实施绿色钻井生产提高环境效益

2014-08-30陈付启

科技视界 2014年23期

陈付启

（黄河钻井总公司生产管理科，山东曹县 274400）

1 绿色生产的提出

绿色生产是指以节能、降耗、减污为目标，以管理和技术为手段，实施工业生产全过程污染控制，使污染物的产生量最少化的一种综合措施。国际上，工业污染控制方式在20 世纪80年代出现了重大变革，以原先西方发达国家“末端处理”式的先污染后治理方式转化为以污染防范为主的污染控制战略，到20 世纪90年代初，国际上统一称为“清洁生产”。

绿色生产与清洁生产的概念并无太大差别，清洁生产的概念较专注于生产环节，绿色生产内涵比清洁生产更广。除了清洁生产的内容，绿色生产更突出开发和生产绿色产品这一点。绿色产品有一个最基本的要求，即符合环保要求，有利于环保。绿色生产本身是一个不断完善的过程，随着技术进步和经济发展，绿色生产的内涵将不断更新进步。企业应在生产中引入绿色生产的观念，对原有的高能耗高污染的生产设备进行改造，尽量减少能源的使用，减少废弃物的排放。同时，还应考虑废弃物回收和处理的方便，制定相应措施，以减少或消除在处理废弃物时的麻烦和无意中造成的环境污染。

2 绿色钻井生产的概念

钻井作为一种特殊的产品，井位的开发既是一个产品，也是一个综合生产管理流程。绿色生产要求钻井生产要切实按照有利于环境保护的原则来组织运行。针对钻井生产实际，具体到每个生产流程、单个生产环节，须严格执行绿色生产管理模式，达到最少污染排放。同时对生产组织运行流程进一步深化、细化，依靠建立完善规章制度、提高全员环境意识和责任意识、建立有效考核机制，来构建绿色生产管理模式，实现企业效益最大化。

绿色钻井生产的概念：钻井生产组织要以节能、降耗、减排、增效为目标，通过各种有效手段对钻井生产各个环节的排污进行有效控制，降低各个生产过程中污染物的排放。在生产运行过程中，以推进绿色物流管理、推广网电钻机的应用、着力提高快速钻井技术、加强废弃钻井液的回收处置等流程改进措施，强化钻井生产全过程的精细管理，达到钻井生产各个环节中污染物的排放最少，实现环境效益、经济效益共赢。

3 传统钻井生产存在的污染

钻井生产过程中产生的污染主要有三个方面：第一是柴油消耗（燃烧）造成的空气污染；第二是井队设备运转过程中造成的噪声污染；第三是完井后废弃钻井液（也称泥浆）遗弃在井场造成的土壤污染。

能源的消耗过程也是一个污染产生和排放的过程，现今的钻井生产中，主要能源消耗是柴油，作为燃料消耗。具体到钻井生产各个工序，表现为：钻井设备搬迁车辆的柴油消耗、钻井物料供井车辆的柴油消耗、钻井过程中井队柴油机组、发电机组及其它井队设备的柴油消耗。因此，科学合理运行钻井生产、加强钻井生产流程再造，降低柴油在钻井过程中的消耗、减少空气污染，是绿色钻井生产的一个重要环节。同时，加大节能型钻井设备投资改造力度、加大清洁型能源在钻井过程中的利用、加大井场废弃钻井液环保处置力度，对于绿色钻井生产也必不可少。

传统钻井生产模式相对于绿色生产存在较多弊端，主要表现为：

3.1 钻井生产交叉层次多，车辆重复上井，柴油消耗增多，加大了空气污染

传统钻井运行模式中，钻井各专业公司独立运行本单位生产，各自单独调配生产车辆，对生产流程缺乏总体认识和总体部局。如：通常是针对同一口施工井位，钻前公司井架安装作业、钻井公司设备搬迁作业、管具公司钻具转井作业各自向运输单位要车上井，同一口井的各个钻井施工工序没有对车辆进行综合运行使用，造成车辆使用的重叠浪费。若井位在高青、昌邑、临盘等长途偏远地区，重叠上车不仅造成车辆运费上升，更加大了车辆油料消耗和路桥费用的支出。同时，因油料的多消耗，对空气的污染加大。

3.2 井位运行不合理，井型与钻机不匹配，钻井设备柴油消耗增多，加大了空气污染

由于历史因素，多年来，胜利油区井位运行形成一个惯例，各钻井公司钻井施工划分了区块，每个钻井公司固定对某个采油厂（区块）的井位单独负责，一般不进入其它钻井公司划定的范围内施工。因此，缺乏对井位与钻机一盘棋式的总体部署，钻井施工时常出现井型与钻机不匹配的矛盾——深井钻机打浅井、大马拉小车。在一定周期内，井位多时矛盾还不突出，因可选井位多，井型一般能满足各类钻机的生产需求。但井位少时，这种矛盾开始凸显。对同一口井位来说，深井钻机比浅井钻机施工，消耗油料要多，空气污染加大。如：2000 米左右的井，用50 型钻机比用32 型钻机施工约多耗柴油15 吨，按柴油5000元/吨测算，多支出7.5 万元，多向空气中排放氮氧化物411 千克、废气15.89 万标立方米、SO215 千克。

3.3 钻井设备功率偏大，油料消耗过高，加大了空气污染

目前，钻井队一般采用的动力设施主要有：3 台12V190 柴油机，功率882kW，2 台VOLVO 发电机2 台、功率400kW，均为大型耗能设备，单个井队的设备消耗柴油每近千吨，大型钻机的柴油耗量更是远远大于这个数值。2009年以前，由于钻井技术及各方面因素的制约，钻井施工中柴油机组功率的利用效率只能达到80%左右，利用偏低，也使得柴油多消耗。总公司2008年胜利油区62 台钻机柴油消耗达5.96万吨，大量柴油燃烧废气的排放，对空气污染严重。

3.4 节能型钻井设备应用少、清洁型能源利用率低

电作为一种清洁无污染型能源，现在国际、国内倡导在各行业内大力推广应用。在对电能的利用方面，钻机取用网电技术已成熟。但前几年钻机对网电的利用并不理想，多种因素制约着网电钻机的大范围推广：一是油区内电网分布不均衡，网电钻机无法大范围使用网电；二是电网质量问题导致无法使用网电；三是钻井生产不均衡，致使处于网电区域内的井位无法使用网电。

3.5 废弃钻井液没有有效回收和处置，对周边环境带来污染

多年来，由于环境意识较弱，通常情况下，完井后泥浆池内大量的废弃钻井液被直接遗弃在井场，未做任何处理。另一方面，因钻井定额投资不到位，也没有能力对废弃钻井液进行治理，导致大量的废弃钻井液滞留在井场，给周围环境带来了污染隐患。

4 发展绿色钻井生产的措施

4.1 建立绿色物流系统，降低物流污染排放

绿色物流指在物流过程中抑制物流对环境造成危害，同时实现对物流环境的净化，使物流资源得到最充分利用。表现在钻井生产中最直接的就是加大生产车辆的综合利用，减少重复上井车数、降低车辆上井里程，从而达到单井运输车辆耗油最少、降低车辆尾气排放。通过打破原来车辆调派下属专业各自运行、上井交叉车辆多、车辆资源浪费大的粗放式管理模式，对单井运输成本实行精细式管理模式。从提高生产车辆利用率、周转率入手，结合井位部署加强生产车辆综合运行、科学调配，降低上井车辆里程，降低油料消耗，提高经济效益、减少空气污染。

4.2 扩大网电钻机施工范围，加强电能利用

网电钻机在钻井生产中作为对清洁型能源—电能利用的一个有效载体，如在钻井生产过程中进一步推广使用，将会产生较大的环境效益和经济效益。通过加强网电钻机的配备、加强新井井位的科学部署、新井运行优先考虑网电钻机、打破单位和区域界限使用网电钻机、加强科技投入改善网电质量等手段，使网电钻机施工更加顺畅，在胜利油区实现大范围推广使用，有效降低钻井过程的噪声污染、空气污染。

4.3 加快快速钻进技术研发，缩短建井周期

着力研究和发展先进适用的快速钻进技术，努力攻克提速技术瓶颈，实现钻井速度大跨越；加大技术攻关力度、优选钻井参数，在适合区域推广大排量、大扭矩、大钻压“三大”技术和个性化设计PDC 钻头技术，有效提高携砂能力和钻头的破岩效率。推广应用配套成熟的钻井技术，优化施工工序、钻井液性能、技术措施和钻井参数，形成区域化钻井模式。以科技发展不断提高钻井速度，缩短建井周期，使得单井（或钻机月）耗油量有效降低，降低单井污染排放。

4.4 加大泥浆回收力度，加大废弃钻井液无害化处理技术的研究和实施

加大对泥浆回收站的投资改造力度，提高泥浆泥浆回收站的处理容量，做到完井作业后重泥浆、混油泥浆、优质泥浆全部回收转井再用，将钻井液对周边环境的污染尽可能减少。对于无法回收的废弃钻井液，加大无害化处理技术的研发力度，做好废弃钻井液无害化处理后深埋处置工作，使得废弃钻井液经过处理后对周边环境的污染降到最小。