高虹 房殿軍 程啟生 張雪婷

（中國石油吉林油田公司采油工藝研究院）

吉林油田廢鉆井液不落地技術(shù)研究與探討

高虹 房殿軍 程啟生 張雪婷

（中國石油吉林油田公司采油工藝研究院）

文章結(jié)合吉林油田產(chǎn)能建設(shè)方案，針對中國石油天然氣股份有限公司對廢鉆井液不落地的要求，調(diào)研分析吉林油田鉆井液無害化處理技術(shù)現(xiàn)狀及研究方向，提出廢鉆井液調(diào)驅(qū)調(diào)剖及堵水技術(shù)，研究了成膠時間、黏度、粒徑等參數(shù)。結(jié)果表明：適應(yīng)條件為40～60℃中低溫高滲透油水井調(diào)剖及堵水。

污染減排；廢鉆井液；調(diào)驅(qū)調(diào)剖；資源化利用；吉林油田

0 引 言

隨著油氣勘探難度的增加和領(lǐng)域的延伸，新區(qū)塊鉆井數(shù)量和老區(qū)塊調(diào)整井數(shù)量逐年增加，在實現(xiàn)勘探開發(fā)目標的同時，鉆井作業(yè)產(chǎn)生的廢鉆井液等污染物也越來越多。這些污染物對作業(yè)區(qū)的生態(tài)環(huán)境造成了不良影響，成為石油行業(yè)急需解決的一個技術(shù)問題，尤其是2015年1月1日實施的《環(huán)境保護法》，使油田面臨的環(huán)保形勢更加嚴峻。目前吉林油田采用委托第三方處理廢鉆井液的方式，缺少自己的核心技術(shù)及必要的監(jiān)督及評價手段，存在環(huán)保風險。本文主要介紹廢鉆井液處理技術(shù)，通過試驗室試驗，開發(fā)了一套吉林油田廢水基鉆井液處理技術(shù)，實現(xiàn)了廢鉆井液不落地［1］。

1 吉林油田廢鉆井液特點及處理技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 吉林油田廢鉆井液特點

廢鉆井液產(chǎn)生量大

2014年鉆井725口，約有24萬m3鉆井液需要無害化處理。

成分復(fù)雜、處理難度高

廢鉆井液中包括無機鹽、有機物、合成聚合物和表面活性劑等20余種，同時，鉆至泥巖井段時，會有一部分泥巖溶解在鉆井液中，造成廢鉆井液有如下特性：①泥漿顆粒細小、黏度大、穩(wěn)定性極強、處理難度高。②水平井廢鉆井液有機物顯著高于直井，表現(xiàn)為COD、堿度高［2］。

1.2 吉林油田廢鉆井液處理技術(shù)現(xiàn)狀

目前吉林油田廢鉆井液多為水基鉆井液，處理方法多為原位固化法，對于油基鉆井液還沒有相應(yīng)的處理手段。原位固化法存在以下三個方面的問題［3］。技術(shù)方面 固化工藝本身不夠統(tǒng)一、成熟，固化劑品種繁多、添加比例參差不齊，有害物質(zhì)沒有充分固化，二次污染現(xiàn)象較普遍。

環(huán)境方面 一旦固化效果不理想，廢鉆井液滲出液會給周圍環(huán)境產(chǎn)生不良影響，造成一定經(jīng)濟損失。管理方面 施工監(jiān)管不到位，個別施工方偷工減料，降低固化劑使用比例。導致固化效果很差，幾年內(nèi)“泥漿坑”仍不能固化，出現(xiàn)過車輛下陷事故。

2 吉林油田廢鉆井液不落地技術(shù)研究進展

針對吉林油田廢鉆井液特點、處理現(xiàn)狀及存在的環(huán)境風險，為實現(xiàn)廢鉆井液資源化處理，達到水基鉆井液不落地的目標，提出鉆井液不落地處理技術(shù)方案，并重點開發(fā)了廢鉆井液調(diào)驅(qū)調(diào)剖及堵水技術(shù)研究。

2.1 廢鉆井液不落地技術(shù)方案

廢鉆井液不落地處理技術(shù)路線見圖1。

圖1 廢鉆井液不落地處理技術(shù)路線

2.2 廢鉆井液調(diào)驅(qū)調(diào)剖及堵水技術(shù)

按區(qū)塊分別對吉林油田紅崗區(qū)塊和扶余區(qū)塊廢鉆井液進行了采樣分析，根據(jù)地層溫度，利用廢鉆井液為主要原料，進行了中低溫地層調(diào)驅(qū)調(diào)剖及堵水技術(shù)研究。目前經(jīng)過多次改進試驗，成膠強度已達到調(diào)驅(qū)調(diào)剖及堵水要求。泥漿攜帶量已由15%提高到40%，形成了兩套中低溫地區(qū)調(diào)剖調(diào)驅(qū)及堵水體系，并進行了成膠時間、終膠時間、黏度、粒徑分析等相關(guān)試驗，滿足調(diào)驅(qū)調(diào)剖及堵水要求，為下一步現(xiàn)場應(yīng)用提供了技術(shù)支持［4-5］。

2.2.1 中低溫地區(qū)調(diào)驅(qū)調(diào)剖及堵水成膠體系研究

針對吉林油田紅崗區(qū)塊和扶余區(qū)塊的中低溫地區(qū)廢鉆井液現(xiàn)場取樣，進入試驗室開展成膠試驗研究，初步形成了廢鉆井液不落地A和B兩套調(diào)驅(qū)調(diào)剖及堵水體系［6］。

紅崗地區(qū)和扶余地區(qū)的廢泥漿調(diào)驅(qū)調(diào)剖A體系試驗

現(xiàn)場采集的廢鉆井液樣品，根據(jù)其特點對不同的調(diào)驅(qū)調(diào)剖體系進行篩選，對篩選的體系藥劑量進行梯度試驗，并把廢泥漿攜帶量從15%提高到30%，最終形成了中低溫地區(qū)廢鉆井液調(diào)驅(qū)調(diào)剖A體系。如表1所示。

表1 攜帶30%水基泥漿調(diào)驅(qū)調(diào)剖體系（A體系）

紅崗地區(qū)和扶余地區(qū)的廢泥漿調(diào)驅(qū)調(diào)剖B體系試驗

在A體系研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)成膠黏度，成膠時間，以及堵水對成膠強度的要求及考慮成膠成本，開展了B體系研究，在A體系最多攜帶30%泥漿的基礎(chǔ)上，泥漿攜帶量提高了10%，大大降低了成膠成本，成膠強度增強，適合堵水作業(yè)。如表2所示。

表2 攜帶40%水基泥漿調(diào)驅(qū)調(diào)剖體系（B體系）

2.2.2 中低溫地區(qū)調(diào)驅(qū)調(diào)剖成膠體系技術(shù)參數(shù)測定成膠時間、成膠黏度

模擬中低溫地層溫度，分別對兩套成膠體系在40℃和60℃恒溫水浴情況下養(yǎng)護，對成膠體系的性能指標進行了測試，成膠時間與黏度的曲線，見圖2、圖3。

圖2 不同泥漿攜帶比例的成膠時間-黏度曲線

圖3 不同溫度條件下成膠時間-黏度曲線

從圖2和圖3可知，成膠體系中，泥漿攜帶量可以從20%提高到40%；成膠試驗分別在40，60℃恒溫水浴下對膠體進行養(yǎng)護，凝膠成膠時間為6～28h，膠體黏度大于20000mPa·s，滿足調(diào)剖堵水要求。

吉林油田廢鉆井液調(diào)驅(qū)調(diào)剖A成膠體系和B成膠體系膠體黏度大、韌性強、抗剪切性能好，膠體形態(tài)60d后保持穩(wěn)定，滿足調(diào)剖堵水技術(shù)要求。適應(yīng)條件：40～60℃中低溫高滲透油水井調(diào)剖及堵水。

粒徑分析

取紅崗采油廠鉆井液樣品1和扶余采油廠鉆井液樣品2，采用COULTER激光粒度儀測定其粒徑分布見表3。

表3 紅崗和扶余采油廠鉆井液組分粒徑分布 %

由表3可知，紅崗鉆井液樣品1和扶余鉆井液樣品2中泥質(zhì)成分的粒徑主要分布在10～300μm，約占80%，粒徑的分布較為集中，同時較高的含泥量使其具備了進入地層和封堵高滲透層段的基本條件［7］。

3 結(jié)束語

吉林油田廢鉆井液不落地技術(shù)的研究，解決了吉林油田廢鉆井液委托第三方處理、缺少自己的核心技術(shù)及必要的監(jiān)督、評價手段的問題，降低了現(xiàn)有處理方式所存在的安全環(huán)保風險。

廢鉆井液做為調(diào)剖劑回注油層，取代顆粒堵劑，可以降低調(diào)剖成本，具有巨大的環(huán)保效益和社會效益。用廢鉆井液作為調(diào)驅(qū)調(diào)剖及堵水劑，變廢為寶，充分利用現(xiàn)有資源，不僅為油田廢鉆井液的再生利用找到了一種有效方法，而且也為油田綜合治理、降低生產(chǎn)成本提供了一項技術(shù)措施。

該技術(shù)保證了鉆井施工過程的清潔生產(chǎn)，實現(xiàn)了廢鉆井液的零排放。

［1］ 趙雄虎，王風春.廢棄鉆井液處理研究進展［J］.鉆井液與完井液，2004，21（2）：43-48.

［2］ 張祎徽.廢棄鉆井液無害化處理技術(shù)研究［D］.北京：中國石油大學（北京），2007.

［3］ 崔之健，梅宏.廢鉆井液固化處理技術(shù)的研究［J］.新疆石油學院學報，1999（1）：12-17.

［4］ 彭園，楊旭，孫長健.廢棄泥漿無害化處理方法研究［J］.環(huán)境科學與管理，2007，32（4）：102-104.

［5］ 蔡利山，劉四海，郭才軒.石油鉆井環(huán)境保護技術(shù)綜述［J］.西部探礦工程，2002，14（3）：132-134.

［6］ 白寶君，高玉軍.區(qū)塊整體調(diào)剖調(diào)剖劑用量優(yōu)化技術(shù)研究［J］.斷塊油氣田，1999，6（6）：33-35.

［7］ 左松林，廖遠惠.新站油田整體調(diào)剖試驗研究［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2005，24（2）：32-33.

（編輯 王蕊）

j.issn.1005-3158.2015.02.005

1005-3158（2015）02-0014-02

2014-12-04）

高虹，1989年畢業(yè)于吉林大學環(huán)境工程專業(yè)，國家清潔生產(chǎn)審核師，現(xiàn)在中國石油吉林油田公司從事環(huán)境監(jiān)測和環(huán)境科研工作。通信地址：吉林省松原市長寧北街采油工藝研究院，138000