钻井过程中,大量废弃钻井液的处理逐渐成为制约钻井成本的重要因素。据统计,全国油气田每年产生的废弃钻井液多达9.8×10~5吨。废弃钻井液的主要成分是无机盐、重金属离子、油、岩屑以及具有不同程度毒性、难以自然降解的有机处理剂,常规处理方法如直接排放法、就地掩埋法、固化处理法及固液分离法等方法既无法实现废弃钻井液的循环利用,还会造成环境污染。因此,研究一种低成本、低污染、高循环利用度的废弃钻井液处理技术对石油工业的发展至关重要。如何在废弃钻井液处理过程中有效保持钻井液性质的相对稳定,是实现钻井液循环利用的关键。本文基于超声波破胶的先导实验基础,结合超声波破胶的特殊作用规律,提出了一种超声波法辅助钻井液破胶的方法。通过调整超声波作用频率、超声波作用时间等参数对钻井液样品进行处理,明确了不同超声波参数下超声波处理对钻井液胶体中微纳米固相颗粒分离效率的影响。采用多种分析测试手段对超声波处理后钻井液的固相形态及矿物成分进行了分析,明确了其作用机制。对超声波处理后的钻井液进行重新配置,分析测试重新配置后的钻井液各项性能参数,使其达到回收再利用的要求。研究结果表明,超声波辅助破胶处理可以有效提高钻井液胶体中微纳米固相颗粒的分离效率,超声波处理处理后固相颗粒分离率增加30%以上,且不会对钻井液理化性质和综合性能产生不利影响。本文研究成果表明基于超声波辅助破胶方法的钻井液深度分离技术在废弃钻井液处理上具有较好的潜力和应用前景。同时,也能为废弃钻井液回收再利用提供理论依据和技术支撑,起到前瞻性的作用。