國外油基鉆井液環保措施研究

朱江偉

（大慶鉆探工程公司鉆井工程技術研究院，黑龍江大慶163413）

國外，尤其是歐美等發達國家都對環保標準提出了日益嚴格的要求，他們認為，當今世界上改善環境的要求與經濟競爭力的提高不再是不相容的了。因此，國外各大石油公司都積極采取預防性措施，將先污染后治理的管理方式改變為對鉆井施工全過程的控制，強化各個環節的生產管理，從源頭減少污染物的產生量和處理量。同時，各公司都不斷增強相關技術研究，對不可避免的污染物進行無害化處理，從而實現“鉆井的清潔生產”。

1 施工程序管理方面

在施工過程前進行環保綜合評價，開展相關環保培訓，是鉆井施工過程中必不可少的重要環節，也是用最少的投資滿足最嚴厲的環保要求的必要手段[3]。

1.1 嚴格執行并不斷完善環境管理系統

（1）對監管和技術人員進行全面培訓；

（2）所有人員均需持證上崗；

（3）作業前進行安全審查，作業中進行安全演習，作業后進行安全檢測，并建立后繼的反饋系統；

（4）執行職業病預防等相關措施。

1.2 合理的鉆井設計減少污染排放

采用符合國際垃圾管理規定的設施；海上油基泥漿零排放解決措施；低噪聲控制辦法等。搞好井場防污系統，裝備多級振動篩，高效離心分離機與旋流器，提高固控水平，保證泥漿質量，提高泥漿重復使用率。現場測定表明：如果固控系統的處理效率從70%提高

到95%，則含量4%的低密度固體可減少80%，從而減少用于鉆井液稀釋和廢鉆井液處理的成本。

1.3 加強井場現場管理

井場清潔生產的主要目的是在生產過程對自然水體和土壤都不產生污染。若就地挖掘泥漿池，則必須在泥漿池下方襯上塑料或防滲布等做隔層，施工作業產生的污水都設法收集到專用容器中，以便集中處理。

1.4 對泥漿進行循環利用

建立泥漿中轉站，將老井泥漿統一進行回收利用，合理的回收利用比污染處理更有成效。

2 環保新技術方面[4-6]

2.1 研發低污染的鉆井液體系

國外許多公司為了徹底解決油基鉆井液對環境的污染問題，先后研制成功了多種合成基鉆井液體系，它的特點是體系外相不含芳香烴，LC50毒性試驗遠低于最低線，而且不論在是否含氧環境中都可以生物降解。根據M-I公司的實驗結果，該體系經過28d后，其生物降解率可達70%。

2.2 使用小井眼鉆井技術

減少井眼尺寸，相應的泥漿量和鉆屑量均會減少。FORASOL公司開發的小井眼鉆機，整個井場面積800m2左右。共配備高頻振動篩2臺，高速離心機2臺和除砂除泥一體機一套，配備頂驅，使用機械手操作液壓大鉗。鉆3500m深的井，產生巖屑的總量僅88m3。

2.3 提高廢棄物處理能力

在鉆井產生的污染處理方面，針對不同廢棄物采取不同的處理方法。油基鉆井液及巖屑加化學劑破乳后用蒸餾辦法進行固液分離提純，固相可作為鋪路材料，油相回收利用，水相凈化處理后配漿使用。目前主要的處理方法大致有：物理化學法、惰化處理法、加熱蒸餾法、生物治理法等。

2.3.1 物理化學方法

法國STB公司的廢棄鉆井液處理系統的工作原理是：將廢棄鉆井液倒入回收池中攪拌混合，然后進行離心脫水處理。將離心分離脫出的液相泵入回收罐中進行化學絮凝處理，首先回收上層分離的低密度油相；下層的水相經沉淀過濾后再回收利用。離心脫水產生的固相經擠壓成型后用作建筑材料。此外還開發了車載流動裝置，可在井場進行現場處理。

2.3.2 惰化處理

惰化有2個作用：一是在廢棄鉆井液中加入特殊固化材料使之變為失去流動性的固體；二是將重金屬等污染物密閉起來，使其處于穩定狀態從而不對環境造成損害。

2.3.3 蒸餾

將油基鉆井液泵入回收罐中加熱蒸餾，首先將輕烴餾分分餾出來，然后加入破乳劑使油水破乳，油相析出，固相沉降。將油泥焚燒處理，水相經過濾系統過濾后回收使用。這樣回收的油相和水相均可回收利用。2.3.4熱法土壤治理

鉆井過程中產生的油相主要污染土壤和地下水。對土壤的污染處理主要有清洗、生化和熱法處理，具體處理方法需要根據污染程度和油品性質確定。對地下水的污染處理，則相對困難，目前法國ATE公司生產的雙相空氣抽提系統現場應用效果較好。

2.3.5 生物治理

生物法治理土壤和水體污染目前也取得了較好的經濟效果。美國NW公司研發的生物清潔劑，將表面活性劑和經馴化的微生物配合使用，表面活性劑將油相變成細小的液滴，極大地增加了微生物和油相的接觸面積，從而提高了清洗速度并加強了清洗效果。

3 結束語

經過幾十年的發展和完善，國外關于油基鉆井液的環保治理方法已經日趨成熟，新的技術手段也不斷涌現。

國內在鉆井過程中的環境保護開展的較晚，最近幾年各個油田雖然都進行了與之相關的研究，但主要集中在水基鉆井液的固化和廢水處理方面，對油基鉆井液的環保處理尚未取得突破。但不能因為油基鉆井液的環保問題就完全將之拋棄，而應該借鑒國外的管理方法和技術，合理地使用油基鉆井液進行鉆井施工。

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[3]Clark R.K..The Impact of Environmental Regulations on Drill?ing Fluid Technology[J].2010,SPE127979.

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[5]黃曉東.國外鉆井液毒性檢測方法述評[J].石油鉆探技術，1995，23(4)：55-56.

[6]Marshall D.S..Use of Drill-in Completion Fluid Based on Po?tassium Formate Brine in Gullfaks Field[J].1995,SPE/IADC 29409.