廢棄鉆井液無害化處理技術(shù)在岐139×1井的應(yīng)用

陳明明，張 琦，楊 燦，肖仰德，方 瓊，魏長亮

（中國石油集團渤海鉆探第一鉆井公司，天津 300280）

廢棄鉆井液無害化處理技術(shù)在岐139×1井的應(yīng)用

陳明明，張 琦，楊 燦，肖仰德，方 瓊，魏長亮

（中國石油集團渤海鉆探第一鉆井公司，天津 300280）

岐139×1井位于河北省黃驊市，為大港油田公司的重點預(yù)探井，屬于環(huán)境敏感地區(qū)，而廢棄鉆井液組成復(fù)雜，有機物、油類超標，必須對該井的廢棄物進行無害化處理。本文首先介紹了破膠絮凝、固液分離和固相修復(fù)等無害化處理技術(shù)，然后分析了該技術(shù)在岐139×1井的成功應(yīng)用。結(jié)果表明，分離出的清水可以返井再次參與循環(huán)，固相修復(fù)物可以用于鋪墊新井場，實現(xiàn)了鉆井廢棄物的再利用，消除了環(huán)保隱患。

廢棄鉆井液；無害化處理技術(shù)；現(xiàn)場應(yīng)用；再利用

油氣鉆探中，廢棄鉆井液組成復(fù)雜，有機物、油類超標，不能將廢鉆井液露天存放在現(xiàn)場或掩埋。如果對鉆井廢棄物進行固液分離，廢水廢固相進行無害化處理，不但能夠滿足環(huán)境保護的要求，處理后的廢水廢固相還能重復(fù)利用[1-2]。基于以上優(yōu)點，岐139×1井成功應(yīng)用無害化處理技術(shù)，徹底解決了鉆井廢棄物給環(huán)境帶來的污染，實現(xiàn)了水資源的重復(fù)再利用，節(jié)約了鉆井成本。

1 無害化處理技術(shù)

1.1 破膠脫穩(wěn)原理

在廢漿中加入一定量的破膠劑和絮凝劑進行分離處理。破膠劑加入廢棄鉆井液后，其電離出的陽離子中和了顆粒表面的負電荷，降低Zeta電位，減少顆粒間的斥力，使其穩(wěn)定性大大減弱。同時，破膠劑中的陽離子可被高分子材料的陰離子基團吸附，降低高分子鏈內(nèi)的斥力，使高分子鏈發(fā)生卷曲，將脫穩(wěn)的粘土顆粒包裹并從鉆井液中分離出來，最后隨著絮凝劑的加入，通過橋連方式將更多的細小顆粒固定在一起，使其與固相物質(zhì)一同分離出來。

1.2 固相修復(fù)原理

根據(jù)鉆井廢棄物中主要污染物的化學(xué)特性，依次加入破膠劑、固定劑和修復(fù)劑進行修復(fù)處理。初期加入破膠劑能夠破壞廢棄固相膠體的穩(wěn)定性、絮凝一些高分子的污染物。固定劑主要通過物理化學(xué)吸附方式固定污染物，使污染物的水溶性大幅降低；修復(fù)劑則是利用其包被絮凝作用，進一步吸附廢固相中的有機物和油類物質(zhì)，從而抑制有害物質(zhì)的釋放。

2 無害化處理技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用

2.1 實驗井概況

岐139×1井位于河北省黃驊市，四周皆為農(nóng)田，環(huán)境敏感，需對該井的廢棄物進行無害化處理。

2.2 無害化處理工藝

鉆井廢棄物的無害化處理工藝流程如圖1所示。

圖1 無害化處理工藝技術(shù)流程圖

由圖1可知，進入巖屑收集槽的廢棄鉆井液首先進行破膠處理，固液分離后達標的返井使用，不達標的進行深度處理，直至指標合格為止。產(chǎn)生的廢固相進行固相修復(fù)，修復(fù)物經(jīng)檢測達標后用于鋪墊新井場。

2.3 施工過程

2.3.1 液相處理與固相修復(fù)

將廢鉆井液打入緩沖罐，按比例與絮凝劑BZCAF、助凝劑BZ-AAF混凝反應(yīng)后，經(jīng)過高速離心機，進行固液分離，如果產(chǎn)出的清水符合配漿水質(zhì)要求，可返井使用。將巖屑放入修復(fù)槽中，按比例先加入破膠劑BZ-MGB進行初步攪拌處理，然后依次加入固定劑BZACG、修復(fù)劑BZ-MRA，進行混拌修復(fù)，經(jīng)檢測其固相浸出液各項指標合格后，將固相修復(fù)物裝車運走。

2.3.3 固井階段處理

提前將緩沖罐中的鉆井液處理干凈，固井前和固井人員及井隊技術(shù)員做好溝通，掌握固井階段打入前置液及水鉆井液的體積，確保緩沖罐體積夠用。得到的水鉆井液和鉆井液分別單獨存放，做好防污染工作，水鉆井液直接拉走。得到的混漿，經(jīng)過除鈣處理后，再通過高速離心機與絮凝劑BZ-CAF、助凝劑BZ-AAF進行破膠脫穩(wěn)、固液分離，得到的清水經(jīng)處理后返井使用，固相按要求修復(fù)。

3 應(yīng)用效果

3.1 處理量

由表1可以看出，該設(shè)備在現(xiàn)場提供了全井的無害化處理技術(shù)服務(wù)，生產(chǎn)連續(xù)性強，無耽誤井隊時效情況發(fā)生；在三個開次中，現(xiàn)場共處理廢鉆井液1 380 m3，廢固相1 147 m3，產(chǎn)生清水411 m3。

表1 全井無害化處理量統(tǒng)計

由于一、二開期間所鉆底層成巖性差、泥質(zhì)含量高、造漿嚴重，加之機械鉆速快，鉆井過程中需對部分鉆井液進行替換，所以二開處理量略大。三開井段地層堅硬、成巖性好，機械鉆速慢，鉆進期間產(chǎn)生的廢漿較少，完井階段清罐產(chǎn)生的廢漿為三開階段的主要工作任務(wù)。

3.2 指標檢測

經(jīng)專業(yè)部門檢測，產(chǎn)生清水完全符合鉆井配漿水質(zhì)要求，全部返井使用。由表2可以看出，固相浸出液指全部達標，完全可以達標外運，用于鋪墊新井場。

表2 完井階段清水水質(zhì)分析

由表2數(shù)據(jù)可知，經(jīng)過無害化處理后，各項指標均可達到排放標準。

4 結(jié)論

現(xiàn)場共處理廢鉆井液1 380 m3，廢固相1 147 m3，產(chǎn)生清水411 m3，設(shè)備處理能力完全滿足現(xiàn)場需求。分離出的清水可以返井再次參與循環(huán)，固相修復(fù)物可以用于鋪墊新井場，實現(xiàn)了鉆井廢棄物的再利用，消除了環(huán)保隱患。

1 位 華，馬 金，何煥杰，等.固結(jié)-氧化復(fù)合固化法處理酸性氣田鉆井液廢液[J].石油與天然氣化工，2011，40（5）：518-521.

2 張愛順.廢棄聚合物鉆井液無害化處理技術(shù)實驗研究[J].油氣田環(huán)境保護，2014，24（3）：17-21.

Harmless Treatment Technology of Waste Drilling Fluid in Qi 139×1 Well Test

Chen Mingming, Zhang Qi, Yang Can, Xiao Yangde, Fang Qiong, Wei Changliang
（No.1 Drilling Engineering Company, BHDC, CNPC, Tianjin 300280, China）

Qi 139×1 is located in Huanghua City, Hebei Province , it is the Dagang Oilfield Company's key preexploration wells, which belongs to environmentally sensitive areas, and waste drilling fluid composition of complex, organic matter, oil exceeded, the mine must be harmless treatment of waste The In this paper, we first introduce the harmless treatment technology, such as broken gel flocculation, solid-liquid separation and solid-phase repair, and then analyzed the successful application of this technology in Qi 139 × 1 well. The results show that the separated water can be re-involved in the cycle, solid phase prosthesis can be used to pave the new well site, to achieve the reuse of drilling waste, eliminating environmental risks.

abandoned drilling fluid, harmless treatment technology, field application, reuse

TE254

A

1008-9500(2017)09-0050-02

2017-07-03

陳明明（1983-），男，遼寧調(diào)兵山人，中級工程師，研究方向：石油鉆探。