渤海水基鉆完井廢棄物處理關(guān)鍵技術(shù)及工藝

岳明,謝濤,張磊,張羽臣,陳卓

1.中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司（天津 300459）2.海洋石油高效開(kāi)發(fā)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（天津 300459）

0 引言

渤海油田作業(yè)量逐年遞增，2015—2020年作業(yè)量以每年10%～30%的速度增加，且“十四五”期間作業(yè)量將達(dá)到歷史高峰，帶來(lái)豐富油氣資源的同時(shí)，也產(chǎn)生了大量的鉆完井廢棄物，渤海鉆完井主要以環(huán)保水基鉆井液為主，符合渤海一類海域排放標(biāo)準(zhǔn)[1]。但是有一部分鉆完井作業(yè)處于農(nóng)漁業(yè)區(qū)、生態(tài)保護(hù)區(qū)附近，排放要求極為嚴(yán)格，除冷卻水外的其他固液相均不得排放入海，如按照傳統(tǒng)全回收模式，將鉆完井巖屑、泥漿及完井階段液相全部回收，采用巖屑箱、污油罐以及船艙運(yùn)送回陸地處理廠，需要容器和運(yùn)輸工具的數(shù)量巨大。近年國(guó)家環(huán)境保護(hù)法規(guī)修訂，涉及的范圍更廣，執(zhí)法更嚴(yán)格，為更好地保護(hù)渤海環(huán)境，鉆井廢棄物將由限排、總量控制向回收轉(zhuǎn)變。

2014年4月24日，十二屆全國(guó)人大常委會(huì)第八次會(huì)議表決通過(guò)了《環(huán)保法修訂案》，本次修訂重點(diǎn)加強(qiáng)監(jiān)管力度，建立了公共檢測(cè)預(yù)警機(jī)制，劃定了生態(tài)保護(hù)紅線。在2016年，中國(guó)海油的專家已經(jīng)就國(guó)內(nèi)法規(guī)及技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)，其中在《新環(huán)保法給海上鉆井流體處理帶來(lái)的挑戰(zhàn)及對(duì)策》中，從我國(guó)海洋環(huán)境保護(hù)法演進(jìn)歷程出發(fā)，針對(duì)海洋石油勘探與開(kāi)發(fā)闡述了新環(huán)保法修訂新增加強(qiáng)監(jiān)管力度條例，并對(duì)比了國(guó)外海洋環(huán)保法案，明確了我國(guó)環(huán)保法已與國(guó)際接軌。渤海常規(guī)項(xiàng)目主要遵照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB4914—2008《海洋石油勘探開(kāi)發(fā)污染物排放濃度限值》。海域三級(jí)劃分，渤海被劃定為一級(jí)海域，一級(jí)海域不得排放非水基鉆井液鉆屑和油層段鉆井液及鉆屑。2018年11月頒布的《渤海綜合治理攻堅(jiān)戰(zhàn)行動(dòng)計(jì)劃》更是強(qiáng)調(diào)了渤海的綠色低碳開(kāi)發(fā)，對(duì)海上作業(yè)提出了極為嚴(yán)苛的要求[2]。

針對(duì)鉆完井廢棄物處置難題，主要從提升固控設(shè)備能力和現(xiàn)場(chǎng)減量處理裝置兩個(gè)方面開(kāi)展研究[3]。渤海廢棄物處置領(lǐng)域自2015年開(kāi)始啟動(dòng)海上鉆完井廢棄物處置相關(guān)研究工作，經(jīng)過(guò)“十三五”階段的專項(xiàng)攻關(guān)，從鉆完井廢棄物源頭減量，過(guò)程原位處置，終端回收處置技術(shù)及鉆完井工藝優(yōu)化方面開(kāi)始廣泛分析，初步實(shí)現(xiàn)了海上鉆井平臺(tái)生活污水“全回收”試點(diǎn)、負(fù)壓振動(dòng)篩在海上實(shí)鉆中作為減量設(shè)備實(shí)驗(yàn)，但是針對(duì)大規(guī)模開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，鉆完井全過(guò)程回收減量技術(shù)還不完善。自2017年渤海開(kāi)始大規(guī)模攻關(guān)鉆井階段巖屑、泥漿現(xiàn)場(chǎng)處置技術(shù)，并通過(guò)專項(xiàng)科研項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了水基泥漿在渤海地區(qū)的循環(huán)利用技術(shù)，通過(guò)提升固控系統(tǒng)設(shè)備性能，增加高速離心機(jī)的方法，將水基泥漿循環(huán)使用能力提高到3～5口井以上，大大降低了單井廢棄泥漿量。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)減量技術(shù)，通過(guò)借鑒陸地鉆完井廢棄物處置經(jīng)驗(yàn)[4]，并結(jié)合海洋鉆井特點(diǎn)，首創(chuàng)出移動(dòng)式鉆完井廢棄物處置中心和集成絮凝壓濾一體機(jī)，并于2019年成功應(yīng)用。2019年通過(guò)梳理前期開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中全回收模式存在的問(wèn)題，圍繞巖屑傳輸效率低的問(wèn)題，引入并改進(jìn)先進(jìn)固相傳輸裝置，創(chuàng)新形成了一種能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離密閉傳輸系統(tǒng)。引入水處理系統(tǒng)，重點(diǎn)攻克完井過(guò)程中液相回用問(wèn)題，通過(guò)優(yōu)化鉆完井工藝，將廢棄物產(chǎn)生的每個(gè)環(huán)節(jié)都針對(duì)性地提出了優(yōu)化措施，最終形成了一套完整的海上原位處置鉆完井工藝和處置體系。

1 海上水基鉆完井廢棄物處置面臨的主要技術(shù)難點(diǎn)

1.1 鉆井平臺(tái)空間有限

海上鉆完井作業(yè)主要是在鉆井平臺(tái)或生產(chǎn)平臺(tái)模塊鉆機(jī)作業(yè)，鉆井平臺(tái)甲板設(shè)計(jì)主要分三部分，懸臂梁甲板主要是管子堆場(chǎng)，主要用于存放套管、鉆桿和油管等管柱，為保障鉆井作業(yè)的連續(xù)性，不允許長(zhǎng)期存放其他設(shè)施；船主甲板主要存放鉆井物料；飛機(jī)甲板僅限于飛機(jī)停放，嚴(yán)禁長(zhǎng)期用于其他用途。常規(guī)的鉆井平臺(tái)主甲板沒(méi)有足夠的空間堆放大量巖屑箱、噸袋和廢棄物處置設(shè)施。同時(shí)，按照船級(jí)社規(guī)定，鉆井船上生產(chǎn)設(shè)施不允許隨意更換，因此在減量處置技術(shù)優(yōu)選小型高效設(shè)備。

1.2 環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)大

海上平臺(tái)鉆完井作業(yè)屬于高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)，尤其在受限排放區(qū)域，海水流動(dòng)性強(qiáng)，一旦發(fā)生泄漏事故，擴(kuò)散速度比陸地快，且事故處理及救援難度較陸地困難數(shù)倍。因此，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)處置設(shè)備的可靠性要求高。減量處置設(shè)備屬于帶電設(shè)備，存在漏電、爆炸、操作人員不熟悉等風(fēng)險(xiǎn)，因此需要嚴(yán)格保障篩選設(shè)備的安全性能，且改進(jìn)后的鉆井工藝必須充分考慮防泄漏風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 物流及處置成本高

海上鉆完井作業(yè)產(chǎn)生的固相主要依靠巖屑箱，如按照傳統(tǒng)粗放式回收模式，按照渤海常用巖屑箱尺寸，單個(gè)巖屑箱最多存放3m3巖屑，單口井全井段需要150～250個(gè)巖屑箱，這些巖屑箱無(wú)法全部放置在鉆井平臺(tái)或者值班拖輪上，需要額外配置大量的儲(chǔ)運(yùn)工具，大幅增加成本，且運(yùn)送回陸地的廢棄物處置單價(jià)高，大幅增加單井開(kāi)發(fā)成本。

1.4 作業(yè)效率高，產(chǎn)生量密集

渤海海上鉆井作業(yè)為提高鉆井效率，通常采用批鉆方式，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一個(gè)月多口井表層順序鉆進(jìn)的情況，表層井眼大，廢棄物瞬時(shí)產(chǎn)生量及產(chǎn)生總量都極大，最高每小時(shí)可產(chǎn)生鉆屑近30m3，單井可產(chǎn)生鉆屑超過(guò)500m3、泥漿（含海水）800m3，另洗井和完井階段液相也超過(guò)600m3，液相主要成分以海水為主，對(duì)海洋環(huán)境影響小，但是在環(huán)境敏感區(qū)域作業(yè)仍然要嚴(yán)格按照“全回收”標(biāo)準(zhǔn)處置，因此產(chǎn)生總量和速率都需要改進(jìn)工藝。

1.5 廢棄物種類復(fù)雜

海上鉆完井過(guò)程中主要廢棄物有生活垃圾、生活污水、雨水、雪水、工業(yè)垃圾、污油泥、鉆屑、廢棄鉆井液、廢棄完井液、固井鉆井液混漿、清罐污水、測(cè)試返排液、壓裂充填液、洗井液等，種類多且成分復(fù)雜，每種廢棄物均需要采取針對(duì)性的處理措施，其中鉆屑、泥漿和完井液相占比最大，成分復(fù)雜，處置難度高。

2 廢棄物原位處置關(guān)鍵工藝及技術(shù)

2.1 可循環(huán)利用鉆井液及配套固控系統(tǒng)

針對(duì)傳統(tǒng)的水基鉆井液體系，上部地層軟泥巖水化分散能力極強(qiáng)，以往只能通過(guò)大量置換維持鉆井液性能，PHPA類（PF-PLH/PF-PLUS）包被劑分子鏈大，作業(yè)311.15 mm（12?"）井眼最高通過(guò)120目，且不同鉆井深度需要頻繁地轉(zhuǎn)換泥漿體系，造成總量增加。為實(shí)現(xiàn)鉆井液多口井重復(fù)利用，控制廢棄泥漿產(chǎn)生量，研究出了無(wú)土相BIODRILL A鉆井液，該體系采用無(wú)機(jī)鹽降低鉆井液水活度，選用優(yōu)質(zhì)抑制劑及新型包被劑，抑制泥巖水化分散，鈍化黏土，單平臺(tái)鉆井液全部回收用于下口井?？芍貜?fù)利用的鉆井液具有低污染、低固相、長(zhǎng)期穩(wěn)定性，可實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用等特點(diǎn)[5-6]。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，該體系能夠回收使用30%以上，通過(guò)菜單式管理（不同地層不同配比）已成功用于新近系地層的不同區(qū)塊、不同井型，可循環(huán)利用率高。

2.2 井筒“瘦身”技術(shù)

針對(duì)鉆屑原始體積過(guò)大的問(wèn)題，研究了井筒的“瘦身”技術(shù)，井眼由406.4 mm（16″）+311.15 mm（12?"）縮小為311.15 mm（12?"）+241.3 mm（9?″），而套管對(duì)應(yīng)的由339.72 mm（13?″）+244.47 mm（9?″）縮小為266.7 mm（10?″）+193.67 mm（7?″），因井眼尺寸受制于完井工具等影響，并不能無(wú)限制地減小，先后研究出了114.3 mm（4?″）篩管進(jìn)行壓裂作業(yè)，分采、分注等也已經(jīng)達(dá)到現(xiàn)行技術(shù)的極限，如進(jìn)一步縮小井眼尺寸，現(xiàn)行技術(shù)暫時(shí)無(wú)法保證工具可靠性，且瘦身后電泵功率和管柱通徑都相應(yīng)減小，會(huì)一定程度上限制產(chǎn)量，因此“瘦身”要恰到好處才能更有利于油田開(kāi)發(fā)。

在全回收項(xiàng)目中，井眼尺寸直接影響廢棄物源頭產(chǎn)生量，以一口3000m井為例：傳統(tǒng)表層406.4 mm（16″）井眼下入339.72 mm（13?″）套管800m、二開(kāi)311.15 mm（12?"）井眼下入244.47 mm（9?″）套管3000m，得出本口井表層巖屑原始體積為192 m3，堆積體積達(dá)307m3。二開(kāi)鉆屑原始體積為262 m3，堆積體積達(dá)491m3。而井筒“瘦身”后，表層鉆屑原始體積僅113m3，減量79m3，降幅達(dá)41%，二開(kāi)鉆屑原始體積161m3，減量101m3，降幅達(dá)39%，井筒“瘦身”后鉆屑減量180m3，總體減量達(dá)40%，單井巖屑減量可達(dá)396t，單井可節(jié)約費(fèi)用80萬(wàn)元以上[6]。

井筒“瘦身”已成為前期設(shè)計(jì)中的“常規(guī)動(dòng)作”，已成功應(yīng)用超過(guò)20口井，在重點(diǎn)“全回收”項(xiàng)目的應(yīng)用井?dāng)?shù)也逐步增加（圖1）。

圖1 瘦身結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 絮凝壓濾一體化工藝

針對(duì)廢棄鉆井液運(yùn)送回陸地處置成本高，總量大運(yùn)輸困難的問(wèn)題。研究了可現(xiàn)場(chǎng)處置的絮凝壓濾一體化工藝。鉆井過(guò)程中固控系統(tǒng)持續(xù)產(chǎn)生部分廢棄液相，表層海水膨潤(rùn)土漿鉆進(jìn)1口井后，隨著固相含量增加，泥漿性能很難大量重復(fù)利用，因此需要隨時(shí)置換舊海水膨潤(rùn)土漿，廢棄的海水膨潤(rùn)土漿總量非常大，而且對(duì)于可重復(fù)利用鉆井液體系在經(jīng)過(guò)3～4口井使用后，需要置換50%以上，通過(guò)大量的分析，最終確立了板框式壓濾機(jī)與絮凝混合罐集成的絮凝壓濾一體化方案[7]。

絮凝劑選取以配制方便、分離效果易于觀察、絮凝劑本身易于清除、不破壞濾液原本性能為原則，針對(duì)不同地層所使用泥漿體系選擇不同的絮凝劑。海水膨潤(rùn)土漿體系，使用PAM即可實(shí)現(xiàn)高效的固液分離。聚合物體系，選擇高價(jià)離子的無(wú)機(jī)絮凝劑，對(duì)于絮凝后參與的離子，采用加入化學(xué)藥劑的化學(xué)方法清除。

板框式壓濾機(jī)原理是通過(guò)擠壓濾布實(shí)現(xiàn)固液分離，研究人員保留了隔膜板框壓濾機(jī)主體結(jié)構(gòu)，對(duì)進(jìn)料方式、壓榨壓力、濾布型號(hào)、絮凝劑與助濾劑的優(yōu)選方面開(kāi)展了大量實(shí)驗(yàn)，確定了壓濾機(jī)的主要參數(shù)。通過(guò)對(duì)海上常用的海水膨潤(rùn)土漿、改進(jìn)型PEC、PEM、BIODRILLA、EZ-FLOW等不同泥漿體系進(jìn)行試驗(yàn)，驗(yàn)證過(guò)濾速度、濾液澄清度、濾餅成餅性、濾餅含水率等多項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了現(xiàn)場(chǎng)使用要求。

該工藝關(guān)鍵是把板框式壓濾與絮凝單元集成化，升高后的板框式壓濾機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)輸送直接進(jìn)巖屑箱，作業(yè)過(guò)程中加藥，進(jìn)料及脫板出料操作均實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化，2人即可操作一套小型的一體化化學(xué)脫穩(wěn)壓濾設(shè)備，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。分離后的液相直接轉(zhuǎn)移調(diào)質(zhì)罐進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理即可直接復(fù)配泥漿，固相含液率低于60%，成餅狀。小型化壓濾設(shè)備占地面積22.4 m2，處理量130～150m3/d。

水基廢漿脫穩(wěn)固液分離工藝在墾利某油田首次應(yīng)用實(shí)現(xiàn)泥漿減量80%，處理后濾液各項(xiàng)指標(biāo)與海水相似，滿足重復(fù)配漿要求。

2.4 負(fù)壓抽吸振動(dòng)篩減量技術(shù)

針對(duì)渤海部分砂巖段地層，現(xiàn)有傳統(tǒng)固控設(shè)備處理效果不理想，振動(dòng)篩下來(lái)的鉆屑經(jīng)常出現(xiàn)含液量異常大的情況，部分井段經(jīng)振動(dòng)篩處理后的固相含泥漿率高達(dá)200%，一方面造成泥漿材料流失，另一方面經(jīng)傳輸系統(tǒng)轉(zhuǎn)移至封閉式巖屑箱沉淀后，超過(guò)2/3深度為液態(tài)，這種狀態(tài)的巖屑只能用巖屑箱存放，對(duì)儲(chǔ)存工具要求較高。為更好實(shí)現(xiàn)攜巖后泥漿與巖屑的高效分離，現(xiàn)場(chǎng)通常采用更換較大目數(shù)篩布降低泥漿流失，但大目數(shù)的篩布會(huì)造成過(guò)大顆粒進(jìn)入泥漿沉砂池，大大增加泥漿固相含量，導(dǎo)致泥漿性能不穩(wěn)定。負(fù)壓抽吸振動(dòng)篩是由高頻振動(dòng)篩和真空系統(tǒng)組成，高頻振動(dòng)篩作為提高一級(jí)固控振動(dòng)篩性能被行業(yè)廣泛認(rèn)可，其具有篩網(wǎng)面積大、激蕩力大和處理能力高的優(yōu)點(diǎn)[8]。負(fù)壓抽吸振動(dòng)篩工作原理是在振動(dòng)篩最后一塊篩布下，在不影響振動(dòng)篩性能的前提下建立密閉負(fù)壓艙，同時(shí)負(fù)壓不會(huì)影響篩布的使用壽命，利用產(chǎn)生的吸力或真空破壞覆蓋巖屑上鉆井液的表面張力，使鉆井巖屑攜帶的鉆井液在不改變性質(zhì)的情況下被回收再利用。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)部分井段實(shí)驗(yàn)，負(fù)壓工藝較傳統(tǒng)振動(dòng)篩能夠?qū)崿F(xiàn)大幅減量，效果明顯，但是負(fù)壓振動(dòng)篩附帶附件占地面積大，且針對(duì)不同地層及泥漿體系的適用性還需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

2.5 巖屑分選工藝

針對(duì)振動(dòng)篩出來(lái)的鉆屑含液率高的問(wèn)題，研究了巖屑分選工藝。固控系統(tǒng)出來(lái)的巖屑根據(jù)成分不同主要呈顆粒狀、糊狀、團(tuán)狀和砂狀，含液率不同，因鉆井作業(yè)為提高攜巖效率，往往采用大排量鉆進(jìn)，部分井段會(huì)出現(xiàn)固控系統(tǒng)處理后含液率極高，這些不穩(wěn)定的高含液巖屑無(wú)法直接進(jìn)行絮凝壓濾。因此采用在中間加裝分選篩的工藝，通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，確定了采用20目篩布能夠保證5臺(tái)振動(dòng)篩的巖屑經(jīng)分選后呈團(tuán)狀，含液率較低，能夠?qū)崿F(xiàn)噸袋裝運(yùn)。對(duì)較大顆粒的巖屑進(jìn)行初選，減排設(shè)備主要依托分選篩和水洗螺旋輸送機(jī)完成，一代分選篩的最大處理能力60m3/h（圖2）。

圖2 分選效果圖

2.6 巖屑遠(yuǎn)距離密閉傳輸工藝

針對(duì)全回收過(guò)程中螺旋輸送器只能直線傳輸，且為開(kāi)口易造成泄漏、傳輸距離短的難題，研究了巖屑遠(yuǎn)距離密閉傳輸工藝。對(duì)于平臺(tái)甲板面積較小的鉆井船進(jìn)行全回收項(xiàng)目作業(yè)時(shí)，甲板空間無(wú)法存放大量的固相，研究人員針對(duì)固相的傳輸難題，進(jìn)行專項(xiàng)攻關(guān)，研發(fā)出了一套具有遠(yuǎn)距離密閉傳輸功能的遠(yuǎn)傳工藝。EPS工作船靠泊時(shí)，鉆井廢棄物經(jīng)螺旋輸送器，通過(guò)密閉傳輸泵直接泵送至EPS工作船進(jìn)行處置；可實(shí)現(xiàn)鉆井廢棄物穩(wěn)定、連續(xù)傳輸，大大降低吊車工作頻次；EPS工作船無(wú)法靠泊時(shí)，鉆井廢棄物經(jīng)螺旋輸送器，通過(guò)密閉傳輸泵直接泵送至海上壓濾機(jī)進(jìn)行處置，滿足現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)[9]（圖3）。

圖3 遠(yuǎn)距離傳輸裝置

遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)主要由液壓動(dòng)力源、動(dòng)力泵、傳輸管線組成。該系統(tǒng)以液壓動(dòng)力泵為驅(qū)動(dòng)力，由料斗室總成、料缸總成、洗滌室總成、液壓缸總成、潤(rùn)滑系統(tǒng)、底架組成，最大輸送量30m3/h，傳輸距離硬管可達(dá)400m，具有耗能低、穩(wěn)定性好、傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。

2.7 集成水處理裝置

針對(duì)水平段EZFLOW鉆開(kāi)液、HTAFLOW完井液、返排液等液相，研究人員通過(guò)分析水處理技術(shù)，確立了多級(jí)氣浮膜過(guò)濾技術(shù)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)處理，實(shí)現(xiàn)固液分離，油相和固相回收，處理后的水基廢液用于重復(fù)循環(huán)配制EZFLOW、HTAFLOW基液對(duì)水質(zhì)的要求，并不影響其性能。該技術(shù)能將渾濁的原水通過(guò)多級(jí)過(guò)濾，達(dá)到重復(fù)使用的指標(biāo)，單撬處理量可達(dá)到25m3/h，能滿足EZFLOW鉆開(kāi)液，HTAFLOW完井液和反排液的實(shí)時(shí)處理（圖4）。

圖4 水處理裝置處理效果對(duì)比圖

3 回收方案的配置與選擇

截至目前，渤海鉆井通常采用水基鉆井液體系，鉆完井廢棄物全回收作業(yè)方案主要受作業(yè)規(guī)模、泥漿體系、鉆井平臺(tái)結(jié)構(gòu)、環(huán)境參數(shù)、經(jīng)濟(jì)效益多種因素影響，因此針對(duì)不同項(xiàng)目，所選取的工藝不同。研究人員通過(guò)梳理渤海全回收項(xiàng)目，發(fā)現(xiàn)目前渤海全回收項(xiàng)目主要分5種情況，對(duì)此進(jìn)行全回收處置模式方案分析對(duì)比。

3.1 大規(guī)模全回收開(kāi)發(fā)項(xiàng)目全回收方案

此類項(xiàng)目往往具有井?dāng)?shù)多、作業(yè)周期長(zhǎng)、生產(chǎn)平臺(tái)規(guī)模大等特點(diǎn)。這些項(xiàng)目因井?dāng)?shù)多，采用單鉆機(jī)模式會(huì)導(dǎo)致投產(chǎn)時(shí)間嚴(yán)重滯后，在渤海油田上產(chǎn)4000×104t的背景下，這些項(xiàng)目常采用雙鉆井平臺(tái)對(duì)打的模式進(jìn)行作業(yè)，2條鉆井平臺(tái)分別靠平臺(tái)2側(cè)，船舶資源往往可以實(shí)現(xiàn)雙平臺(tái)共享，這種項(xiàng)目單日產(chǎn)生的廢棄物總量是常規(guī)項(xiàng)目的2倍。以渤海最大的全回收項(xiàng)目曹妃甸6-4油田為例進(jìn)行全回收方案分析。

曹妃甸6-4被列為控制性保護(hù)利用區(qū)，工程施工期，含油和非含油鉆屑、含油和非含油鉆井液、工業(yè)垃圾、生活垃圾、機(jī)艙含油污水運(yùn)回陸上處理；施工期間，在施工船舶或平臺(tái)上設(shè)置污水回收罐，將施工期產(chǎn)生的生活污水全部回收，定期由船舶運(yùn)回陸上進(jìn)行處理。因此定義為全時(shí)段全部廢棄物回收處置。

本項(xiàng)目的優(yōu)勢(shì)是有2條鉆井平臺(tái)同時(shí)作業(yè)，因此制定方案充分考慮資源共享，在鉆井平臺(tái)螺旋輸送器末端安裝遠(yuǎn)距離密閉傳輸泵，通過(guò)127mm（5″）硬管+軟管結(jié)合的方式直接輸送至大型支持平臺(tái)或者EPS工作船，在支持平臺(tái)或EPS工作船上配置分選篩、大型絮凝壓濾單元、水處理裝置及航吊，能夠不依托平臺(tái)吊機(jī)的情況下完成鉆屑的固液分離。而鉆井平臺(tái)甲板配置一套小型一體化絮凝壓濾設(shè)備和分選篩，能夠保障在極端天氣條件，拖輪無(wú)法靠平臺(tái)的情況下，滿足平臺(tái)不停鉆作業(yè)（圖5）。

圖5 平臺(tái)處置流程圖

3.2 中小型開(kāi)發(fā)項(xiàng)目全回收方案

此類項(xiàng)目一般為20口井以下，井?dāng)?shù)相對(duì)較少，因此采用單鉆機(jī)鉆井，采用支持平臺(tái)成本高，效益差，因此往往采用中小型EPS工作船進(jìn)行支持，而中小型EPS工作船上的設(shè)備處理量小，艙容小，整體成本低，能夠?qū)崿F(xiàn)單口井廢棄物來(lái)料處置。同時(shí)在鉆井平臺(tái)安裝分選篩、絮凝壓濾一體機(jī)和遠(yuǎn)距離傳輸裝置，可實(shí)現(xiàn)平臺(tái)處置和EPS工作船處置模式切換。

3.3 開(kāi)發(fā)項(xiàng)目季節(jié)性回收方案

季節(jié)性回收項(xiàng)目，主要是在魚(yú)蝦產(chǎn)卵季節(jié)進(jìn)行全回收，因此禁排時(shí)間短，可以在非禁排期間將表層作業(yè)提前完成，條件具備的情況下可將部分二開(kāi)井段提前完成，在禁排期間進(jìn)行三開(kāi)定向井作業(yè)，三開(kāi)定向井作業(yè)期間是廢棄物產(chǎn)生量最小的階段。因此可以依托平臺(tái)安裝的小型化絮凝壓濾一體機(jī)和分選篩進(jìn)行處置，即能夠保障在禁排期間對(duì)魚(yú)蝦產(chǎn)卵的影響，又能夠確保禁排期低成本回收。

3.4 調(diào)整井項(xiàng)目全回收方案

調(diào)整項(xiàng)目往往井?dāng)?shù)少，而且只需要回收側(cè)鉆點(diǎn)以下部分，一般情況下采用分選篩和小型化壓濾設(shè)備即能保障隨鉆處理，在完井階段液相量大時(shí)，可通過(guò)移動(dòng)式EPS工作船進(jìn)行處置，液相部分可使用到其他作業(yè)點(diǎn)作為原料重復(fù)利用。

3.5 油層段回收方案

油層段鉆屑回收量小，渤海通常采用正壓鉆井，因此含油量相對(duì)較少，一般情況下低于3%，廢棄泥漿可通過(guò)板框式壓濾進(jìn)行處置，經(jīng)試驗(yàn)，對(duì)于含油量較多的情況，板框式壓濾機(jī)的濾網(wǎng)極易堵塞，造成分離效果差，且沾滿油的濾網(wǎng)不能重復(fù)使用，可采用絮凝離心分離方法進(jìn)行處置。巖屑部分因總量小，一般情況下不超過(guò)20m3，因此可采用巖屑箱直接運(yùn)送回陸地，在現(xiàn)場(chǎng)不再進(jìn)行處置。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1）鉆完井廢棄物種類多，現(xiàn)行處置技術(shù)保障了全回收項(xiàng)目順利啟動(dòng)與運(yùn)行，但是對(duì)于設(shè)備小型化、自動(dòng)化還需進(jìn)一步開(kāi)展攻關(guān)。

2）鉆完井廢棄物處置裝置需針對(duì)不同廢棄物匹配對(duì)應(yīng)的設(shè)備，因此在作業(yè)時(shí)要針對(duì)具體項(xiàng)目選擇合適的處理工藝。

3）鉆井平臺(tái)固控系統(tǒng)處置能力和效果對(duì)廢棄物產(chǎn)生量影響較大，也是鉆井液重復(fù)使用的關(guān)鍵，因此提升固控處理效果是關(guān)鍵。

4）移動(dòng)式EPS工作船機(jī)動(dòng)性好，處理儲(chǔ)存能力強(qiáng)，但易受惡劣天氣影響。

5）固定式處理站是解決鉆井平臺(tái)處理能力不足的有效手段，也是大型開(kāi)發(fā)項(xiàng)目全回收作業(yè)的一種有效手段。