一种钻井环保技术——岩屑回注.pdf

第 2 5卷 第 4期 2 0 0 8年 7月 钻 井 液 与 完 井 液 DRI LL I NG FL UI D COMPL ETI ON FL UI D VoI ． 2 4 NO ． 4 J u l y 2 0 0 8 文章 编 号 1 0 0 1 - 5 6 2 0 2 0 0 8 0 4 0 0 6 3 0 2 一 种钻井环保技术 戴智红 刘 自明 岩屑 回注 中海油 田服务股份有限公司 ， 北京燕郊 摘 要 中国 的环境保护政策正越来越严格 ， 中国海域 零排放 政策 即将 出台， 该政 策将对 海上钻 井活 动提 出新 的挑战 ， 因此进行 岩屑 回注作业势在 必行， 尤其 是在 渤海地 区， 岩屑 回注作 业将 是整 个钻 井作 业不 可或缺 的 一部 分。介绍 了岩屑 回注 的方 式、 回注流程以及设备工艺。 关键词 环境保 护 钻 井 废 弃物 岩屑回注 设备 中图分类号 TE 9 1 3 文献标识码 A 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 。因此世界许多海域都实行钻 井零排放政策， 例如北海地区、 泰国湾、 墨西哥湾、 俄 罗斯的远东海域等。在当地钻井区块地质条件允许 的情况 下 ， 采用 岩 屑 回 注 C u t t i n g s R e - I n j e c t i o n ， 简 称 C RI 技术处理钻井废弃物是最可行和最经济的 方式 。 进行 C R I 作业 的关键是设备 、 施工技术和风 险控 制 。 l 岩 屑 回注 方 式 C R I 技术是将钻屑研磨后处理成可以泵送的浆 体 ， 再通过回注泵注入到合适地层中。这种浆 体由 可 以水化 以及不 能水 化 的钻 屑 、 添加 剂 、 钻 井液 以及 混合流体如海水和生产水等混合而成。岩屑回注的 方式根据作业者 自身的情况以及钻井设计和地质的 实 际情 况 ， 可 以选 定环 空 回注 或 管 柱 回注 。在 作 业 中 ， 井 口的设 计 至 关 重 要 ， 它 关 系 到 回注 方 式 的 选 择 、 回注过 程 中的风 险控 制和 成本控 制 。 2 岩 屑 回 注 流程 较好 的岩 屑 回注 系 统 的 处 理 能 力 能 够 达 到 2 5 t ／ h和 4 7 ． 7 n l 。 ／ h 。岩屑 回注硬件 系统一般有 4个 主要部分 岩屑传输 系统 、 浆体处理单元 、 回注浆罐 单元 、 回注泵单元 。岩屑传输系统收集钻屑和其它 的废弃物并把它们转移到浆体处理单元 ， 浆体处理 单元通过特殊的研磨泵把钻屑、 水等处理成黏稠 的 浆体 ， 这些浆体会被储藏在回注浆罐单元中， 或者直 接传送到 回注泵单元 中， 并在预定的速率和压力下 被回注到合适的注入地层中。 3 岩 屑 回注设 备 工 艺 3 ． 1 岩屑传输系统 钻屑通过固控 系统进行收集并通过传输系统运 送到浆体处理单元。其它 的钻井废弃物， 如过量的 钻井液 、 雨水也有可 能被 收集并被运送。传输系统 有螺杆泵传输器， 也有真空传输系统、 文秋里传输系 统 以及重 力排放 槽 等多种 。根 据不 同项 目的实 际需 要 ， 可以选用不 同的传输系统或者综合选用。所有 的传输系统都要满足防止流体 飞溅 的功能 ， 并且要 安全， 可靠 ， 易于操作。 3 ． 2 浆体处理单元 浆体处理单元在设计时需要考虑到满负荷作业 条件下 1 0 0 的富余量。通过该 单元， 钻屑和水混 合并通过特殊的研磨泵被处理成预定颗粒尺寸分布 的黏稠浆体 。该单元有 4个组件 浆体处理罐 、 研磨 系统、 分类筛、 工艺控制部分。浆体处理罐包含折流 板和机械搅拌器， 其设计要保证产生尽可能少的沉 淀并提供各 向均质的浆体 。研磨系统包含 4个离心 泵， 每 2台离心泵同 1个浆体处理罐配合使用 。每 个离心泵都有 1 个改 良的叶轮， 这个叶轮有合适的 尺寸， 以便于同理想 的流体特性和固相分解相匹配。 叶轮的叶片很硬 ， 表面 由碳化钨做成 ， 便于延长其使 第一作者简介 戴智红 ， 工程师， 1 9 7 7午 生， 1 9 9 9午毕业于石油大 学 华东 ， 现在 中海油 田服务股份有 限公 司油 田化学事 业部 工作 。地址 北京 2 5 5信箱 中海油 田服务股份有 限公 司油田化学事业部； 邮政编码 1 0 1 1 4 9 ； 电话 0 1 0 8 4 5 2 3 2 8 0 。 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 6 4 钻 井 液 与 完 井 滚 2 0 0 8年 7月 用寿命， 并提高其对 带有耐磨性的坚硬底层 固相 的 研磨 性能 。离心 泵需 要 机 械 密 封 ， 以防 止 流体 飞溅 或 者泄漏 。 与浆体 处理 罐连 接 的吸入 管线 在任 何时候 需 要 进行正压吸入， 所有的吸入管线都具备 回扫功能以 清除管线堵塞。振动分类筛和合适的筛布 孑 L 径为 0 ． 0 7 6 ～O ． 3 5 5 ram 用 于控 制 浆 体 固相 颗 粒 的 粒 径 分布 。如果 需要 ， 浆 体 可 以被 重新 循 环 并 被 重 新 处 理 ， 以获得 满 意的均 质性 和合 适 的粒径 尺寸 分布 。 3 ． 3 回注浆罐单元 回注浆罐单元实际是带有泵及其它设备 的储存 罐。该设备在现场是可选 用的， 但是是必备的。处 理好的浆体可以输送到储存罐， 当浆体的量足够时 ， 就可以泵到回注泵回注； 当回注泵的速率合适时， 也 可以将处理好的浆体直接泵送到回注泵进行回注。 笞 茸 葛 乏 上接第 6 2页 3 ． 4 回注泵单元 回注泵单元包含一个正替 回注泵和牵引车。浆 体 以预定 的 速率 和压 力泵 入到选 定 的地 层 中 。回注 泵在压力为 1 3 ， 8 MP a时具有 2 2 0 ． 5 k W 的功率 ， 最 大 的泵 入压 力可 达 3 4 ． 4 8 MP a 。从 安 全 考 虑 ， 在 回 注泵和井口之间都安装 了 3 4 ． 5 MP a的压力表以及 泄 压 阀 。回注泵 可 以用 电驱动 ， 也 可 以用柴 油驱 动 ， 并 且需 要有 备用 的 。 4 结 束 语 目前 中国的环境保护政策正越来越严格 ， 中国 海 域零 排放 政 策 即将 出 台 ， 该 政 策 将 对 海 上钻 井 活 动提 出新 的挑 战 ， 因此 进 行 C RI 作 业 也 势 在 必 行 。 C RI 技术对服务商也提出了很大的挑战。 收 稿 日期 2 0 0 7 1 2 - 2 0； HGF 0 8 0 4 W4； 编 辑 汪 桂 娟 套 管压力 很快升 到 5 MP a并逐 渐 升到 6 ． 7 3 MP a ， 立 管压 力 为 5 MP a 并 逐渐 升 到 6 ． 0 MP a ， 后 用 压井 液压井 。同时 因使用 水包 油 中空 玻璃 微 珠钻 井 液提 高 了机械 钻速 ， 在 3 5 4 7 ～3 6 7 0 1T I 井段 ， 纯钻 进 4 O ． 7 h ，机械钻 速 达到 3 ． 0 2 m／ h 。该 井成 功地 实施 了欠 平衡钻 井 ， 取得 了预 期 的效 果 。 5 结论 与 建议 1 ． 中空玻璃微珠的加入能有效地降低水包油无 固相 钻井 液 的密 度 ， 水 包 油 中空玻 璃 微 珠钻 井 液 欠 平衡 钻井 在沈 2 8 9井 中应 用 获 得 了成 功 ， 该 井 三 开 始终 处 于欠平 衡 状 态 ， 实 际施 工 中一 直处 于点 火 燃 烧状态 ， 取得较理想 的效 果， 发 现了 良好 的油气显 示 。 2 ． 水 包油 中空 玻璃 微珠低 密 度钻 井 液体 系实施 欠平 衡钻 井 只适 用 于 井壁 较 稳 定 的地 层 ， 如古 潜 山 地层 、 块状砂岩油气藏和比较坚硬的中生代 、 古生代 地层 。 3 ．中空玻 璃 微 珠 随 着 水 眼喷 射 剪 切 和钻 具 的 a ； 髫 等 苫 ； ； { 苔 研磨会发生破碎 ， 使钻井液密度逐步上升是今后解 决 的重要技 术 问题 。 4 ． 合理使用离心机是保持钻井液低 密度的有效 手段 。 5 ． 水 包油 中空 玻璃 微珠 低 密度 钻 井 液欠 平衡 钻 井技术有效地提高 了古潜山地层的钻井速度， 平均 机械 钻速 有 了很大 的提 高 。 参 考 文 献 [ 1 ] 窦红梅 ， 雷建平 ， 黄名 召． 保护低 压 油气藏 的钻 井液技 术研究． 钻井液与完井液 ， 2 0 0 4 ， 2 1 2 1 8 ～ 2 2 E 2 3 鄢捷 年． 钻井液工艺学． 石油大学 出版社 ， 2 0 0 1 ， 5 E 3 ] 孙富全 ， 侯薇 ， 靳 建洲． 超 低密 度水 泥浆体 系设 计 和研 究． 钻井液与完井液 ， 2 0 0 7 ， 2 4 3 3 1 3 4 E 4 ] 张雪娜 ， 康 万利 ， 何福 义． 中空 玻璃 微珠低 密 度钻井 液 性 能探讨 ．钻井液与完 井液 ， 2 0 0 7 ， 2 4 6 7 5 7 7 E 5 ] 叶艳 ， 鄢捷年． 高强度空心玻璃微 珠低密 度水基钻 井液 室内研究 应用． 石油钻采技术 ， 2 0 0 6 3 4 1 4 4 收稿 日期 2 0 0 8 0 3 0 7 ； HGF --0 8 0 4 N3 ； 编 辑 王小娜 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m