MEG環(huán)保泥漿在王莊油田強水敏儲層的應(yīng)用

高清華 鄧清風(fēng) 鄭曉忠

（中國石化勝利油田濱南采油廠）

MEG環(huán)保泥漿在王莊油田強水敏儲層的應(yīng)用

高清華 鄧清風(fēng) 鄭曉忠

（中國石化勝利油田濱南采油廠）

王莊油田屬強水敏儲層，過去采用污染強、費用高的油基泥漿、強抑制泥漿，對周邊環(huán)境影響較大，施工費用高。針對上述情況，在分析MEG（甲基葡萄糖苷）環(huán)保泥漿優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，通過實驗室對比和現(xiàn)場應(yīng)用對比，研究MEG泥漿的應(yīng)用效果及其固化浸出液對環(huán)境的影響。結(jié)果表明，MEG鉆井液固化浸出液滿足GB 8978—1996《污水綜合排放標準》的一級標準要求，固化泥漿池固化后對周邊土壤環(huán)境影響不大，不影響作物的正常生長。

MEG環(huán)保泥漿；固化浸出液；強水敏儲層

0 引 言

隨著人類生活水平的提高及石油工業(yè)的發(fā)展，人們的環(huán)保意識越來越強，廢棄的鉆井液作為石油開采不可避免的廢物，其環(huán)境影響受人關(guān)注。評價鉆井液環(huán)境性能的標準包括基液和鉆井液的生物毒性、可生物降解性和生物累積性評價［1-2］。環(huán)保鉆井液應(yīng)具有：①與油基鉆井液相當或接近的抑制性能；②配制和維護成本與普通水基鉆井液相近；③滿足于施工地區(qū)的環(huán)保排放標準；④對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)無害，最好是有益于當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境；⑤利于保證施工人員的健康和安全；⑥適應(yīng)于各種復(fù)雜井和深井鉆探需要［3］。

近年來勝利油田鉆井液技術(shù)取得了長足的進步和可喜成果，鉆井液工藝技術(shù)能滿足勝利油區(qū)鉆井工程要求。但目前使用的鉆井液體系及產(chǎn)生的廢液、固體廢物不能滿足GB 18420.1—2001《石油勘探開發(fā)污染物生物毒性分級》的要求，必須按環(huán)評規(guī)定中對污染物排放或無污染處理。本文對位于黃河灘涂水敏性極強的王莊油田進行MEG泥漿現(xiàn)場應(yīng)用試驗，研究其應(yīng)用效果及其固化浸出液對環(huán)境的影響。

1 王莊油田強水敏儲層的開發(fā)現(xiàn)狀

1.1 儲層特點

王莊油田明化鎮(zhèn)組、館陶組地層黏土含量高，其中蒙脫石含量高達60%以上，鉆井過程中易發(fā)生井眼縮徑、起下鉆遇阻等施工困難。S1到S3段地層砂巖較疏松、膠結(jié)差，主要油層膠結(jié)物黏土含量高，屬于強水敏儲層，且油黏度高，數(shù)值在10萬cP以上。

1.2 其它體系泥漿應(yīng)用情況

過去使用常規(guī)水基泥漿，存在井內(nèi)鉆具黏卡、易垮塌，大部分井井徑擴大率大于20%、井眼質(zhì)量差、建井周期長、固井質(zhì)量難以保證，難以達到抑制油層黏土膨脹、預(yù)防水敏發(fā)生的目的，導(dǎo)致勘探效益不理想，儲量難以升級，開發(fā)受到制約。由于該區(qū)塊位于黃河灘區(qū)，屬環(huán)境敏感性區(qū)域，油基泥漿由于其成本高、污染環(huán)境，限制了其在該地區(qū)的使用。

2 MEG泥漿體系的優(yōu)勢

MEG是葡萄糖的衍生物，無毒性且易于生物降解，康蝦半致死質(zhì)量分數(shù)96%，LC50值大于50 000 mg／L［4］。中國陸上油田由于受鉆井液成本等因素的制約，環(huán)保鉆井液技術(shù)發(fā)展較慢。國外已于20世紀90年代初開始對MEG鉆井液進行研究。MEG具有良好的熱穩(wěn)定性、較低的黏度，在一定濃度下可抵抗細菌，用其配制的鉆井液具有與油基鉆井液相似的性能，可以有效抑制頁巖水化，成功地維持井眼穩(wěn)定，具有良好的潤滑性、抗污染能力及高溫穩(wěn)定性，并且無毒、易生物降解，對環(huán)境造成的污染小。Simpson等按美國環(huán)保局（EPA）規(guī)定，對MEG進行生物降解性評價，分別對濃度20 mg／L和40 mg／L的MEG溶液進行了改進的生物降解性試驗，結(jié)果測得產(chǎn)生的CO2達到理論產(chǎn)量的60%，即視為可生物降解。另外，還測得濃度為80%的MEG溶液LC50值滿足EPA所規(guī)定的排放標準。國外已在大斜度井（60°）和水平井中成功使用了MEG鉆井液［5］。

3 不同泥漿體系對比

為確保鉆井的正常施工，首先，對不同鉆井液體系的費用進行了對比，見表1。然后，進行了不同鉆井液固化浸出液的環(huán)境影響對比試驗。由于該油田儲層的特殊性，僅與以前采用的泥漿體系的固化后浸出液進行對比，結(jié)果見表2。

表1 不同泥漿體系投資費用對比

表2 鉆井液固化后浸出液檢測實驗結(jié)果

通過室內(nèi)試驗可以看出MEG鉆井液體系具有良好的環(huán)保功能，滿足GB 8978—1996《污水綜合排放標準》的一級標準要求，因此決定將MEG泥漿體系應(yīng)用于王莊油田現(xiàn)場施工。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

MEG鉆井液在現(xiàn)場應(yīng)用中能保證鉆井施工的順利進行，完工后采用通常使用的固化材料和工藝對廢棄泥漿池進行了治理。根據(jù)以往泥漿池固化的情況，在固化完成14 d后對不同泥漿體系的泥漿池進行取樣檢測，檢測結(jié)果見表3。

通過試驗，在采用同等費用處理的泥漿池中，MEG泥漿體系的泥漿池治理效果最為明顯、理想。達到了GB 8978—1996《污水綜合排放標準》的相應(yīng)標準值要求。固化后，固化體的抗壓強度均大于0.2 MPa，滿足復(fù)耕的壓力要求。對于不同泥漿體系的泥漿池治理后的土壤進行跟蹤監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果見表4。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，泥漿池在固化后均已復(fù)耕，種植棉花等作物，長勢良好。鉆井廢泥漿池固化后對周邊土壤環(huán)境影響不大，不影響作物的正常生長。

表3 鉆井液固化后浸出液檢測結(jié)果

表4 不同泥漿體系固化后土壤監(jiān)測及跟蹤

4 結(jié)論及建議

王莊油田采用MEG鉆井液不僅改進了鉆井施工的工藝，保證了強水敏儲層的鉆井施工，投產(chǎn)后達到理想的原油產(chǎn)量，同時減小了對周圍環(huán)境的污染。該泥漿體系對地表水和周邊土壤影響小，泥漿池固化復(fù)耕后，種植農(nóng)作物均長勢良好，是一種值得推廣應(yīng)用的環(huán)保泥漿體系。

本文僅分析了王莊油田強水敏儲層采用MEG泥漿對泥漿池周邊水質(zhì)、土壤的污染情況，條件滿足的情況下可進一步探討MEG泥漿體系應(yīng)用于其它儲層時對周邊環(huán)境的影響。同時建議今后在實行鉆井時采取泥漿不落地工藝，實現(xiàn)邊鉆邊治的目標。

［1］ 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(xué)與管理，2007，32（4）：102-104.

［2］ 孫萬里.鉆井液的使用和鉆屑的管理［J］.油氣田環(huán)境保護，2013，23（1）：55-57.

［3］ 楊振杰.環(huán)保鉆井液技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.鉆井液與完井液，2004，21（2）：39-42.

［4］ 卜文海，趙譽杰，楊勇，等.環(huán)保型鉆井液的研究應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.油氣田環(huán)境保護，2010，20（3）：52-57.

［5］ 潘一，楊在春.環(huán)保型鉆井液的研究現(xiàn)狀［J］.精細石油化工進展，2005，6（8）：28-32.

1005-3158（2014）03-0027-03

2014-03-13）

（編輯 李煜）

10.3969／j.issn.1005-3158.2014.03.009

高清華，2006年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）石油工程專業(yè)，現(xiàn)在中國石化勝利油田濱南采油廠從事石油工程預(yù)（結(jié)）算管理工作。通信地址：山東省濱州市濱城區(qū)黃河六路531號，256600