浅谈东北地区油田钻井泥浆不落地处理

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　　摘要：随着环保要求的不断提高，钻井泥浆成为重大的环境风险。通过分析钻井泥浆不落地处理技术的基础原理，针对寒冷气候制定针对性措施，浅谈不同不落地处理技术的优势与确定，提出东北地区泥浆不落地处理的建议。
　　关键词：钻井泥浆；不落地；环保
　　随着新《环境保护法》的施行，《“两高”司法解释》的出台，环保形势日益严峻，如何做到钻井泥浆的合规处理，避免钻井泥浆及储存池造成的重大环境风险，成为油田钻井泥浆处理的一项重要任务。
　　1.开展钻井泥浆不落地处理的必要性
　　油田钻井泥浆是油气田开发中最重要的环境风险点之一，开展钻井泥浆不落地处理具有以下三点必要性：
　　1.1消除钻井过程及固化前的污染风险
　　普通钻井周期一般为1～2个月，特殊情况下能达到3个月或以上，钻井过程中容易出现储存池塑料布破损，渗漏等问题、如遇大雨，甚至出现雨水倒灌、污染农田等情况，可能造成地下水、地表水的污染。
　　无害化处理受天气、道路、工农关系影响较大，如遇连续降雨或冬季钻井，可能一个月或几个月无法施工，除存在以上钻井过程中的风险外，储存池长期处于不安全状态，可能出现牲畜、人员掉落等安全问题。
　　1.2避免无害化处理存在的质量风险
　　传统的钻井泥浆无害化处理方法，一般是将钻井废水拉走，对剩余的岩屑进行就地固化处理，但由于受储存池形状不规则，岩屑沉积压实作用，野外机械操作难度大等因素影响，固化质量较难保证，这种处理方式存在一定质量风险。
　　1.3满足环境管理部门新的环保要求
　　随着《水十条》、《土壤十条》等具体环境保护措施出台，环境保护主管部门对油田企业，特别是油田企业勘探开发过程中钻井泥漿的处理提出了更为严格的环保要求，钻井泥浆的不落地处理基本满足了目前环保和钻井生产两方面的要求。
　　2.东北地区油田钻井泥浆不落地处理面临的主要难题
　　2.1钻井工作量相对较少，井位分散，偏重气井
　　随着国际油价下跌，处于扭亏脱困阶段的油田企业钻井工作量明显下降，油井工作量明显减少，目前部署井位主要以气井为主，同时钻井施工存在相对分散，施工不连续等特点。
　　2.2冬季施工气候条件特殊
　　东北地区冬季钻井施工过程中，最低气温达到零下35摄氏度左右，长周期的施工，保温效果尤为重要，因有地层能量的补充，循环过程中的泥浆温度得到有效补充，但反排出来的泥浆很容易结冰，这也对钻井泥浆不落地处理提出较高的要求。
　　3.钻井泥浆不落地处理工艺原理及施工模式
　　3.1钻井泥浆不落地处理工艺原理
　　3.1.1基于破胶压滤技术的钻井泥浆不落地处理工艺
　　钻井泥浆是一种含粘土、钻屑、加重材料、化学处理剂、污水等成分的多相稳定悬浮体系，通过加入破稳降粘剂，破胶、氧化打破泥浆体系稳定性；加入混凝聚结剂，絮凝、与金属离子发生络合反应；加入高效沥水剂，吸附固结有害物质、强制固液分离。之后将破胶后的泥浆用泵压入滤室，依靠机械加压装置将滤板压紧，固体在滤布上堆积形成泥饼，液体渗透出滤布，成为不含固体的清液[1][2]。
　　3.1.2基于离心固化技术的钻井泥浆不落地处理工艺
　　废弃泥浆也是稳定复杂的胶体体系，通过电极和脉冲电源使胶体体系失稳。泥浆中粘土矿物表面带有电荷，利用电化学吸附的原理，使钻井泥浆在直流电场作用下，泥浆中阴离子表面活性剂和带负电荷的组份定向迁移到电极阳极表面，产生阳极电聚合吸附，在电极表面沉积去除；泥浆中大分子聚合物被电解，氧化断链后粘度降低，更易去除；泥浆中有效成份颗粒表面不带电，可以用于保留在体系内重复利用。随着电化学反应时间延长，泥浆沉积层厚度增加，除泥装置去除电极表面的泥浆固体，从而实现泥浆的降粘和固液分离目的，分离后的低粘度的泥浆液再通过补充有益组份回用。
　　3.2钻井泥浆不落地处理的施工模式
　　3.2.1集中处理式钻井泥浆不落地处理
　　集中处理的钻井泥浆不落地处理方式特点是单井拉运、集中处理，建设集中的厂房、购买大型的设备。集中处理的优势是可以满足多井同时开钻处理的需要，方便设备和废弃物的管理、利于监测。由于不需要多套设备，所以运行起来后更能节省成本，更有效提高设备的利用率。缺点是前期场站征地、手续办理，购置设备等一次性投入较大，一般在2000万元左右，单井处理费用50-100万元不等。
　　3.2.2随钻处理式钻井泥浆不落地处理
　　随钻处理式钻井泥浆不落地处理特点是单井处理，设备人员双配套。随钻处理需在单井组织设备征地、设置临时软体罐、配套处理设备和4-6个技术人员。优点是可以适应偏远井的施工，跟随井队作业，撬装式设备，搬迁灵活，处理方案调整灵活。缺点是每口井配套设备和人员，一次性投入高，设备在200-300万元不等，单井处理成本相对较高，单井处理费用在100-160万元不等。
　　4处理模式的选取
　　通过以上分析认为，东北地区针对施工井数量少和对泥浆回用需求不高的情况，基于破胶压滤技术的钻井泥浆不落地处理工艺更合理，针对冬季保温和成本控制的考虑，集中处理式钻井泥浆不落地处理更有优势。
　　5.结论与展望
　　钻井泥浆不落地处理技术目前正处于一个大发展和初期应用的阶段，钻井泥浆不落地处理技术从源头上避免了钻井泥浆处理上的环境风险，大大降低了钻井泥浆治理与钻井完井之间的施工间隔期，减少工农关系。
　　钻井泥浆不落地处理技术是一个系统的工程，只有不断实现新技术的应用，适应新的环保要求，有效降低处理价格，将会更具应用价值和环保价值。
　　参考文献
　　[1]杨明杰.钻井泥浆综合治理研究[J].矿物岩石.2003（3）109-112
　　[2]魏平方.油田钻井液固化处理实验研究化学与生物工程[J].2003（6）34-35
　　（作者单位：中国石油化工股份有限公司东北油气分公司）
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