废弃钻井液无害化处理技术在岐139×1井的应用

陈明明，张 琦，杨 灿，肖仰德，方 琼，魏长亮

（中国石油集团渤海钻探第一钻井公司，天津 300280）

废弃钻井液无害化处理技术在岐139×1井的应用

陈明明，张 琦，杨 灿，肖仰德，方 琼，魏长亮

（中国石油集团渤海钻探第一钻井公司，天津 300280）

岐139×1井位于河北省黄骅市，为大港油田公司的重点预探井，属于环境敏感地区，而废弃钻井液组成复杂，有机物、油类超标，必须对该井的废弃物进行无害化处理。本文首先介绍了破胶絮凝、固液分离和固相修复等无害化处理技术，然后分析了该技术在岐139×1井的成功应用。结果表明，分离出的清水可以返井再次参与循环，固相修复物可以用于铺垫新井场，实现了钻井废弃物的再利用，消除了环保隐患。

废弃钻井液；无害化处理技术；现场应用；再利用

油气钻探中，废弃钻井液组成复杂，有机物、油类超标，不能将废钻井液露天存放在现场或掩埋。如果对钻井废弃物进行固液分离，废水废固相进行无害化处理，不但能够满足环境保护的要求，处理后的废水废固相还能重复利用[1-2]。基于以上优点，岐139×1井成功应用无害化处理技术，彻底解决了钻井废弃物给环境带来的污染，实现了水资源的重复再利用，节约了钻井成本。

1 无害化处理技术

1.1 破胶脱稳原理

在废浆中加入一定量的破胶剂和絮凝剂进行分离处理。破胶剂加入废弃钻井液后，其电离出的阳离子中和了颗粒表面的负电荷，降低Zeta电位，减少颗粒间的斥力，使其稳定性大大减弱。同时，破胶剂中的阳离子可被高分子材料的阴离子基团吸附，降低高分子链内的斥力，使高分子链发生卷曲，将脱稳的粘土颗粒包裹并从钻井液中分离出来，最后随着絮凝剂的加入，通过桥连方式将更多的细小颗粒固定在一起，使其与固相物质一同分离出来。

1.2 固相修复原理

根据钻井废弃物中主要污染物的化学特性，依次加入破胶剂、固定剂和修复剂进行修复处理。初期加入破胶剂能够破坏废弃固相胶体的稳定性、絮凝一些高分子的污染物。固定剂主要通过物理化学吸附方式固定污染物，使污染物的水溶性大幅降低；修复剂则是利用其包被絮凝作用，进一步吸附废固相中的有机物和油类物质，从而抑制有害物质的释放。

2 无害化处理技术现场应用

2.1 实验井概况

岐139×1井位于河北省黄骅市，四周皆为农田，环境敏感，需对该井的废弃物进行无害化处理。

2.2 无害化处理工艺

钻井废弃物的无害化处理工艺流程如图1所示。

图1 无害化处理工艺技术流程图

由图1可知，进入岩屑收集槽的废弃钻井液首先进行破胶处理，固液分离后达标的返井使用，不达标的进行深度处理，直至指标合格为止。产生的废固相进行固相修复，修复物经检测达标后用于铺垫新井场。

2.3 施工过程

2.3.1 液相处理与固相修复

将废钻井液打入缓冲罐，按比例与絮凝剂BZCAF、助凝剂BZ-AAF混凝反应后，经过高速离心机，进行固液分离，如果产出的清水符合配浆水质要求，可返井使用。将岩屑放入修复槽中，按比例先加入破胶剂BZ-MGB进行初步搅拌处理，然后依次加入固定剂BZACG、修复剂BZ-MRA，进行混拌修复，经检测其固相浸出液各项指标合格后，将固相修复物装车运走。

2.3.3 固井阶段处理

提前将缓冲罐中的钻井液处理干净，固井前和固井人员及井队技术员做好沟通，掌握固井阶段打入前置液及水钻井液的体积，确保缓冲罐体积够用。得到的水钻井液和钻井液分别单独存放，做好防污染工作，水钻井液直接拉走。得到的混浆，经过除钙处理后，再通过高速离心机与絮凝剂BZ-CAF、助凝剂BZ-AAF进行破胶脱稳、固液分离，得到的清水经处理后返井使用，固相按要求修复。

3 应用效果

3.1 处理量

由表1可以看出，该设备在现场提供了全井的无害化处理技术服务，生产连续性强，无耽误井队时效情况发生；在三个开次中，现场共处理废钻井液1 380 m3，废固相1 147 m3，产生清水411 m3。

表1 全井无害化处理量统计

由于一、二开期间所钻底层成岩性差、泥质含量高、造浆严重，加之机械钻速快，钻井过程中需对部分钻井液进行替换，所以二开处理量略大。三开井段地层坚硬、成岩性好，机械钻速慢，钻进期间产生的废浆较少，完井阶段清罐产生的废浆为三开阶段的主要工作任务。

3.2 指标检测

经专业部门检测，产生清水完全符合钻井配浆水质要求，全部返井使用。由表2可以看出，固相浸出液指全部达标，完全可以达标外运，用于铺垫新井场。

表2 完井阶段清水水质分析

由表2数据可知，经过无害化处理后，各项指标均可达到排放标准。

4 结论

现场共处理废钻井液1 380 m3，废固相1 147 m3，产生清水411 m3，设备处理能力完全满足现场需求。分离出的清水可以返井再次参与循环，固相修复物可以用于铺垫新井场，实现了钻井废弃物的再利用，消除了环保隐患。

1 位 华，马 金，何焕杰，等.固结-氧化复合固化法处理酸性气田钻井液废液[J].石油与天然气化工，2011，40（5）：518-521.

2 张爱顺.废弃聚合物钻井液无害化处理技术实验研究[J].油气田环境保护，2014，24（3）：17-21.

Harmless Treatment Technology of Waste Drilling Fluid in Qi 139×1 Well Test

Chen Mingming, Zhang Qi, Yang Can, Xiao Yangde, Fang Qiong, Wei Changliang
（No.1 Drilling Engineering Company, BHDC, CNPC, Tianjin 300280, China）

Qi 139×1 is located in Huanghua City, Hebei Province , it is the Dagang Oilfield Company's key preexploration wells, which belongs to environmentally sensitive areas, and waste drilling fluid composition of complex, organic matter, oil exceeded, the mine must be harmless treatment of waste The In this paper, we first introduce the harmless treatment technology, such as broken gel flocculation, solid-liquid separation and solid-phase repair, and then analyzed the successful application of this technology in Qi 139 × 1 well. The results show that the separated water can be re-involved in the cycle, solid phase prosthesis can be used to pave the new well site, to achieve the reuse of drilling waste, eliminating environmental risks.

abandoned drilling fluid, harmless treatment technology, field application, reuse

TE254

A

1008-9500(2017)09-0050-02

2017-07-03

陈明明（1983-），男，辽宁调兵山人，中级工程师，研究方向：石油钻探。