吉林油田廢鉆井液不落地技術研究與探討

高虹 房殿軍 程啟生 張雪婷

（中國石油吉林油田公司采油工藝研究院）

吉林油田廢鉆井液不落地技術研究與探討

高虹 房殿軍 程啟生 張雪婷

（中國石油吉林油田公司采油工藝研究院）

文章結合吉林油田產能建設方案，針對中國石油天然氣股份有限公司對廢鉆井液不落地的要求，調研分析吉林油田鉆井液無害化處理技術現狀及研究方向，提出廢鉆井液調驅調剖及堵水技術，研究了成膠時間、黏度、粒徑等參數。結果表明：適應條件為40～60℃中低溫高滲透油水井調剖及堵水。

污染減排；廢鉆井液；調驅調剖；資源化利用；吉林油田

0 引 言

隨著油氣勘探難度的增加和領域的延伸，新區塊鉆井數量和老區塊調整井數量逐年增加，在實現勘探開發目標的同時，鉆井作業產生的廢鉆井液等污染物也越來越多。這些污染物對作業區的生態環境造成了不良影響，成為石油行業急需解決的一個技術問題，尤其是2015年1月1日實施的《環境保護法》，使油田面臨的環保形勢更加嚴峻。目前吉林油田采用委托第三方處理廢鉆井液的方式，缺少自己的核心技術及必要的監督及評價手段，存在環保風險。本文主要介紹廢鉆井液處理技術，通過試驗室試驗，開發了一套吉林油田廢水基鉆井液處理技術，實現了廢鉆井液不落地［1］。

1 吉林油田廢鉆井液特點及處理技術現狀

1.1 吉林油田廢鉆井液特點

廢鉆井液產生量大

2014年鉆井725口，約有24萬m3鉆井液需要無害化處理。

成分復雜、處理難度高

廢鉆井液中包括無機鹽、有機物、合成聚合物和表面活性劑等20余種，同時，鉆至泥巖井段時，會有一部分泥巖溶解在鉆井液中，造成廢鉆井液有如下特性：①泥漿顆粒細小、黏度大、穩定性極強、處理難度高。②水平井廢鉆井液有機物顯著高于直井，表現為COD、堿度高［2］。

1.2 吉林油田廢鉆井液處理技術現狀

目前吉林油田廢鉆井液多為水基鉆井液，處理方法多為原位固化法，對于油基鉆井液還沒有相應的處理手段。原位固化法存在以下三個方面的問題［3］。技術方面 固化工藝本身不夠統一、成熟，固化劑品種繁多、添加比例參差不齊，有害物質沒有充分固化，二次污染現象較普遍。

環境方面 一旦固化效果不理想，廢鉆井液滲出液會給周圍環境產生不良影響，造成一定經濟損失。管理方面 施工監管不到位，個別施工方偷工減料，降低固化劑使用比例。導致固化效果很差，幾年內“泥漿坑”仍不能固化，出現過車輛下陷事故。

2 吉林油田廢鉆井液不落地技術研究進展

針對吉林油田廢鉆井液特點、處理現狀及存在的環境風險，為實現廢鉆井液資源化處理，達到水基鉆井液不落地的目標，提出鉆井液不落地處理技術方案，并重點開發了廢鉆井液調驅調剖及堵水技術研究。

2.1 廢鉆井液不落地技術方案

廢鉆井液不落地處理技術路線見圖1。

圖1 廢鉆井液不落地處理技術路線

2.2 廢鉆井液調驅調剖及堵水技術

按區塊分別對吉林油田紅崗區塊和扶余區塊廢鉆井液進行了采樣分析，根據地層溫度，利用廢鉆井液為主要原料，進行了中低溫地層調驅調剖及堵水技術研究。目前經過多次改進試驗，成膠強度已達到調驅調剖及堵水要求。泥漿攜帶量已由15%提高到40%，形成了兩套中低溫地區調剖調驅及堵水體系，并進行了成膠時間、終膠時間、黏度、粒徑分析等相關試驗，滿足調驅調剖及堵水要求，為下一步現場應用提供了技術支持［4-5］。

2.2.1 中低溫地區調驅調剖及堵水成膠體系研究

針對吉林油田紅崗區塊和扶余區塊的中低溫地區廢鉆井液現場取樣，進入試驗室開展成膠試驗研究，初步形成了廢鉆井液不落地A和B兩套調驅調剖及堵水體系［6］。

紅崗地區和扶余地區的廢泥漿調驅調剖A體系試驗

現場采集的廢鉆井液樣品，根據其特點對不同的調驅調剖體系進行篩選，對篩選的體系藥劑量進行梯度試驗，并把廢泥漿攜帶量從15%提高到30%，最終形成了中低溫地區廢鉆井液調驅調剖A體系。如表1所示。

表1 攜帶30%水基泥漿調驅調剖體系（A體系）

紅崗地區和扶余地區的廢泥漿調驅調剖B體系試驗

在A體系研究的基礎上，根據成膠黏度，成膠時間，以及堵水對成膠強度的要求及考慮成膠成本，開展了B體系研究，在A體系最多攜帶30%泥漿的基礎上，泥漿攜帶量提高了10%，大大降低了成膠成本，成膠強度增強，適合堵水作業。如表2所示。

表2 攜帶40%水基泥漿調驅調剖體系（B體系）

2.2.2 中低溫地區調驅調剖成膠體系技術參數測定成膠時間、成膠黏度

模擬中低溫地層溫度，分別對兩套成膠體系在40℃和60℃恒溫水浴情況下養護，對成膠體系的性能指標進行了測試，成膠時間與黏度的曲線，見圖2、圖3。

圖2 不同泥漿攜帶比例的成膠時間-黏度曲線

圖3 不同溫度條件下成膠時間-黏度曲線

從圖2和圖3可知，成膠體系中，泥漿攜帶量可以從20%提高到40%；成膠試驗分別在40，60℃恒溫水浴下對膠體進行養護，凝膠成膠時間為6～28h，膠體黏度大于20000mPa·s，滿足調剖堵水要求。

吉林油田廢鉆井液調驅調剖A成膠體系和B成膠體系膠體黏度大、韌性強、抗剪切性能好，膠體形態60d后保持穩定，滿足調剖堵水技術要求。適應條件：40～60℃中低溫高滲透油水井調剖及堵水。

粒徑分析

取紅崗采油廠鉆井液樣品1和扶余采油廠鉆井液樣品2，采用COULTER激光粒度儀測定其粒徑分布見表3。

表3 紅崗和扶余采油廠鉆井液組分粒徑分布 %

由表3可知，紅崗鉆井液樣品1和扶余鉆井液樣品2中泥質成分的粒徑主要分布在10～300μm，約占80%，粒徑的分布較為集中，同時較高的含泥量使其具備了進入地層和封堵高滲透層段的基本條件［7］。

3 結束語

吉林油田廢鉆井液不落地技術的研究，解決了吉林油田廢鉆井液委托第三方處理、缺少自己的核心技術及必要的監督、評價手段的問題，降低了現有處理方式所存在的安全環保風險。

廢鉆井液做為調剖劑回注油層，取代顆粒堵劑，可以降低調剖成本，具有巨大的環保效益和社會效益。用廢鉆井液作為調驅調剖及堵水劑，變廢為寶，充分利用現有資源，不僅為油田廢鉆井液的再生利用找到了一種有效方法，而且也為油田綜合治理、降低生產成本提供了一項技術措施。

該技術保證了鉆井施工過程的清潔生產，實現了廢鉆井液的零排放。

［1］ 趙雄虎，王風春.廢棄鉆井液處理研究進展［J］.鉆井液與完井液，2004，21（2）：43-48.

［2］ 張祎徽.廢棄鉆井液無害化處理技術研究［D］.北京：中國石油大學（北京），2007.

［3］ 崔之健，梅宏.廢鉆井液固化處理技術的研究［J］.新疆石油學院學報，1999（1）：12-17.

［4］ 彭園，楊旭，孫長健.廢棄泥漿無害化處理方法研究［J］.環境科學與管理，2007，32（4）：102-104.

［5］ 蔡利山，劉四海，郭才軒.石油鉆井環境保護技術綜述［J］.西部探礦工程，2002，14（3）：132-134.

［6］ 白寶君，高玉軍.區塊整體調剖調剖劑用量優化技術研究［J］.斷塊油氣田，1999，6（6）：33-35.

［7］ 左松林，廖遠惠.新站油田整體調剖試驗研究［J］.大慶石油地質與開發，2005，24（2）：32-33.

（編輯 王蕊）

j.issn.1005-3158.2015.02.005

1005-3158（2015）02-0014-02

2014-12-04）

高虹，1989年畢業于吉林大學環境工程專業，國家清潔生產審核師，現在中國石油吉林油田公司從事環境監測和環境科研工作。通信地址：吉林省松原市長寧北街采油工藝研究院，138000