随着国民能源需求的持续增加,非常规油气藏也在逐步探索商业化开发,由于非常规气藏的地质特殊性,通常采用油基钻井泥浆进行开采,因此产生大量油基钻屑。由于油基钻屑自身理化性质的特殊性和世界各地环保法规的不同要求,以及传统的油基钻屑处理工艺在技术、成本或安全性等方面难以均衡,使得钻屑的规模化处理要求受到限制。CO2开关溶剂在通入和排出CO2后,溶剂极性可在高极性和低级性之间相互转变,能有效用于低极性的油基钻屑矿物油类的提取和分离,是一种绿色的,反应条件温和的溶剂,因此本文设计将CO2开关溶剂用于油基钻屑的处理并分析其作用机理,提出一种新型的、低能耗的以及高安全的油基钻屑处理可行工艺。首先,通过油基钻屑组分分析得到钻屑理化特性,结合文献调研和MSDS(化学品安全技术说明书)查询,从中选出价格低、耐水性好的有机胺CyNMe2(二甲基环己胺)作为油基钻屑用的CO2开关溶剂。对比得到CyNMe2对钻屑石油类提取效果介于石油醚和甲苯之间,采用SEM(扫描电镜)验证了CyNMe2与低级性的甲苯处理效果相当。其次,采用RSM(响应曲面法)对石油烃类的提取进行设计和分析,确定了影响因子间的作用顺序：样品比例>反应时间>反应温度>搅拌速率,建立了岩屑石油类的提取模型,模型预测得到最佳反应条件：比例=1.4,温度=47.2℃,速率=150.0r/min,时间=22.4min,此时残渣油含量=11642.1mg/kg,石油类提取率可达到92%。再次,研究分析当CO2诱导溶剂转为亲水性回收油时,C02宏观传质影响因素接触面积和C02浓度对后续质子化反应的影响,以电导率为指标,结果表明通量和温度与电导率的变化成正比,即加大通量和温度均有利于缩短完全转相所需时间。分析了质子化过程中电导率、pH值和溶剂残留量的变化,表明在通量2L/min和常温下,溶剂10min即可完全质子化。最后,采用UV(紫外分光光度法)对比分析多种溶剂回收方法,结果表明易溶性强碱和沉淀性强碱复配时,溶剂回收率和水处理效果可达到均衡,采用FT-IR(红外光谱)分析回收溶剂和原溶剂的结构特征,表明回用前后化学结构没有发生显著变化,当水参与回用时,可进一步提高溶剂的回收率,溶剂回收率最高可达到91%,以此为基础设计了基于CO2开关溶剂的油基钻屑处理装置流程。