鉆井泥漿不落地技術的應用研究

孫金柱　羅烈飛

摘要：廢棄泥漿是鉆井過程中的重要污染源，對廢棄泥漿進行處理以防止污染環境。經過長期的理論研究和實踐對比可知，傳統處理工藝無論是效率還是經濟性方面都存在著較大弊端。因此，現實井場要求我們尋求一種及時有效的現場隨鉆廢棄泥漿處理方式。

關鍵詞：泥漿不落地；應用

引言：隨著新環保法的實施，環保的意識也不斷提高，鉆井廢棄泥漿的處理也相應有了新的要求。在國外隨著研究和實踐的發展，鉆井泥漿不落地設備逐步開始被應用，并取得了極大的反響，且設備應用之處就得到了環保部門的好評。因此，探索出一種符合中國國情的既經濟又環保的鉆井廢棄泥漿處理技術方法是非常必要的。

一、鉆井泥漿不落地系統的工藝原理

一般情況下，油氣井一開和二開鉆進初期井口返出泥漿的跑漏現象比較嚴重，且其返出巖屑的速度也非常快，此時可將返出的巖屑直接從返出口接出，通過螺旋輸送機輸送到甩干裝置（甩干桶）處進行甩干，再將甩干的巖屑送入制磚機制成磚塊。另外，比較稀的廢棄泥漿則流入振動篩前的地沉罐中，當地沉罐中存入一定量泥漿后，先將罐中廢棄固相分離出，同時將液體泥漿一次性抽吸出來送進破膠罐；待破膠罐中完成破膠后，再將混合液打入壓濾機中；從壓濾機處理出來的固相堆放待用，而流出的液體直接排除或循環給鉆井隊繼續利用。

二、泥漿不落地技術的應用優勢

第一，避免了挖掘廢棄物儲存池和固化填埋池，采用泥漿不落地設備最大程度減小占地面積，節約了鉆井成本。第二，實現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，處理過的泥漿循環利用，最大程度節約了鉆井費用。第三，預防為主將環境污染從源頭降至最低，盡可能縮短處理周期和存放時間，及時將現場廢棄泥漿第一時間隨鉆處理，廢水處理后清洗鉆井設備或配制泥漿，鉆屑等固相用于制磚。第四，最重要的是通過這一新技術的推廣，得到了當地牧民的廣泛稱贊，更好地協調了工農關系。

三、鉆井泥漿不落地技術的具體應用

1、大牛地氣田一般的井身結構

（1）直井和小斜度定向井的井身結構設計。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的技術套管。（2）大斜度定向井和水平井的井身結構設計。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單，主要成分是鉆屑和粘土顆粒，常規鉆井固控設備僅僅是開動了—級固控的3臺振動篩，鉆井不落地設備主要開動了螺旋輸送機、板框壓濾機、工業脫水機和免燒制磚機來處理廢棄泥漿，一開的鉆井不落地設備開啟狀況如下圖所示。廢棄泥漿固相廢料的處理：采用螺旋輸送機直接從振動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制成磚塊。廢棄泥漿中廢液的處理：首先振動篩過濾出的含有細小巖屑和粘土顆粒的廢液進入地沉罐中，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進行分離處理，經過板框壓濾機分離后的固相呈塊狀，液相是較清澈的水，可直接給鉆井隊回用配制新泥漿。

3、二開初期-延長組底部地層的廢棄泥漿處理

（1）二開初期-延長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備沉淀鉆屑、分散地層粘土；嚴格控制泥漿密度在1.08g/cm3以下、含沙量降至1%以下以防止巖屑堆積在泥漿中；再配制為穩定井壁的強抑制性泥漿保證安全鉆進即可，用此泥漿可提高機械鉆速進行二開的初期鉆井。②二開延長組底部是容易垮塌的灰黑色泥巖地層，鉆進時泥漿中還要加入防塌劑并適當提高聚合物的比例；起鉆完成時，再準備—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雜，則提前轉化為低固相泥漿體系。

（2）二開初期-延長組底部地層廢棄泥漿的處理。結合“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單，二開的延長組使用坂土泥漿（與一開泥漿相似）。因此依據匕述泥漿體系相關相似情況可知，關于二開初期-延長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，這里就不再重復累述了。二開初期-延長組底部廢棄泥漿處理情況的結果如下表所示。

總之，實際二開初期延長組上部井段采用較為簡單的清水聚合物體泥漿體系快速鉆進，為保證井眼暢通，每鉆進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單，充分有效地借助常規四級固控設備對其中的巖屑進行處理即可。二開的延長組使用坂土泥漿共計100方，廢棄泥漿量約20方。二開鉆至延長組井段由于泥漿成分變復雜，且廢棄巖屑的量逐漸增加，必要時開啟泥漿不落地主體設備，廢棄巖屑采用免燒制磚機壓成磚塊。

結束語：本章主要結合大牛地氣田X井的實際情況，重點分析研究鉆井泥漿不落地設備應用情況：針對大牛地氣田X井的情況，論述了泥漿不落地設備在該井一開、二開對廢棄泥漿的處理過程和具體工藝方法，僅供參考。