鉆井泥漿不落地技術(shù)的應(yīng)用研究

孫金柱　羅烈飛

摘要：廢棄泥漿是鉆井過程中的重要污染源，對(duì)廢棄泥漿進(jìn)行處理以防止污染環(huán)境。經(jīng)過長(zhǎng)期的理論研究和實(shí)踐對(duì)比可知，傳統(tǒng)處理工藝無論是效率還是經(jīng)濟(jì)性方面都存在著較大弊端。因此，現(xiàn)實(shí)井場(chǎng)要求我們尋求一種及時(shí)有效的現(xiàn)場(chǎng)隨鉆廢棄泥漿處理方式。

關(guān)鍵詞：泥漿不落地；應(yīng)用

引言：隨著新環(huán)保法的實(shí)施，環(huán)保的意識(shí)也不斷提高，鉆井廢棄泥漿的處理也相應(yīng)有了新的要求。在國(guó)外隨著研究和實(shí)踐的發(fā)展，鉆井泥漿不落地設(shè)備逐步開始被應(yīng)用，并取得了極大的反響，且設(shè)備應(yīng)用之處就得到了環(huán)保部門的好評(píng)。因此，探索出一種符合中國(guó)國(guó)情的既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的鉆井廢棄泥漿處理技術(shù)方法是非常必要的。

一、鉆井泥漿不落地系統(tǒng)的工藝原理

一般情況下，油氣井一開和二開鉆進(jìn)初期井口返出泥漿的跑漏現(xiàn)象比較嚴(yán)重，且其返出巖屑的速度也非常快，此時(shí)可將返出的巖屑直接從返出口接出，通過螺旋輸送機(jī)輸送到甩干裝置（甩干桶）處進(jìn)行甩干，再將甩干的巖屑送入制磚機(jī)制成磚塊。另外，比較稀的廢棄泥漿則流入振動(dòng)篩前的地沉罐中，當(dāng)?shù)爻凉拗写嫒胍欢磕酀{后，先將罐中廢棄固相分離出，同時(shí)將液體泥漿一次性抽吸出來送進(jìn)破膠罐；待破膠罐中完成破膠后，再將混合液打入壓濾機(jī)中；從壓濾機(jī)處理出來的固相堆放待用，而流出的液體直接排除或循環(huán)給鉆井隊(duì)繼續(xù)利用。

二、泥漿不落地技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

第一，避免了挖掘廢棄物儲(chǔ)存池和固化填埋池，采用泥漿不落地設(shè)備最大程度減小占地面積，節(jié)約了鉆井成本。第二，實(shí)現(xiàn)了廢棄泥漿和鉆屑無害化處理和資源回收利用，廢棄物“不落地”收集和分類處理，處理過的泥漿循環(huán)利用，最大程度節(jié)約了鉆井費(fèi)用。第三，預(yù)防為主將環(huán)境污染從源頭降至最低，盡可能縮短處理周期和存放時(shí)間，及時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)廢棄泥漿第一時(shí)間隨鉆處理，廢水處理后清洗鉆井設(shè)備或配制泥漿，鉆屑等固相用于制磚。第四，最重要的是通過這一新技術(shù)的推廣，得到了當(dāng)?shù)啬撩竦膹V泛稱贊，更好地協(xié)調(diào)了工農(nóng)關(guān)系。

三、鉆井泥漿不落地技術(shù)的具體應(yīng)用

1、大牛地氣田一般的井身結(jié)構(gòu)

（1）直井和小斜度定向井的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。一開選用φ311.1mm的牙輪鉆頭，TA 600-800m外徑φ244.5mm的表層套管；二開選用φ222.3mm的PDC鉆頭，下入3500-3700m外徑φ177.8mm的技術(shù)套管。（2）大斜度定向井和水平井的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。一開選用φ346.6mm的牙輪鉆頭，下入不小于500m外徑φ273mm的表層套管；二開選用φ241.39mm的PDC鉆頭，下入2400-2600m外徑φ177.8mm的技術(shù)套管；三開選用φ152.4mm的PDC鉆頭，大約在3500-4200m處采用懸掛尾管技術(shù)完井。一般鉆井過程中需要處理的最大廢棄泥漿量是固井廢液，3500-4200m井固井總排量是100-120立方米，其固井廢液主要是泥漿混合液和水泥污水。

2、一開廢棄鉆井泥漿的處理。一開廢棄鉆井泥漿的體系比較簡(jiǎn)單，主要成分是鉆屑和粘土顆粒，常規(guī)鉆井固控設(shè)備僅僅是開動(dòng)了—級(jí)固控的3臺(tái)振動(dòng)篩，鉆井不落地設(shè)備主要開動(dòng)了螺旋輸送機(jī)、板框壓濾機(jī)、工業(yè)脫水機(jī)和免燒制磚機(jī)來處理廢棄泥漿，一開的鉆井不落地設(shè)備開啟狀況如下圖所示。廢棄泥漿固相廢料的處理：采用螺旋輸送機(jī)直接從振動(dòng)篩固相出料口處將廢棄鉆屑等固相廢料輸送至甩干桶，然后將鉆屑等固相廢料甩干，最后送入免燒制磚機(jī)制成磚塊。廢棄泥漿中廢液的處理：首先振動(dòng)篩過濾出的含有細(xì)小巖屑和粘土顆粒的廢液進(jìn)入地沉罐中，再用渣漿泵從地沉罐中將廢液抽入破膠罐，將破膠處理完后的廢液送入板框壓濾機(jī)進(jìn)行分離處理，經(jīng)過板框壓濾機(jī)分離后的固相呈塊狀，液相是較清澈的水，可直接給鉆井隊(duì)回用配制新泥漿。

3、二開初期-延長(zhǎng)組底部地層的廢棄泥漿處理

（1）二開初期-延長(zhǎng)組底部地層的泥漿體系要求：①二開初期地層仍軾淞欹，按照下述要求維護(hù)泥漿性能即可：首先將前面—開的清水泥漿固相處理，充分有效利用固控設(shè)備沉淀鉆屑、分散地層粘土；嚴(yán)格控制泥漿密度在1.08g/cm3以下、含沙量降至1%以下以防止巖屑堆積在泥漿中；再配制為穩(wěn)定井壁的強(qiáng)抑制性泥漿保證安全鉆進(jìn)即可，用此泥漿可提高機(jī)械鉆速進(jìn)行二開的初期鉆井。②二開延長(zhǎng)組底部是容易垮塌的灰黑色泥巖地層，鉆進(jìn)時(shí)泥漿中還要加入防塌劑并適當(dāng)提高聚合物的比例；起鉆完成時(shí)，再準(zhǔn)備—罐稠泥漿用于清洗井眼，以確保井下安全；如果井下情況較為復(fù)雜，則提前轉(zhuǎn)化為低固相泥漿體系。

（2）二開初期-延長(zhǎng)組底部地層廢棄泥漿的處理。結(jié)合“泥漿體系要求”可知，二開初期地層采用的清水聚合物體泥漿體系成分簡(jiǎn)單，二開的延長(zhǎng)組使用坂土泥漿（與一開泥漿相似）。因此依據(jù)匕述泥漿體系相關(guān)相似情況可知，關(guān)于二開初期-延長(zhǎng)組底部地層廢棄泥漿的處理，其處理過程和方法與前面一開“廢棄鉆井泥漿的處理”所述相同，這里就不再重復(fù)累述了。二開初期-延長(zhǎng)組底部廢棄泥漿處理情況的結(jié)果如下表所示。

總之，實(shí)際二開初期延長(zhǎng)組上部井段采用較為簡(jiǎn)單的清水聚合物體泥漿體系快速鉆進(jìn)，為保證井眼暢通，每鉆進(jìn)200-300m利用稠漿推砂一次，廢棄泥漿量約30方，由于其廢棄泥漿成分簡(jiǎn)單，充分有效地借助常規(guī)四級(jí)固控設(shè)備對(duì)其中的巖屑進(jìn)行處理即可。二開的延長(zhǎng)組使用坂土泥漿共計(jì)100方，廢棄泥漿量約20方。二開鉆至延長(zhǎng)組井段由于泥漿成分變復(fù)雜，且廢棄巖屑的量逐漸增加，必要時(shí)開啟泥漿不落地主體設(shè)備，廢棄巖屑采用免燒制磚機(jī)壓成磚塊。

結(jié)束語：本章主要結(jié)合大牛地氣田X井的實(shí)際情況，重點(diǎn)分析研究鉆井泥漿不落地設(shè)備應(yīng)用情況：針對(duì)大牛地氣田X井的情況，論述了泥漿不落地設(shè)備在該井一開、二開對(duì)廢棄泥漿的處理過程和具體工藝方法，僅供參考。