西非深水钻井含油钻屑清洗方法室内研究

针对目前西非深水钻井现场产生大量含油钻屑的情况,选取表面活性剂清洗法清除钻屑表面的油污,使其达到环境保护的要求。通过室内实验,清洗剂选用ABS或ABSN,清洗搅拌时间为15 min;使用油基钻井液的岩屑处理方案为:淡水+0.5%ABS或海水+0.5%ABS+0.1%三聚磷酸钠,可将钻屑含油量降至2%以下,达到西非海域就地排放钻屑的要求。结合现场情况,确定采用振动式钻屑清洗机与LWTU污水处理系统,并制定了海上钻屑处理工艺流程。     

页岩气井油基钻屑新型环保无害化处理技术

页岩气井使用油基钻井液钻井过程中通常会产生大量的含油钻屑,如果不能对其进行合理的处理不仅会对环境带来严重的污染,还会造成一定的资源浪费.因此,室内通过大量处理剂的优选及评价,研究出一种适用于页岩气井油基钻屑的新型化学复合清洗液体系,其主要由高效除油剂SCY-6、生物表面活性剂SWS-3和润湿反转剂STJ-2组成,室内对...     

页岩油油基钻屑随钻处理装置的研制与应用

钻页岩油(气)井时普遍采用油基钻井液技术,在钻井过程中产生的大量含油废弃钻屑对环境污染很严重,不能随便排放,必须进行脱油处理。为此,研制了页岩油油基钻屑随钻处理装置。该装置采用油基钻井液回收和清洗分步实施工艺,可使油基钻井液的回收率超过90%,既节约成本,又清洁环保;基于生物酶的清洗剂干粉具有清洗能力强和环保等优点,经清洗剂处理后油基钻屑含油质量分数低于1%,满足现场排放环保要求;装置集成了多种新型设备,处理能力达到5 m3/h,满足油基钻屑随钻处理要求。页岩油油基钻屑随钻处理装置在胜利油田渤页2HF井等3口页岩油井中应用,均取得较好的效果。     

一种适用于油基钻井液的表面活性剂隔离液

页岩气钻井过程中采用的油基钻井液极易残留在井壁和套管壁表面,与固井水泥浆产生接触污染。套管壁及井壁长期处在油基钻井液环境中,两界面亲油憎水,给固井作业带来油基钻井液顶替和清洗困难、混浆流变性能变差、混浆强度严重下降、界面胶结质量不良等问题。针对以上问题,对表面活性剂及隔离液进行了如下研究:①调研油基钻井液对水泥浆的接触污染机理;②测定溶液表面张力,验证表面活性剂对清洗效果的影响;③配制表面活性剂水溶液和隔离液,利用模拟套管冲洗法测定清洗效率。实验结果表明,表面活性剂的加入能显著降低水油界面张力,提高清洗效率;配制出了一种清洗效率高达92.86%的三元复配表面活性剂隔离液体系,表面活性剂组成为LAS+JFC-6+AOS （1:1:1）;该隔离液对油基钻井液有良好的清洗效果,可提高界面胶结质量,有助于提升页岩气井的固井质量。      

油基钻井液井筒清洗技术室内研究

油基钻井液在解决南海涠洲12-1油田易垮塌硬脆性泥岩的剥落掉块以及提高钻速、减少井下复杂情况等方面具有较好的应用效果。但是在固井作业完成后,含有钻屑的油基钻井液会牢牢粘附在套管内壁,射孔作业时这些污物将直接影响油井的储层保护效果。因此,室内研制了油基钻井液井筒清洗装置,并开发出针对性的清洗液,该清洗液不仅能对套管内壁上的油膜产生较强的渗透清洗力,并且能防止洗掉的油污造成二次污染,具有较理想的清洗效果,清洗率达90%以上,有效的保护了储层。     

微乳液油基钻井液清洗液的研制与应用

针对微乳液型油基钻井液清洗液适用温度范围窄,且在高盐情况下易失效的问题,选用非离子表面活性剂BrijA和阴离子表面活性剂SJB制备了一种耐温抗盐的油基钻井液清洗液PF-MOCLEAN。通过室内实验,研究了表面活性剂的配比和浓度对PF-MOCLEAN清洗效果的影响,确定了油基钻井液清洗液PF-MOCLEAN的最优组成,即SJB与Brij A的复配比为2:1,且2者总加量为60%。清洗液PF-MOCLEAN遇到油基钻井液后能够自发增溶油相形成微乳液,具有界面张力超低、增溶能力强、扩散速率快等优点,能够在40~120℃及高盐含量下有效地清除黏附在套管和井壁上的油基钻井液,清洗效率高达95%,并将套管和井壁的润湿性由亲油性变为亲水性,有利于储层保护和现场固井作业。该剂在南海区域取得了很好的应用效果,应用前景广阔。      

海上含油钻屑超临界CO_2萃取除油研究

为解决海上含油钻屑处理难题,利用超临界CO2萃取工艺对海上含油钻屑萃取除油进行研究。通过分析超临界CO2不同萃取条件对废弃油基钻屑萃取的影响,及基油在超临界CO2中的溶解度,得到如下结论:在给定的因素水平内萃取温度、萃取压力和萃取时间对萃取效果的影响主次顺序为萃取温度萃取压力萃取时间;满足一级海域排放要求的最佳萃取工艺条件为萃取压力25 MPa、萃取温度60℃、萃取时间80 min,在该工艺条件下钻屑平均残油率为0. 71%;基油在不同存在条件时溶解度大小顺序为基油独立存在基油存在于干钻屑基油存在于含水钻屑浆体;若要提高超临界CO2的除油效果,则应尽量降低含油钻屑的含水率;用Chrastil方程计算得到的溶解度与实验室测得的溶解度相对误差最高为2. 46%,最低仅0. 40%,平均相对误差为1. 57%,因此该方程具有良好的预测性。研究结果可为超临界CO2萃取随钻处理设备试制和现场最佳处理参数调整提供指导。     

页岩气油基钻屑萃取处理技术

随着页岩气、致密气等非常规油气的开发,因油基钻井液较水基钻井液有不可替代的优点,油基钻井液的使用规模逐渐增加,但钻井过程中产生的油基钻屑是含油危险废弃物,对环境、生态及安全均产生严重的影响。因此,研发了一种萃取剂CQJ,形成了适合于处理页岩气油基钻屑萃取工艺。该萃取剂CQJ与常规溶剂相比,具有闪点高、挥发性低、萃取效果好、毒性低的优点。对四川页岩气某区块油基钻屑进行了油基钻屑萃取处理中试,累计处理油基钻屑56 m3,取得了良好的效果。结果表明:处理后钻屑含油量平均达到0.76%,其钻屑浸出液指标符合污水排放标准;萃取剂回收率平均达到95.4%,油回收率平均达到91.5%,萃取剂可重复使用,同时回收油性能满足二次配制油基钻井液要求,实现了无害化、资源化,不造成二次污染的目标。      

海上钻井含油钻屑处理技术

使用油基钻井液必然会产生大量含油钻屑。国内外相关法律法规都对海上油田含油钻屑提出了限制排放标准。含油钻屑只有达到排放标准方可排放入海,若达不到排放标准则需运回陆上处理。昂贵的海上运输费用及陆上处理费用,使得国外钻井公司及钻井液公司纷纷研究和开发现场处理含油钻屑新技术。本文较全面地介绍国内外海上含油钻屑处理技术。     

海上钻井含油钻屑处理技术

使用油基钻井液必然会产生大量含油钻屑.国内外相关法律法规都对海上油田含油钻屑提出了限制排放标准.含油钻屑只有达到排放标准方可排放入海,若达不到排放标准则需运回陆上处理.昂贵的海上运输费用及陆上处理费用,使得国外钻井公司及钻井液公司纷纷研究和开发现场处理含油钻屑新技术.本文较全面地介绍国内外海上含油钻屑处理技术.     

一种新型除油机理及含油钻屑除油技术

油基钻井液是页岩气开发中最为常用的一种钻井液体系,随着页岩气勘探开发的加快发展及油基钻井液的大量使用,其产生的含油钻屑带来的环境污染也逐渐成为油气田企业的环保难题。为此,进行了现场含油钻屑组成、重金属含量和浸出液生物毒性分析,确定了含油钻屑污染特性和处理重点:针对含油钻屑污染特性,基于化学清洗法,首次引入过渡态理论,通过理论和实验分析,提出了一种新型岩屑除油机理,油滴从岩屑表面移动至油相存在着一个势能壁垒,清除岩屑中的油污需越过此势能壁垒;进而设计了含油钻屑除油配方,并通过单剂筛选、配方优化和除油条件优选,最终开发了一套含油钻屑化学清洗法除油技术。使用效果表明:在所研制的聚氧乙烯类除油剂与硫酸盐类、磺酸盐类辅助除油剂的共同作用下,势能壁垒可降低92.81%,由其处理的含油钻屑除油率达到93.02%。结论认为,该技术工艺安全简单、成本低、除油率高,可有效地解决含油钻屑的环境污染问题。     

页岩气井油基钻屑氟碳除油剂的研制及作用机理

页岩气开发钻井过程中会产生油基钻屑,化学热洗法是处理油基钻屑的主要技术之一,但应用过程中存在现有除油剂除油效率低、新药剂开发缺少理论指导等不足。采用接触角测量仪、X射线衍射仪等分析手段,研究了油基钻屑表面油类吸附机理,合成了新型“疏水疏油”氟碳除油剂,并对合成产物的分子结构进行了红外光谱和核磁共振光谱分析表征。研究结果表明,不同油类对油基钻屑润湿性影响不同,柴油更易于在黏土矿物含量低的油基钻屑表面铺展;不同油类在干净钻屑表面吸附量0.1~0.2 g/g,且2~3 h即可达吸附平衡;吸附的有机物主要为C₁₆~C₂₀正构和异构烷烃,占有机物总量的56.5%;油基钻屑经“疏水疏油”氟碳除油剂洗油处理后,含油率由处理前的7%~10%降低至0.15%~0.97%,低于现场含油钻屑除油剂SDS的 2.08%~2.79%。通过接触角测定和分子模拟等方法研究了氟碳除油剂改变油相接触角、降低油基钻屑的油水界面张力和改变其润湿性等作用机理,为油基钻屑除油剂的开发及应用提供理论支持。     

油基钻屑热解析油的异味去除实验研究

油基钻井液产生的含油钻屑大多采用热解析的方法净化处理,但这种高温热解析回收的残余油存在难闻的异味,严重影响了热解析油在油基钻井液中的回收利用效果。通常情况下,物质产生异味的主要原因是其中含有易挥发的异味组分。采用蒸馏方法测定了现场柴油基钻屑热解析油中的低沸点馏分含量,研究了酸解方法、吸附-离心方法以及蒸馏方法对热解析油的异味去除效果,同时,采用气-质联用仪测定了热解析油处理后的组分,分析了热解析油产生异味的原因。结果表明:热解析油中低于150℃的馏分含量为2.5%,这些轻质组分是其产生异味的主要原因。该热解析油经酸解或吸附-离心后,仍然存在一定量的低沸点烯烃等成分,不能去除异味。蒸馏方法能有效去除热解析油中的低沸点馏分,将收集的高沸点馏分油回收用于油基钻井液,异味去除效果明显,现场可操作性强。      

油基钻屑热解析油的异味去除实验研究

油基钻井液产生的含油钻屑大多采用热解析的方法净化处理,但这种高温热解析回收的残余油存在难闻的异味,严重影响了热解析油在油基钻井液中的回收利用效果。通常情况下,物质产生异味的主要原因是其中含有易挥发的异味组分。采用蒸馏方法测定了现场柴油基钻屑热解析油中的低沸点馏分含量,研究了酸解方法、吸附-离心方法以及蒸馏方法对热解析油的异味去除效果,同时,采用气-质联用仪测定了热解析油处理后的组分,分析了热解析油产生异味的原因。结果表明：热解析油中低于150℃的馏分含量为2.5%,这些轻质组分是其产生异味的主要原因。该热解析油经酸解或吸附-离心后,仍然存在一定量的低沸点烯烃等成分,不能去除异味。蒸馏方法能有效去除热解析油中的低沸点馏分,将收集的高沸点馏分油回收用于油基钻井液,异味去除效果明显,现场可操作性强。     

一种环保型抗高温钻井液技术

随着中国对环境保护要求力度的加大,传统的磺化类、矿物油类材料使用受限,同时勘探开发向着更深发展,完钻井深不断增加,温度越来越高,目前国内环保钻井液仅能抗温达180℃,难以满足环境敏感区域深井施工要求。因此,研制合成了新型环保抗高温增黏剂BZ-ZNJ、环保抗高温降滤失剂BZ-KGJ等处理剂材料,复配其他环保处理剂,最终形成了一种环保抗高温钻井液体系。该体系抗温达到230℃,在230℃下流变性能可控,黏度切力满足施工要求,抗盐达到饱和,抗钙达到1.5%,抗黏土侵10%,钻井液的EC₅₀大于30 000 mg/L,属于无毒,金属离子含量均低于标准值,满足环境保护要求。该体系具有较好的应用前景。      

一种环保油基钻井液体系

针对目前油基钻井液存在因所含矿物油和处理剂的生物毒性大,而被限制或禁止排放的问题,制备出生物毒性低的油基钻井液基油,合成高效低毒的一体化乳化剂和新型高凝胶改性有机土,并对钻井液处理剂及加量进行优选,最终形成了一套环保型油基钻井液体系。该钻井液体系的生物毒性LC₅₀达到15 000 mg/L以上,生物可降解性好;体系的流变性良好,破乳电压达到800 V以上,高温高压滤失量小于6 mL;钻井液体系能抗5%石膏、5%钻屑和15%盐水污染;该油基钻井液应用性良好,油水比可在60/40～90/10的范围内调节,密度可在1.25～2.0 g/cm3范围内调节,抗温可达220 ℃,高温稳定性良好。研究结果表明,环保型油基钻井液具有低毒环保、可降解等优势,抗污染、抗高温、稳定性强、可调节范围广,完全可满足较复杂地层和环境保护要求高区块对钻井液的要求。      

油砂SAGD水平井钻井液体系

针对SAGD水平井在油砂开发过程中井壁失稳、托压易黏附卡钻及沥青沾染钻具和固控设备等难题,室内通过核心处理剂的优选,研发了一套强抑制高润滑水基钻井液体系。室内性能评价表明,该钻井液抗温180℃,抗沥青20%,抗钻屑25%,岩屑滚动回收率为91.7%,润滑性能与油基钻井液基本相当。强抑制高润滑水基钻井液在麦凯河区块5对（10口） SAGD水平井施工过程中性能稳定易调整,润滑效果突出,机械钻速高,无任何复杂事故。结果表明,强抑制高润滑水基钻井液完全满足浅层油砂SAGD水平井施工工艺的技术需求,具有推广应用价值。      

pH刺激响应型抗高温可逆转乳化剂研制与评价

针对油基钻井液在应用后期存在的滤饼难以清除和含油钻屑不易处理难题,基于pH刺激响应型乳化剂对乳状液类型的智能调控机制,以1-溴代长链烷烃R和二乙醇胺为原料,通过霍夫曼烷基化反应合成了一种pH响应可逆转乳化剂RE-HT,并以其为核心研制了一种抗高温可逆乳化钻井液。红外光谱分析和乳状液酸/碱触变实验结果表明,合成产物分子结构中含有pH响应性叔胺基团,可在酸/碱刺激下于油包水型乳化剂和水包油型乳化剂之间灵活切换,性能优于其余3种pH响应可逆转乳化剂。热重分析和电稳定性测试结果显示,RE-HT在空气氛围下的初始热分解温度高达257 ℃,含5%RE-HT的基础乳状液在220 ℃高温热滚后破乳电压达1098 V,表明其具有良好的热稳定性和乳化性能。研制的可逆乳化钻井液基础性能良好,在15%饱和盐水侵和15%泥页岩钻屑侵后依然可保持良好的流变与滤失性能,破乳电压高于850 V。同时酸洗后的滤饼清除率达98.98%,岩屑含油量低于1%,EC₅₀为2.05×105 mg/L,满足钻屑排放标准,在复杂深井钻井中有较好的应用前景。      

废弃油基钻井岩屑焚烧处理基础

废弃油基钻井岩屑是钻井过程中产生的固体废物,是含有矿物油、酚类化合物及重金属的复杂多相体系,已被列入国家危险废物名录。为了给废弃油基钻井岩屑资源化利用提供依据,实验研究了废弃油基钻井岩屑的含油率、含水率、高位热值、元素含量及焚烧特性。结果表明:废弃油基钻井岩屑的含渣率为74.006%,含油率为18.71%,高位热值为8 000~9 000 J/g,可以在不需要辅助燃料的条件下稳定燃烧;废弃油基钻井岩屑的总硫含量为5.30%,可燃物组分全硫含量的平均值为1.25%,氮含量也较低,因此燃烧产生的氮氧化物及硫氧化物气体的排放量不大;氯含量为0.3467%,产生二噁英机率较小;焚烧后的灰渣中重金属含量较低,可以回填利用。      

氯化钾-黑色正电胶钻井液在G81-4井的应用

G81－4井位于冀东油田高104－5区块构造的中高部位，钻探目的是落实馆陶组9^#-11^#小层含油边界，滚动开发馆陶组8^#-11^#油层。近年来在高104－5区块所布的新井，投产后不出液，经酸化或多次酸化后方能投产。因此G81－4井优选出以保护油层为目的的氯化钾－黑色正电胶钻井液体系，并采用广谱型屏蔽暂堵技术，该体系的主要处理剂为黑色正电胶、氯化钾和广谱型屏蔽暂堵材料。现场应用表明，氯化钾－黑色正电胶钻井液具有很好的抑制性、润滑性和携岩能力，井眼质量好；起下钻和取心施工畅通无阻，电测一次成功，缩短了钻进液对油层的浸泡时间；进径规则，油层封固段平均井径扩大率为2．73％。室内评价和投产后的产量均表现出，该钻进液具有很好的油层保护效果。