水基钻屑絮凝压滤一体机的研制与应用

为解决钻井过程产生的钻井液及岩屑影响海洋环境的问题,降低限制排放区废弃物回收处置成本,达到固液分离以及钻屑过程减量的目的,研制了水基钻屑絮凝压滤一体机。该设备将絮凝罐与压滤机合二为一,能够减少50%以上的占地面积;同时进行了絮凝剂的优选和滤液回用评价,研究了适用于渤海海上平台钻屑和废钻井液现场减量化处置的新工艺。采用"环保体系+平台减量+EPS工作船"模式在秦皇岛33-1南油田进行了首次应用,将絮凝压滤一体机与EPS工作船对平台减量效果进行分析对比发现,絮凝压滤一体机占主导地位,岩屑减量与固体废弃物减量分别占89. 98%和90. 14%,使得絮凝压滤一体机替代EPS环保船成为可能。研究内容与结果对后续类似井的钻井作业具有一定的借鉴作用。     

含油岩屑深度固控技术在东海的应用

为解决东海在钻井作业过程中油基钻井液含油岩屑的处理问题,研究形成了海上含油岩屑深度固控技术。本文介绍了该技术的工作原理、主要设备及工艺流程,与传统处理含油岩屑的方式进行了对比。以N1井为例,分析总结了该技术在东海现场的应用情况,在应用过程中未发生任何性质油基钻井液及含油废料污染问题,处理后的岩屑含油量满足国家海洋法对钻井废弃物排放含油量的排放标准,实现了含油岩屑的全部达标排放。     

废弃钻井液膜滤技术的研究及应用前景

环境友好钻井（EFD）程序正在重新审视废弃物的处理和重复利用,尤其是地层水和废弃水基钻井液的重复利用。所开发的方案能够减少钻井作业所需钻井液池的容积,通过从废弃钻井液中分离水可以大大减少废弃钻井液数量,而且有利于重复利用钻井作业中的分离水并浓缩悬浮固相。目前EFD正在研究用膜滤技术来减少废弃钻井液的数量并从中分离水,用各种类型和结构的膜滤系统处理现场废弃钻井液,开发新技术解决污垢对膜所造成的影响。研究了膜滤系统从废弃钻井液中有效清除悬浮固相、降低废弃物含量的能力,处理后的废弃物可用于钻井作业或进行下一步处理。目标是开发一种由合适的膜滤系统制造的可移动处理装置,该装置可安装在井场,用于处理废弃钻井液并回收水。对油田废弃水基钻井液的各种膜滤处理技术进行了实验研究,并将其与现场配套技术相结合,开发了一种费用合理的膜滤系统。介绍了如何应用膜滤系统过滤现场和室内水基钻井液中的固相,着重研究了膜滤系统与水基钻井液的兼容性。考虑到日益严格的法规及环境要求,石油与天然气工业将致力于减少各种作业对环境的影响,优化资源的使用。这种处理方法具有双重优势：一是通过回收使水资源得到优化使用;二是通过节省大量的废弃物处理、运输和淡水费用,以合理的支出减少钻井作业对环境的影响。     

钻井固控环保一体化装备的研制与应用

针对水基钻井废弃物总量大及回收利用率低等问题,结合渤海湾油田现场实际情况,将钻井废弃物不落地随钻处理与固控系统进行一体化设计,形成模块化、橇装固控环保一体化装备。简述了该一体化装备的总体布局、处理流程以及主要设备配置情况,详细介绍了其在冀中油田的4次现场试验情况。试验结果证明:"振动筛+离心机"两级净化流程有效降低了钻井成本,岩屑甩干机和干燥筛可对岩屑脱干并实现钻井液不落地,"絮凝脱水+离心机"能对废弃钻井液进行有效固液分离。最后针对现场应用中存在的问题,提出了解决方法和建议。     

渤海油田钻井废弃物源头减量及资源化利用研究

渤海油田钻井过程中会产生大量的钻井废弃物,主要包括废弃钻井岩屑和废弃钻井液。随着油田开发井的增加,环境隐患、运输和处理处置成本不断增加。开展了源头减量和资源化利用的实验研究,采用负压微振过滤系统对海洋油田固控系统中的振动筛筛上物进行源头减量,采用“破胶-离心分离-臭氧气浮分离-陶瓷膜分离”工艺处理废弃钻井液,处理后的钻井液可回用配制新的钻井液。结果表明,入口岩屑含液率在100%以上,转速在24 r/min以内,滤布目数低于API160时,废弃钻井岩屑有很好的脱水效果,出口的岩屑含液率为21%~22%,回用配制新钻井液的净水中油的质量浓度在10 mg/L以下。     

海上钻井废弃物集中处置技术及工程化应用分析

为保护海洋环境,海上钻井废弃物的集中处置尤为关键。本文首先介绍了海上钻井废弃物的来源及危害,分析了其集中贮存的特点,并详细探讨了水基和油基钻井废弃物处置的基本流程,最后还针对废弃物集中处置难点提出了解决措施,旨在提高海上钻井废弃物集中处置效果。     

胜利油田钻井环保技术进展及发展方向

为了解决胜利油田钻井过程中废弃物总量大、存在环境污染风险等问题,研究开发了抗高温环保钻井液,形成了钻井液随钻治理一体化、废弃钻井液资源化利用和废弃钻屑无害化处理等一系列钻井环保技术。该环保技术在胜利油田及其他油气田的钻井现场进行了集成应用,解决了钻井液环保性与功能性之间的矛盾,显著降低了钻井废弃物的总量与污染风险,初步实现了对钻井废弃物“源头设计,过程控制,末端治理”的目标。研究认为,胜利油田钻井环保技术是在钻井作业“绿色”、高效实施与可持续发展方面探索取得的初步成果,具有现实意义。结合目前环保技术发展所面临的实际问题,指出了胜利油田钻井环保技术应在废弃物前期处理随钻化、经济化,配套设备小型化、智能化,以及末端产物资源化等3个方面开展攻关研究。      

可实现废弃水基钻井液再生利用的电化学吸附法

现有的固、液分离技术及设备均难以去除钻井液中粒径小于等于10μm的有害固相及超细微颗粒,钻井现场多采用无害化处理后填埋的方式处置,不仅资源化利用率偏低,还存在着二次污染的风险。为此,提出了采用电化学吸附法对废弃水基钻井液进行再生处理的技术思路:首先通过室内实验,在电吸附电极上施加电压,研究电压、吸附时间、膨润土浓度、极板间距及无机盐浓度对电吸附效果的影响;然后分别考察了4种常用无机盐(NaCl、KCl、CaCl_2、Na_2CO_3)在不同浓度下的电吸附极板对模拟钻井液中固相颗粒的吸附能力;最后在确定最佳电吸附条件的基础上,以国内某油田废弃聚磺钻井液为样品,验证其处理效果。结果表明:(1)电化学吸附法通过吸附去除水基钻井液中的劣质固相,实现了废弃水基钻井液的再生,提高了钻井废弃物的资源化利用率,同时也降低了后期钻井废弃物的处理量及成本;(2)含5%膨润土、2 g/LNaCl的模拟废弃钻井液最佳电吸附条件为吸附电压36 V、吸附时间5 min、极板间距5 cm;(3)上述样品经电化学吸附法处理后,1~10μm粒径劣质固相的去除率超过90%,表明该方法对于去除废弃聚磺钻井液中的劣质固相具有明显的效果。     

中国钻井现场污水及废弃钻井液脱水处理装置

为适应钻井作业施工满足环境保护的要求,介绍了目前中国油田对钻井作业现场污水和废弃钻井液脱水处理的方法及配套装置,展现了目前中国废弃物处理装置研发的最新动向.中国的脱水装置(板框压滤机、带式压滤机、卧式螺旋离心机)虽然已有改进,但在处理规模、处理效率、能源消耗等方面仍需提高改进,今后可以从解决降低废弃钻井液含水总量的方法上开拓思路,探讨出治理钻井废弃液的更好方案.     

浅谈环保零排放技术在渤海某油田的应用

在海上钻井活动中,产生了如钻井液、钻屑、废水等钻井废弃物,如果将这些废弃物直接排入海中,将直接影响海洋生态,如何实现钻井废弃物零排放或者使排放物满足行业和国家环保要求已成为海洋钻井行业需要共同面对的问题。近年,渤海某油田为落实新环境保护法及环评批复的要求,对海上钻井生产产生的岩屑和使用的钻井液进行全部回收,实现了全过程闭环式管理,绿色发展能力进一步增强。     

钻井液废弃物无害化处理的新技术研发

首先对水基钻井液废弃物,油基钻井液含油钻屑内在污染机理进行了研究,在此基础上,一是研发出水基钻井液废弃物用高效破胶剂、高效固化剂,形成了水基钻井液废弃物无害化处理的新型工艺技术;二是以物理、化学及微生物等技术集成形成了油基钻井液含油钻屑处理新工艺新技术。这两套工艺技术操作简单、处理效果好、投资小、可靠性好,具有很好的社会效益和经济效益。     

岩屑处理装置在DSJ300-1海洋钻井平台上的应用

采用油基钻井液钻井产生的岩屑不但会造成钻井液的损失,而且随着井深的加大,大量岩屑若不加处理而直接排放,会破坏海洋生态环境,若直接收集又会给平台的岩屑清理造成很大的工作量。针对该问题,DSJ300-1海洋钻井平台采用了一套岩屑处理装置来处理钻井岩屑。该装置主要由岩屑甩干机、螺旋输送机、钻井液驳运泵、液体收集罐和液位自控控制装置等组成,它与振动筛、一体机、离心机等其他钻井液净化设备相比较,能减小岩屑的含油质量分数约10%,使其不大于5%。该装置具有液位自控控制功能,能有效减少现场操作人员的工作量,延长钻井液驳运泵的使用寿命。     

2004年国外钻井液技术的新进展(Ⅱ)

2004年,国外出现的钻井液新技术还包括防漏堵漏技术、井壁稳定技术和环境保护方面的技术.防漏堵漏技术有:Matador公司的采用油管摘脱技术与特殊的打水泥塞技术相结合的方式处理井漏失的新技术、BJ服务公司的采用交联水泥处理漏失、哈里伯顿的控制井漏的井眼压力安全壳、斯伦贝谢公司与CPI钻井队合作而开发出的用纤维水泥浆堵漏以及含防漏材料的预处理钻井液.介绍了各种新技术的特点、作用机理和现场应用情况.在井壁稳定技术中,介绍了澳大利亚的CSIRO石油公司开发的力学-热学-化学耦合的井眼稳定性模式、Solvang/Statoil公司提出的确保井眼清洁和井壁稳定的水基钻井液设计准则.环境保护技术回顾了钻屑排放问题解决的历程,介绍了符合OSPAR排放标准的海上钻屑粉碎技术;Statoil ASA公司开发出的水基钻井液的再利用也是北海地区环境保护和降低钻井成本工作的有效方法.     

废水基钻井液中固相颗粒电吸附选择性实验

废水基钻井液是油气勘探开发主要废物之一,提高再生回用率是钻井弃物处理技术的迫切需要。为了给废钻井液电吸附再生回用工艺技术开发和实验装置升级改造提供可靠依据,利用自制的废水基钻井液动态电吸附实验装置,开展了动态模拟电吸附对废钻井液中固相颗粒选择性去除实验研究,考察了对废钻井液中钻屑颗粒的电吸附效果,并评估了装置的运行稳定性和适用性。研究表明,电化学吸附对膨润土钻井液中的钻屑颗粒具有选择性吸附作用,尤其是对低于30 μm颗粒吸附效果显著,且对膨润土钻井液的流变性、膨润土当量等指标影响不大,有效剔除钻井液中的劣质固相的同时保持了膨润土钻井液的稳定性,提高了钻井液回用性能指标,表明电化学吸附工艺是提高水基钻井废物循环利用和资源化利用率的有效途径。     

海上钻井油基钻屑清洗室内分析

使用油基钻井液进行钻井作业时,产生的油基钻屑含有基础油、钻井液处理剂等污染物,若其直接排放,会严重危害环境,也会造成大量油类资源的浪费。为此,使用表面活性剂水洗法处理海上钻井平台产生的油基钻屑,利用人工海水配制清洗液,得到清洗液配方为:0.7 %脂肪醇聚氧乙烯醚类非离子活性剂AEO-5+0.3%阴离子活性剂SDBS+0.15% Na₅P₃O₁₀。通过室内清洗实验,探究了钻井液处理剂和钻屑矿物种类对残油率的影响。结果表明,钻井液处理剂会增大油相去除难度;钻屑矿物种类中,高岭石相比于云母石、长石、石英石清洗难度增加。最后确定最佳清洗工艺条件为:搅拌速率为500 r/min,固液比为1 ∶ 4,清洗时间为15 min,清洗温度为25 ℃。清洗结束后,钻屑残油率可降至1%以下,达到海上《海洋石油勘探开发排放限值》油基钻屑排放标准。      

油基钻屑常温清洗—微生物联合处理技术

油基钻井液因具有抑制性强、润滑性好、抗高温、抗污染、安全和钻速快等优点而被广泛应用在对非常规油气资源的勘探开发工作中,而其钻屑矿物油含量高、乳化严重、不易回收等缺点也成为环保治理的难点。为此,针对不同类型油基钻屑的物性特点,将高效清洗剂破乳清洗处理、油—水—固三相分离和石油微生物消除等3种工艺有机集成,试制出一套油基钻屑现场处理装置,形成了油基钻屑常温清洗—微生物联合处理技术。经过对4口井的油基钻屑进行放大试验,结果表明:油相回收率超过85%,清洗后废渣总石油烃含量小于2%,再经生物深度处理30天后,废渣中总石油烃含量降至0.3%以下,均达到相关标准的要求。结论认为:该联合处理技术实现了油相的回收再利用以及废渣的无害化处理,不仅有效解决了油基钻屑环保治理难题,而且还节约了钻井工程综合成本,具有良好的推广应用前景。     

油基钻井液及其废弃物除油处理技术在东海探井中的应用

近几年，为解决大斜度定向井和大位移井钻井中所面临的井眼清洁困难、摩阻扭矩大、井壁不稳定等诸多难题，东海油气田的开发井开始采用油基钻井液体系，取得了良好的使用效果。油基钻井液相比于水基钻井液，抑制性更强，润滑性更好，有利于保持井壁稳定，从而降低钻具遇阻、遇卡事件的发生频率。该文首先对油基钻井液在东海油气田已钻开发井的使用情况进行分析研究，之后对油基钻井液在东海探井中的适用性与其废弃物除油处理方法的可行性进行理论研究，将在开发井中应用的油基钻井液使用工艺、方法扩展至东海的探井中加以应用。现场应用结果表明，该套工艺、方法切实可行，满足海上环保要求，保障了油基钻井液的成功使用，有利于实现东海探井安全高效钻进目标。     

含油钻屑萃取处理技术在东海的应用

油基钻井液具有抑制性强、润滑性好、对油气层损害程度小等特点,有效地解决了东海油气田储层保护要求高、井壁稳定性差以及复杂断块油气田钻井难度大等问题,但这也不可避免地产生了大量含油钻屑,因而显现出较高的环境污染风险或者要承受高昂的防污染成本。该文首先介绍了含油钻屑萃取处理技术的工作原理、设备组成以及工艺流程,再以A井为例分析总结了该项技术在东海的应用情况。现场应用结果表明,该项技术可采用高效溶剂脱除含油钻屑中的油组分,满足海上环保排放要求,大幅降低了环境污染风险和防污染成本。     

涪陵页岩气田平桥南区块钻井岩屑综合利用技术

涪陵页岩气田平桥南区块页岩气产能建设过程中产生的钻井岩屑,采用常规方法处理时存在处理费用高、占地面积大和危害环境等问题,为此探索研究了页岩气井钻井岩屑综合利用技术。分析了钻井岩屑的主要危害和目前常用岩屑处理技术的不足,结合现场实际情况提出了水基岩屑随钻固化制砖和水泥窑协同处置油基岩屑等关键技术,形成了涪陵页岩气田平桥南区块钻井岩屑综合利用技术。该技术在JY205-1HF井、JY199-4HF井和JY199-5HF井进行了现场试验,结果表明,采用该技术处理页岩气井钻井岩屑成本低,且清洁、环保,经济效益好。研究认为,该技术可有效解决常规钻井岩屑处理技术经济投入高、环保压力大等问题,为资源化利用钻井岩屑、绿色开发页岩气田开辟了新途径,具有良好的应用前景。