鉆屑随钻处理技术研究.docVIP

钻屑随钻处理技术研究 【摘 要】介绍了国内外钻屑处理技术现状，提出了一种新型钻屑随钻处理实施方案，研制出关键技术设备。室内研究和3口井的现场试验结果表明：具有钻屑随钻处理功能的新型钻井液固控系统的现场适应性良好，能够满足我国实际钻井工况要求，推广应用前景广阔。 【关键词】钻屑随钻处理 钻屑脱液机 钻屑螺旋输送机 技术研究 现场试验 目前，我国陆上钻井一般将产生的废弃物（废弃钻井液及钻屑）存储于沉砂池内。据统计，钻探一口井大约产生300～700 m3的钻井废弃物。钻井完成后，由于废弃物无害化处理成本及技术问题，很多井只进行简单的处理，导致大量废弃物露天存放在沉砂池中，造成废物的渗漏和溢出，引起地表水和地下水的污染，危及周围农田和水生生物的生长[1][2]。 随着国家对环保要求的日益严格，废弃钻井液和钻屑造成的环境污染问题越来越引起各方的关注。目前，环境保护是我国的一项基本国策，改变传统的废弃物处理方法，搞清废弃物无害化处理原理，研究和应用废弃物无害化处理技术，对于保护区域环境、保障石油工业长期稳定发展及实现人类可持续发展具有非常重要的现实意义。 1 技术现况 1.1 国外在陆上石油勘探开发生产中，钻井产生的钻屑和废弃钻井液处理问题普遍受到重视，特别是欧美国家，对钻屑和废弃钻井液的毒性分析、环境影响评价及处理技术等方面做了大量工作，工业生产中主要应用的处理方法有就地回填法、注入安全地层法和集中处理法等。 就地回填法是各国在石油勘探开发生产初期普遍采用的方法，该方法被限制用于淡水基钻井液产生的钻屑和废弃钻井液的处理。美国就地回填处理钻屑和废钻井液专利技术（US 448245）对就地回填法进行了改进，先用酸中和废钻井液和岩屑的pH值，然后加入絮凝剂进行固液分离，固相废物干燥到一定程度后就地填埋，污水处理后达标排放。 为“安全”地处置废弃钻井液和钻屑，美国和加拿大的石油公司研究并实践了钻屑回注技术：将钻屑从固控设备传输到处理设备内,通过研磨、剪切和筛选,使钻屑的粒度满足回注要求,通过高压注入泵将钻屑浆注入到地层内。该技术采用地下灌注与水力压裂相结合，又被称为浆体压裂灌注，它以废弃的油井或专用井作为注入井，选择压裂梯度较低、封闭性较好、不会引起产层或地下水层污染的地层作为注入层。但该技术的难度及涉及的相关地质工程问题较多，例如：从经济方面来考虑，最好钻一口回注井（至少能够容纳3口油井产生的岩屑），然后将钻井过程中产生的岩屑通过分级、粉碎、混合后由回注井注入到地层中；该技术受地层孔隙度影响较大，不是任意地区都能采用回注方式，而且含油岩屑注入地层以后，如果油田后期实施注水开采，地层孔隙度和压力会受到破坏，注入地层中的油基钻井液和含油钻屑甚至可能会返回到地面或海面，造成更加严重的污染；该方式对地面相关设备的性能要求更为严格，系统复杂，价格昂贵，不仅需要很多的相关设备，还需要相关的井下特殊工具，投资较大，投入人力也很多。 集中处理法是美国等发达国家采用的处理方法，是在现场对钻屑进行随钻脱水和初步的固液分离，然后运输到专业化的固体废物处理公司进行集中无害化处理。如美国SWACO公司2001年开发的CLEANCUT系统可以在钻井现场对钻屑进行封闭式处理后运离井场进行集中处理，确保了钻井现场钻屑的环保安全。目前，该系统已在美国、挪威、墨西哥、俄罗斯、德国等多个国家应用，收到良好的效果。 由于各国油田的地质情况和钻井技术水平不同，使用的钻井液处理剂差异大，废弃物含有毒物质的组份各不相同。国外的钻井液材料和处理剂大多选用无毒物质，产生的钻屑和废弃钻井液由专业的废物处理公司进行环保处理，处理成本高，加之处理技术必威体育官网网址，在经济和技术上不适合我国国情，其采用的处理方法很难直接应用于国内生产中。 1.2 国内在石油开采初期，我国大多是将钻屑和废弃钻井液存放在生产现场的沉砂池中，没有采取任何防渗漏、防流失的措施，自然干化后就地填埋，造成了一定的环境污染。随着我国石油开发工业的发展，根据生产实际情况，研发了一些废弃钻井液及钻屑处理方法。 20世纪80年代末，我国部分油田开始应用固化技术，固化剂基本为水泥，方法是将钻屑和废弃钻井液用水泥等固化材料固化，然后堆放在钻井现场。该方法处理过程简单、材料运输量少、施工速度快、施工成本低，可以较为有效地减轻对周围环境的污染，是当前各大油田废弃物处理采用最多的方法之一。然而，由于现场布置泥浆池需要占用大量的耕地和自然保护用地，土地浪费严重，且处理后的重金属离子原有毒性没有改变，在冻融的作用下仍有被降水淋洗出的可能，不能彻底治理废弃物对环境的污染。 从长远来看，上述方法并不是一种理想的方法。随着我国对钻井过程环保问题的日益重视和相关领域技术的不断发展，必须寻求更为科学、高效、环保的处理技术与装备，以满足不同油区