶段工艺都较为繁琐。
本发明利用酸性溶液去除脱油钻屑中的杂质金属离子,再加入苛性碱进行混合,混合物料加水后在高温高压水热条件下溶解生成水玻璃粗产品,过滤洗涤后即可得到纯度较高的BaSO4
。BaSO4
具有极强的热稳定性和化学稳定性,其回收率较高,生成的粗产品水玻璃常用于重晶石浮选抑制过程以及其他工艺生产,具有较好的工业价值。该技术工艺简单,成本低、能耗低,回收效率高,易于工业化生产。
实现思路