頁巖油基巖屑是在頁巖氣開采過程中使用油基鉆井液產(chǎn)生的油基泥漿和巖屑的混合物。該物質(zhì)成分復(fù)雜,既含水又含油,同時(shí)巖屑中含油硫化物、氯化物等,因此在環(huán)保回收利用過程中對設(shè)備腐蝕較大,尤其是高溫蒸餾裂解爐及其附屬設(shè)備,產(chǎn)生點(diǎn)腐蝕和晶間腐蝕后將出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。ZS-811耐高溫防腐涂料、ZS-822復(fù)合陶瓷高溫防腐涂料、ZS-1021高溫封閉涂料、ZS-1031耐磨防腐涂料可針對性的對不同工藝段的設(shè)備進(jìn)行長效防護(hù),有的放矢,確保*。
目前國內(nèi)探索的油基鉆屑處理方法主要有焚燒法、微生物降解法、熱解析、萃取法等,在西南地區(qū)運(yùn)用較多的是熱解法。油基巖屑的熱解析過程就是采用回轉(zhuǎn)爐在絕氧或缺氧環(huán)境條件下,將油基鉆屑放入其中,間接加熱至420℃-450℃,使油基鉆屑中的水和油類蒸餾出來,蒸汽被冷凝裝置收集,水和油分離后,回收油類。同時(shí),油基巖屑經(jīng)過熱解處理后變?yōu)闊o害化的廢渣。采用熱解法能夠回收巖屑中的柴油、白油等油類物質(zhì),降低殘?jiān)暮吐剩瑫r(shí)也存在一些問題,即油基巖屑對熱解析技術(shù)換熱管道設(shè)備腐蝕嚴(yán)重,亟需在高溫高濕下能夠耐腐蝕的材料來支撐該技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。為此,石油化工設(shè)計(jì)院的材料專家費(fèi)勁了心思,試驗(yàn)了多種國內(nèi)外不同牌號的特種不銹鋼材料,經(jīng)高溫試驗(yàn)后仍是銹蝕不堪。后來,某油田井區(qū)的張工通過朋友介紹,找到了北京志盛威華公司,經(jīng)過技術(shù)交流后,采用志盛威華公司的頁巖油基鉆熱解析爐耐熱防腐涂料進(jìn)行了一系列嚴(yán)酷的試驗(yàn),結(jié)果試驗(yàn)成功,志盛威華高溫陶瓷涂層經(jīng)受住了考驗(yàn)。
基材在高溫下的腐蝕有兩種,一種是高溫濕熱腐蝕,既高溫電解質(zhì)的液體和濕氣腐蝕基體,另外一種是高溫下氧化元素氧化基體,高溫下基體被氧化后,氧化物不斷增加,導(dǎo)致基體材料出現(xiàn)裂紋、斷裂和孔洞等腐蝕現(xiàn)象。根據(jù)高溫基材腐蝕原理,耐高溫防腐涂層應(yīng)具有耐高溫、高膨脹系數(shù)、對氧化介質(zhì)地?cái)U(kuò)散性、有低蒸汽壓和低電導(dǎo)率等特性。頁巖油基鉆熱解析爐耐熱防腐涂料耐溫2300℃,采用志盛威華特制螯合縮聚合成的高溫?zé)o機(jī)三次改性溶液和超微無機(jī)聚合片狀氧化物作為填料,涂層受熱高溫后溶液和填料晶格發(fā)生交聯(lián),高溫下Tg相界穩(wěn)定,可以有效防止氧化介質(zhì)的侵入,避免氧化晶格產(chǎn)生。涂層耐酸耐堿性好,硬度高,硬度高,涂層可以長期耐明火燒烤,在炙熱的火中防氧化防腐效果好。ZS-811耐高溫防腐涂料(耐溫2300℃)在十幾年的應(yīng)用過程中,經(jīng)過幾次完善改進(jìn),目前耐高溫性、防腐性能已達(dá)到佳。
頁巖氣分布在沉積盆地的烴源巖地層中,是賦予頁巖中的非常規(guī)天然氣,這種氣體被束縛在致密的頁巖里。由于頁巖地層裂縫發(fā)育,在鉆井過程中存在泥頁巖水化、井漏、膨脹、縮徑、垮塌等問題。一般上部直井段采用水基鉆井液,下部造斜段及水平段(目的層頁巖段)采用油基鉆井液,一般水平段長達(dá)1500米以上。在鉆井過程中,可利用油基鉆井液具有良好的流變性能、濾濕控制性能及潤滑性等優(yōu)點(diǎn)解決工程上的問題,但處理固控循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生的油基泥漿和巖屑混合物(簡稱油基巖屑)又成為環(huán)保問題。在油基鉆井液循環(huán)過程中,振篩機(jī)、除砂器、除泥器、離心機(jī)等設(shè)備會(huì)不斷產(chǎn)生不同粒度的巖屑和泥漿的混合物即油基巖屑,一般都由油、水、瀝青、鉆屑、高分子化合物及其他雜質(zhì)組成,礦物油含量超過20%,這些物質(zhì)通常難以在環(huán)境中降解,屬于特殊危險(xiǎn)廢物,進(jìn)入自然環(huán)境中將導(dǎo)致嚴(yán)重的土壤和地下水污染事故,對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞,直接對人體健康產(chǎn)生危害。此外,頁巖氣勘探開發(fā)區(qū)分布在特殊生態(tài)功能區(qū)的面積占比較大,因此加強(qiáng)開發(fā)過程中的生態(tài)保護(hù),無害化處理鉆井過程中產(chǎn)生的油基巖屑尤為重要。