页岩气油基钻井液损耗分析与回收利用

朱三腾

摘要：随着经济的发展，页岩气消耗量的增加，钻井液的产生量也在不断增加，给环境保护工作也带来了更大的压力，越来越多的研究者也正在尝试应用不同的方法处理废弃钻井液。就目前应用的废弃钻井液处理方法来看，微生物降解法没有二次污染最为环保，应用前景也较好，但最为困难的就是筛选出高效的降解菌株。但是，通过回收利用进一步发挥钻井液的作用是最好的解决措施。基于此，本文重点分析页岩气油基钻井液损耗分析与回收利用，希望可以借此给相关的研究提供一定的参考意见。

关键词：页岩气;钻井液;回收利用

钻井液在页岩气油基钻井中必不可少，但是从具体的应用来看，填充新井眼所需钻井液量与被钻屑带走的钻井液损失量共为7. 9 m3/100 m，再加上每班加入的水量，日常记录得到的损耗量10 -12 m3/100 m。然而油基钻井液缺点非常明显：成本高昂、污染环境。油基钻井液成本远高于水基钻井液，因此需要控制油基钻井液的使用量，统计好损耗量（泥浆损失量），实现降本增效。

1 回收再利用利弊识别

页岩气油基钻井液成本主要集中在造斜段双石层、水平段石盒子组和山西组钻进体系，回收再利用实践评价主要针对此阶段。

1.1 再利用钻井液特点

页岩气油基钻井液主处理剂为多元共聚物。该体系属聚合物钻井液体系，经过长时间循环剪切、井底高温作用，钻井液表现出以下特点：

①高分子量聚合物类材料经过搅拌、循环、充分水化后，和钻井液中固相颗粒吸附结合，形成胶体。由于长时间在井底高温下循环剪切，长链高分子有可能断裂，加之使用、储存时间过长，可能导致部分降解，增钻提切作用很大程度地降低。

②完钻钻井液的固相含量一般比新配制钻井液多，主要是加重材料、劣质固相，尤其低密度固相含量偏高，且经过长时间循环，亚微米颗粒多。同时大部分聚合物吸附于固相颗粒，处理好钻井液中多余固相是回收再利用的关键。

③完钻钻井液塑性黏度大、密度高，不易控制。

④长时间储存的钻井液有可能滋生细菌，导致钻井液变质、发臭、性能不可控。

1.2 施工应用可行性

自营区块区域内井位较密集，井型较统一，钻井液工艺相似度大，多井施工可衔接性大，有利于完井钻井液的就地储存、维护、倒运、再利用，而且满足应急处理现场突遇井漏、井喷等事故对钻井液的需求，大幅减少处理时间。从钻井液性能方面考虑，完钻钻井液密度不易控制、低密度固相含量偏高等是需要克服的困难，现场可进行稀释改型，而且施工密度可超过1.15 g/cm3，严格要求固控设备使用，不会因密度不易控制造成井下复杂，同时低密度固相浓度得以稀释，配合抑制性的絮凝剂可维护处理。

2 页岩气油基钻井液回收利用分析技术

2. 1 简单处理再利用法

本方法主要适用于污染程度较低，在环境中易于自然净化的常规水基钻井液。主要的处理过程为先进行简单的自然沉降或机械脱水，再进行化学处理，经检测达到要求后再利用。

2.2 MTC转化技术法

MTC转化技术是通过向废弃钻井液中加入矿渣，添加激活剂来激活矿渣中含有的固化成分，再加入其他类型的添加剂，配制成不同用途的固井液。该技术不仅可以有效地处理废弃钻井液，还能够显著降低固井施工费用，提高固井质量。由于其技术设备要求严格，施工难度大，目前我国只有少量油田使用此项技术。

2.4 闭合回路系统

使用高效的固控设备，将排放的液相回收再利用，节约了水资源;排放的固相可就地填埋，铺路等处理，资源化利用。国外曾有石油公司对其做过经济性评价，认为其在经济上是合理的。

2.5 老钻井液回用技术

将一口井的钻井液完井后转移到另一口相似井，加处理剂调整达新井要求后再使用。该方法仅需中转和简单调整，成本较低，而且还能节约资源降低污染。

2.6 固相分离技术

结合固液分离技术，将脱出的水和固相再配淡水钻井液，盐水钻井液和饱和盐水钻井液。这种再配置的钻井液与常规方法新配置的钻井液性能相近，且成本低得多。

2.7微生物降解法

微生物降解法是将微生物菌种及载体加入到钻井液中，使其降解废弃钻井液污染物。这种方法运行费用少，能耗低，操作简单且基本没有二次污染，具有很好的应用前景。该方法的关键在于找到适合的降解菌种。

2.8 废弃水基钻井液不落地回收集中处理

在上述泥浆储备站附近建立废弃泥浆处理站，井场钻井液采用不落地回收技术将钻井废浆、废水全方位收集。采用砂水分离搅拌装置将石块、岩屑和泥浆液分离。泥浆液泵入污泥搅拌罐中，通过药剂处理和多次搅拌分离出泥质和液体。分离后达标的固相可用于铺路、填坑。废水中的悬浮物利用离心分离、气浮沉淀和过滤的方式去除。最后使用反渗透系统将废水浓缩，或循环使用或蒸发结晶形成工业结晶盐。岩屑用于铺路基土材料。

参考文献

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