鉆井液去磺化處理技術(shù)應(yīng)用及效果評價(jià)

顧中文 齊偉佳 楊輝 鄧智磊 韓躍濤 王強(qiáng) 褚夫建

摘要：本文針對鄯善采油廠2019年度開展的鉆井液去磺化處理技術(shù)應(yīng)用及效果評價(jià)，詳細(xì)介紹了：“非磺化處理劑設(shè)計(jì)和研發(fā)技術(shù)、聚合物鉆井液性能強(qiáng)化提升技術(shù)、多元協(xié)同鉆井液性能調(diào)控技術(shù)”3項(xiàng)措施及實(shí)施效果。

關(guān)鍵詞：鉆井液 去磺化 封堵劑 降濾失劑 降粘劑

2017年國家新環(huán)保法的實(shí)施對新鉆井中的磺化鉆井液排放有很大限制，為響應(yīng)油田公司鉆井液去磺化總體部署，致力于可無害化處理鉆井液體系的研發(fā)與應(yīng)用，研發(fā)形成了具備現(xiàn)場試驗(yàn)條件的聚合物環(huán)保鉆井液體系，為油田綠色鉆井液全面去磺化和綠色礦區(qū)建設(shè)儲(chǔ)備了技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)。

1 面臨的矛盾和問題

1.1 聚磺鉆井液具有較高的穩(wěn)定性，在吐哈油田應(yīng)用十分廣泛和成熟， 但對環(huán)境的影響大、時(shí)間長 聚磺鉆井液特點(diǎn)：磺酸基/磺甲基化能高、穩(wěn)定、抗高溫，但是難以降解，但是其毒性大、降解困難。

1.2 新環(huán)保法的實(shí)施對新鉆井中的磺化鉆井液排放有很大限制2017年7月18日新疆維吾爾自治區(qū)安全環(huán)保廳明確要求了：磺化類水基泥漿：廢棄物采用不落地處理，巖屑處置殘?jiān)腃OD濃度滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)后可直接用于通井路修路、填坑、鋪墊井場等用途，也可進(jìn)入一般工業(yè)固體廢物填埋場填埋;液相盡量回收利用，無法回收利用廢水處理達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)后用于地面降塵或綠化。隨著國家的法津法規(guī)日益健全，地方政府環(huán)保要求的提高和油田環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，鉆井液去磺化處理技術(shù)方法的發(fā)展勢在必行。

2 關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新

2.1 非磺化處理劑設(shè)計(jì)和研發(fā)技術(shù)

2.1.1技術(shù)難點(diǎn)：既能替代磺化處理劑實(shí)現(xiàn)鉆井液性能調(diào)整，又能在一定條件下易降解減少環(huán)境影響矛盾點(diǎn)：易降解——失效快、高溫穩(wěn)定性差（>60℃） 鉆井液功能——抗剪切、調(diào)性能、耐高溫（>80℃）

研發(fā)思路：用天然植物或其衍生物提煉聚合物，通過分子鏈結(jié)構(gòu)改性和嫁接增強(qiáng)局部結(jié)構(gòu)，形成生物無毒的環(huán)保型材料。

2.1.2 新研發(fā)的降濾失劑和封堵劑與磺化處理劑對比，單劑性能達(dá)到同等水平。

2.2 聚合物鉆井液性能強(qiáng)化提升技術(shù)

思路：在原來聚合物鉆井液配方基礎(chǔ)上增加抗溫穩(wěn)定劑，確保3000m以內(nèi)鉆井液性能穩(wěn)定，在設(shè)計(jì)中明確性能參數(shù)并推廣。

2.3 多元協(xié)同鉆井液性能調(diào)控技術(shù)

2.3.1 技術(shù)難點(diǎn)：新材料與常規(guī)處理劑的配伍協(xié)同效果的有效發(fā)揮;

研究思路：有機(jī)材料和無機(jī)材料搭配發(fā)揮協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)鉆井液性能在一定范圍內(nèi)可控;

化學(xué)抑制性方面：用小分子胺基化合物壓縮粘土晶層的擴(kuò)散雙電層有效提高泥頁巖井壁穩(wěn)定性能。

2.3.2 物理封堵防塌方面：優(yōu)化微米無機(jī)物粒徑分布和軟化點(diǎn)區(qū)間，實(shí)現(xiàn)廣譜封堵效果，提高井壁穩(wěn)定性能。

3 實(shí)施情況及效果

3.1 通過研究非磺化處理劑設(shè)計(jì)和研發(fā)技術(shù)，對天然聚合物改良性研發(fā)的主要處理劑實(shí)現(xiàn)了同時(shí)滿足鉆井液功能和環(huán)保特性的雙重目標(biāo)

3.2? 通過聚合物鉆井液性能強(qiáng)化提升技術(shù)研究，對原有聚合物鉆井液優(yōu)化改進(jìn)，強(qiáng)化了鉆井液性能，實(shí)現(xiàn)了聚合物鉆井液技術(shù)升級(jí)并且節(jié)約了危廢處理費(fèi)用

從生物毒性角度評價(jià)鉆井液對環(huán)境的危害程度，聚合物鉆井液性EC50達(dá)到220000mg/L（去除了磺化材料的累積和疊加），傳統(tǒng)鉆井液均在10000mg/L以下，源頭控制環(huán)境影響方面具有明顯優(yōu)勢，并且費(fèi)用方面減少了危廢處理費(fèi)用的支出，平均單井減少18.7萬元，共計(jì)節(jié)約392.6萬元;

3.3 通過研究多元協(xié)同鉆井液性能調(diào)控技術(shù)，強(qiáng)化抑制防塌與物理封堵，使鉆井液提高了深井、復(fù)雜井易坍塌地層井壁穩(wěn)定性，滿足3000m以內(nèi)井直井、水平井鉆井液性能要求。2019年實(shí)施鉆井液去磺化技術(shù)21井次，平均井深2752.3米，較設(shè)計(jì)周期平均單井節(jié)約6.3天，共計(jì)節(jié)約鉆井周期50.5天，節(jié)約監(jiān)督費(fèi)用6.7萬元，節(jié)約用電費(fèi)用45.5萬元，共計(jì)節(jié)約費(fèi)用52.2萬元

4 結(jié)論

去磺化鉆井液處理技術(shù)推廣應(yīng)用，從源頭上減輕了環(huán)保壓力，推進(jìn)了油田綠色發(fā)展步伐，向建設(shè)綠色礦山目標(biāo)更近了一步。2019年通過應(yīng)用“鉆井液去磺化處理技術(shù)”，減少投資及危廢處理費(fèi)用效果顯著， 2019年應(yīng)用21井次，共計(jì)節(jié)約金額444.75萬元。此次開展的鉆井液去磺化處理技術(shù)為油田綠色開發(fā)鉆井探尋出新的技術(shù)方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭剛，石崇平. 聚合物（聚磺）鉆井液在塔河油田的應(yīng)用[J]. 鉆采工藝，2002，25（4）：22-24.

（作者單位：吐哈油田公司鄯善采油廠）