減少泥漿地面循環量的技改措施在玉門鴨爾峽現場的應用

李建輝，王 水，白財遠，王錢社，桑 燕

（1.中石油西部鉆探玉門鉆井分公司，甘肅酒泉735000；2.中石油西部鉆探質量安全環保處，新疆烏魯木齊830026）

玉門油田鴨爾峽區塊地層變化大，鉆井液中輔助添加劑種類多、加量大，在配置及維護鉆井液過程，不僅泥漿材料消耗大、費用高，而且工人勞動強度大。該區塊井位多位于溝壑丘陵地帶，污水池布置受地理條件限制，工程量大、費用高，并且還要考慮防洪、植被保護等方面的影響。因此，無論是油田公司，還是地方政府環保部門對廢棄鉆井液的管制都非常嚴格。在經過多個井隊循環系統的現場測量，并進行了反復論證，可以通過改造現有循環系統各循環池之間的連通結構，對各循環池的功能進行重新劃分，保證在不同施工要求下滿足日常循環、加重、配置藥品等需要，減少參與正常循環的地面泥漿循環量，達到節約了泥漿成本，減少了廢棄泥漿的排放量的目的。

1 技改泥漿循環系統的可行性及必要性分析

（1）玉門油田鴨爾峽區塊屬裂縫性油藏，地層壓力異常區塊較少，鉆進過程突發性、惡性漏失現象少，為降低地面循環量提供了條件。

（2）該區域井位部署相對集中，大多數鄰井間距不超過10km，一旦遭遇井漏或其它異常，鉆井隊之間可進行鉆井液支持補充。

（3）該地區的井身結構設計(采油井：311mm×750m+216×3800m、注水井：375mm×750m+241×3800m),地面循環用量70m3可補充表層井筒450～920m、二開井筒1500～1900m，可以滿足突發情況和井控安全的補充用量。

（4）該區塊井位多為溝壑丘陵地帶，污水坑的修建受地形限制，工程量較大，廢液的處理費用高，修建污水坑時要破壞環境和地表植被，同時較大的污水坑一旦遇到山洪或暴雨，發生潰壩、山體滑坡還會造成災難性的環境污染事故，給當地的環境造成不可彌補的損失。

（5）技改泥漿循環系統后減少地面泥漿循環量，即可實現降低泥漿維護成本，又可減少泥漿排放量，真正實現節能減排。

經過對5個井隊循環系統的現場測量，反復論證，決定對鴨兒峽區塊施工鉆井隊的現場泥漿循環系統進行改造，優化固控系統組合，降低地面鉆井液循環總量，力爭實現ZJ70L、D鉆機地面循環泥漿量不超過70m3，ZJ50L、D鉆機地面循環量泥漿不超過60m3。實現節能減排，減少環境污染和生態破壞，為實現綠色鉆井創造條件，并且降低自然災害造成污水泄漏的風險。

2 循環池改造的技術措施

設備改造以基本功能不受影響、盡量在原有設備上進行改造為原則。井隊原有配置為：5具泥漿循環罐和2具重漿儲備罐。此項改造只針對1#～5#泥漿循環池，原重漿罐保持不變，具體改造步驟如下：

（1）停用3#、4#循環罐，僅使用1#、2#、5#循環罐，與2臺泥漿泵和井筒內泥漿建立循環。

（2）2#與3#之間、3#與4#之間、4#與5#之間加擋板隔艙，可隨時根據需要進行連通循環。

（3）保持4#和5#循環罐與循環加重漏斗管線連通，即在正常情況下可通過5#循環罐進行加重作業，必要時可調用4#循環罐加重。

通過以上改造，達到了減少地面循環泥漿里量的要求，同時地面循環池流程改造后不影響井控作業和循環加重泥漿作業等功能。改造后泥漿循環流程如圖1所示。

圖1 改造后泥漿循環流程示意圖

鴨兒峽區塊各鉆井隊配備泥漿池現場測量容積以及最低地面循環泥漿量統計見表1。

表1 各鉆井隊配備泥漿池現場測量容積以及最低地面循環泥漿量

3 存在問題及解決思路

3.1 存在問題

泥漿循環系統改造后，有利于節約成本和降低環保壓力，但是地面泥漿循環總量減少后，泥漿中有害固相的地面沉降時間減少，通過自然沉降除掉的有害固相也就減少，固相控制難度也就增大，同時泥漿性能的維護難度也增大，更易發生性能波動，泥漿性能穩定性相對較差。此外如果發生較大井漏，因地面鉆井液量少，灌漿不及時，將增大井下復雜擴大化風險。

3.2 解決思路

針對循環系統改造后出現的以上問題，結合現存生產需要，提出了以下的解決思路：

（1）加強泥漿的室內實驗，提高鉆井液處理劑間的配伍性和協同性，精準控制鉆井液性能。

（2）采取“勤維護、少處理”的鉆井液日常維護原則，根據不同地層、不同井眼泥漿的消耗及地面循環量精準控制泥漿的維護量，確保維護過程泥漿性能穩定，達到設計要求。

（3）加強對井下情況的預見性分析，井隊泥漿維護人員及管井工程師要對地層及井下情況提前分析，有針對性地提前進行處理，避免因出現井下復雜情況或井下事故后造成鉆井液性能大幅波動后對鉆井液進行大型處理。

（4）加強固控設備的使用，特別是加大離心機的使用時間，離心機的使用率要求由原來的65%提升到85%以上，并充分發揮陽離子泥漿體系對有害固相的化學沉除作用，及時清除泥漿中的有害固相。

（5）加強防漏堵漏工作，根據鄰井實鉆經驗，提前做好對可能漏失井段的預防工作，發生漏失后采取切實有效的堵漏措施，并在口井施工前就建立可行的預案。

（6）加強同區塊施工井隊之間的相互協作和公司生產調度部門的協調組織能力，關鍵時刻發揮支持援助作用。

4 現場應用效果及成本分析

通過泥漿循環系統的設備改造和泥漿維護過程的技術管理，實現了地面循環總量的減少，平均口井可減少地面泥漿循環量50m3以上，既節約了泥漿材料成本，又減少了完井后廢棄泥漿無害化處理的成本。

（1）改造后泥漿地面日常循環量大幅減少，其中ZJ70L、D鉆機由125m3降低至70m3，降低了44%；ZJ50L、D鉆機由105m3降低至60m3，降低了43%。平均口井減少鉆井液量50m3。技改費用為1.2萬元。

（2）因為減少了循環鉆井液總量，使得在相同含量下各種處理劑的用量減少，從而鉆井液成本降低。循環系統改造前后對比見表2。

表2 循環系統改造前后的對比

通過表2中的對比可以得出，實施前平均鉆井液每米成本為379.08元/m，實施后降至369.62元/m，鉆井液每米成本降低了2.5%（由于日常維護中鉆井液總量控制上的難度，在高密度區塊、長周期井、水平井等，本方案仍無法推廣應用，只能在鴨K區塊生產井上進行實施）。目前，在該區塊的生產井上已實施6口井，鉆井液總成本864.8萬元，節約鉆井液成本21.6萬元。

（3）隨地面鉆井液循環量減少，完井后鉆井液排放量同時減少，技改后口井污水池體積比原來縮小50m3以上，口井降低建造工程費用3000元，降低廢液處理費用5000元，6口井合計4.8萬元。

（4）技改后3#、4#泥漿池不參與地面循環，循環池的4臺7.5kW的攪拌器也停止使用。工業用電0.8元/度，鴨爾峽已實施6口井平均周期52d，合計節約電費17.9萬元。

綜上：鴨爾峽區塊鉆井液循環系統技改后減少地面循環量，總結節約費用為：

總節約費用=節約鉆井液成本+節約廢液處理費用+節約用電費用-改造成本=21.6+4.8+17.9-1.2=43.1（萬元）。

5 結束語

通過改進鉆井液地面循環系統，減少地面循環鉆井液的總量，降低了鉆井液使用量和維護量，降低了鉆井成本，減小了鉆井液配置和維護的勞動強度,減少了地面攪拌設備的使用，既節約了電能消耗也延長設備使用壽命，同時減少了廢液排放量，提升了節能減排和安全環保理念。該技術目前只適用于鴨兒峽區塊非復雜地層的中等深度開發井，對于在其它區塊的特殊井有待于更進一步地研究，才能具有推廣應用價值。