“要讓壓裂返排液實(shí)現(xiàn)零污染零排放”

□ 本刊記者 劉明輝 馬獻(xiàn)珍

“壓裂施工效率和效益的提升最能體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。”華北石油局井下作業(yè)專家張會(huì)師說。水平井分段壓裂技術(shù)帶來的產(chǎn)量提升有目共睹。如何減少其對(duì)環(huán)境的影響以及成本消耗，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，成為備受關(guān)注的問題。

為實(shí)現(xiàn)壓裂清潔化，2012年，華北石油局、分公司在大牛地氣田、紅河油田分別建成了壓裂液配液站，改變了以往單口井臨時(shí)配制壓裂液的做法。紅河油田還建成了作業(yè)廢液處理站。通過提高廢水的處理指標(biāo)，使壓裂液形成循環(huán)利用，這一愿望有望在今年實(shí)現(xiàn)。

3250立方米

去年5月23日，華北分公司首次在大牛地氣田對(duì)DP43H叢式水平井井組實(shí)施了壓裂。

“叢式井組，就是在一個(gè)相對(duì)大的井場(chǎng)上施工2口、4口或6口水平井。鉆井、壓裂、試油氣等各生產(chǎn)環(huán)節(jié)效率都得到成倍提高，相比單口井又可減少至少一半的占地面積。”華北石油局工程技術(shù)處副處長楊同玉說。

5月23日，華北井下壓裂隊(duì)先對(duì)2號(hào)井壓裂作業(yè)。25日對(duì)1號(hào)井開始?jí)毫炎鳂I(yè)時(shí)，由于井口距離較近，壓裂罐不用搬遷就能進(jìn)行配液。在28日對(duì)4、6井同步壓裂作業(yè)時(shí)，只用了幾個(gè)小時(shí)就將壓裂罐擺放到位。6月1日對(duì)3、5井同步壓裂時(shí)，可以利用同一井場(chǎng)，壓裂罐原地不動(dòng)就能實(shí)施作業(yè)，大大節(jié)省了搬遷運(yùn)輸時(shí)間。

據(jù)介紹，在單口井實(shí)施壓裂過程中，從備罐、配液到施工結(jié)束至少需要6天時(shí)間。而運(yùn)用叢式井井組壓裂，平均單口井壓裂時(shí)間可大幅度壓縮。

□ 紅河油田黃土塬上的井場(chǎng)。付緒凱 攝

叢式井井組壓裂不但提高了效率，還減少了壓裂液浪費(fèi)。“2號(hào)井壓裂剩余壓裂液90立方米，1號(hào)井剩余80立方米，4號(hào)井剩余228立方米，6號(hào)井剩余268立方米。我們依次將富余的壓裂液轉(zhuǎn)移到下口井繼續(xù)使用。”華北井下103試油隊(duì)隊(duì)長鄭德兵介紹說，“僅此一項(xiàng)，我們共回收再用了1850立方米的壓裂液，價(jià)值180多萬元，既降本又環(huán)保。”

在DP43H井組現(xiàn)場(chǎng)，記者看到，壓裂車輛和壓裂罐的擺放更為緊湊。為了使壓裂返排液快速運(yùn)出，施工方通過管線將6口井的壓裂返排液集中到一個(gè)僅為650立方米的鉆井液廢液池中，再進(jìn)行集中外輸轉(zhuǎn)移。

過去按單支水平井施工，需要6個(gè)鉆井液池。該叢式井組少用了5個(gè)共計(jì)3250立方米的鉆井液廢液池，進(jìn)一步減少了用地，減輕了環(huán)保壓力。

1.3萬立方米

“壓裂液配液站投入使用，避免了壓裂液的浪費(fèi)和污染環(huán)境。我們站4個(gè)月時(shí)間回收壓裂液1.3萬立方米，相當(dāng)于節(jié)省了1300萬元的壓裂材料。”華北井下作業(yè)公司紅河壓裂液配液站副站長范波介紹說。

以往在對(duì)油氣井進(jìn)行壓裂施工時(shí)，都是在現(xiàn)場(chǎng)配制壓裂液，這需要使用大量的壓裂液罐。壓裂一口3000立方米規(guī)模的油井，需要使用100個(gè)30立方米的壓裂液罐，現(xiàn)場(chǎng)擺放占地較多。

這一矛盾在紅河油田更加凸顯。紅河油田地處甘肅省糧倉地區(qū)，到處是良田、果園和水資源保護(hù)區(qū)，自然環(huán)境十分脆弱。特別是部署在黃土塬半山坡上的井場(chǎng)，根本無法擺放大量的壓裂罐。華北分公司將建設(shè)壓裂液配液站當(dāng)成首要任務(wù)。2012年7月，壓裂液配液站建成投入使用后，每次可集中配制壓裂液4000多立方米。

HH37P113井壓裂是一次19段的大規(guī)模壓裂施工，用液量近4000立方米。如果用50立方米的罐盛放壓裂液，需要80套，現(xiàn)場(chǎng)根本無法擺放。有了配液站的支持，這口井實(shí)際只用不到40個(gè)罐，70輛拉液罐車可以隨時(shí)將壓裂液送到現(xiàn)場(chǎng)。“邊壓裂邊送液，井場(chǎng)上擺放的壓裂罐可以減少一半。”范波說。

過去，在配制單井的壓裂液時(shí)，會(huì)有10%～15%的富余量。這樣一口井壓裂結(jié)束后，將會(huì)多出200多立方米的壓裂液。這些壓裂液三四天時(shí)間就會(huì)變質(zhì)，必須運(yùn)到廢液處理廠處理，不但浪費(fèi)壓裂材料，也給環(huán)保帶來了壓力。有了配液站，可以做到有計(jì)劃配送，每口井的壓裂液富余量均可控制在8%以內(nèi)。這些壓裂液的質(zhì)量高，存放20多天不會(huì)變質(zhì)，可以及時(shí)回收起來轉(zhuǎn)移到下口井壓裂使用。

“以前在單井配制壓裂液時(shí)，藥品是靠人力搬到壓裂罐上面，再向罐內(nèi)倒入的，很容易將液體濺出，污染土壤。而配液站可以直接將壓裂液運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)，非常安全。”范波說。

60萬立方米

隨著油氣田開發(fā)規(guī)模的擴(kuò)大，水平井壓裂增多，需要大量的壓裂用水。單井壓裂平均用水2000～3000立方米。加之鉆井施工需要的鉆井液用水，僅紅河油田，全年用水量達(dá)到60萬立方米。不但給污水處理、達(dá)標(biāo)水回注地層帶來巨大的壓力，對(duì)于水資源緊張的黃土塬的油區(qū)來說，也是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。為此，華北局想到了壓裂返排液的重復(fù)利用。去年3月，該公司工程技術(shù)研究院承擔(dān)起“紅河油田壓裂返排液綜合處理與回收利用技術(shù)研究”項(xiàng)目，與外協(xié)單位合作研究，使壓裂返排液循環(huán)利用技術(shù)取得了較大進(jìn)展。

華北分公司工程技術(shù)院中心實(shí)驗(yàn)室主任程秋菊告訴記者：“經(jīng)過我們處理后的壓裂液返排液，從檢測(cè)指標(biāo)看，完全可以滿足二次配制壓裂液的需要。現(xiàn)在我們正在進(jìn)一步優(yōu)化工藝流程、完善循環(huán)利用壓裂液配方，盡可能保留其有用成分。這樣既減少了水處理的藥劑用量，又能節(jié)省壓裂液添加劑。按照目前的實(shí)驗(yàn)成果，壓裂液返排液二次利用大約可節(jié)約10%的胍膠用量和50%的交聯(lián)劑用量。這樣算下來，壓裂一口水平井可節(jié)約20多萬元呢。”

2012年7月，華北分公司在紅河油田配液站旁新建一座日處理3000立方米的廢水處理廠，壓裂返排液循環(huán)利用技術(shù)一旦成熟，可以使處理后的水直接輸送到配液站配液，實(shí)現(xiàn)壓裂液用水循環(huán)利用，有效解決工區(qū)水資源短缺的矛盾。

“我們要讓返排液實(shí)現(xiàn)零污染、零排放，工區(qū)的老鄉(xiāng)也不用擔(dān)心地層水源污染了，這是有非常重要意義的事。今年有望實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。”程秋菊欣慰地說。