环保型钻井液体系.pdf

2 0 1 1 年 6月 石油勘探与开发 PETR0LEUM EXPLORAT1 0N AND DEVEL0PM ENT Vl0l - 3 8 NO． 3 36 9 文章编号1 0 0 0 - 0 7 4 7 2 0 1 1 0 3 ． 0 3 6 9 ． 1 0 环保型钻井液体系 谢水祥 ，蒋官澄 ，陈勉 ，邓皓 2 刘光全 2 ，许毓 2 ，王建华 ，邱康 1 ．中国石油大学 北京 石油工程教育部重点实验室；2 ．中国石油集团安全环保技术研究院 3 ．中国石油集团钻井工程技术研究院1 基金项目 “ 十一五”国家科技支撑课题 2 0 0 8 B A C 4 3 B 0 2 ；国家杰出青年科学基金项目 5 0 9 2 5 4 1 4 摘要在大量室内 研究基础上，研发 了 环保型钻井液体系，其基础配方为4 ％膨润土浆 0 ． 3 ％ I N D ． 3 0 1 ． 5 ％ N A T - 2 0 3 ％ F X J S 2 ％ N F T - 2 5 。该钻井液体 系采用环保添加剂 配制，抗温能力强，达 1 5 0 ℃；抗污染性 能佳 ，抗盐量可达 3 0 ％，抗土侵量达 8 ％；油层保护效果好 ，渗透率恢复率在 8 1 ． 5 ％以上；环保性能理想，废弃钻井液抛洒后，地表层 O ～2 0 c m厚度土壤的环境质量指标均保持在中国土壤环境质量标准二级水平 以上，同时使 沙地土壤的水分含量和肥 力水平大大提高。该环保型钻井液体系 已先后在塔里木、克拉玛依和江苏油 田的 1 5口井中获得成功应用，环保与油 层保护效果理想。抛洒过废弃钻 井液的井区周 围土壤的有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量明显提高。与常规钻 井液相 比，使用环保型钻井液体系单井平均可节约综合成本 4 0 ． 8 7 x 1 0 元，1 5口井总计可节约综合成本 6 1 3 0 5 1 0 元。图 5表 1 8参 2 7 关键词环保型钻井液体系；生物降解；抗温性能；油层保护效果；环保性能 中图分类号T E 2 5 4 文献标识码A An e n v i r o nm e n t f r i e n d l y d r i l l i ng f l u i d s y s t e m Xi e S h u i x i a n g ， J i a n g G u a n c h e n g ， C h e n Mi a n ， De n g H a o ， L i u G u a n g q u a n ， X u Y u ， Wa n g J i a n h u a ， Q i u Ka n g 1 ． MO EKe yL a b o r a t o r yo f P e t r o l e u mE n g i n e e r i n g ， C h i n aU n i v e r s i tyo f P e t r o l e u m ， B e ij i n g1 0 2 2 4 9 ， C h i n a ； 2 ． C N P CR e s e a r c h I n s t i t u t e o f S a f e ty＆E n v i r o n m e n t T e c h n o l o g y ， B e y i n g 1 0 0 0 8 5 ， C h i n a ； 3 ． C N P CDr i l l i n gR e s e a rch I n s t i tut e ， B e ij i n g 1 0 0 1 9 5 ， C h i n a Abs t r ac t Ba s e d o n nu me r o u s l a bo r a t o r y s t u d i e s ． a l l e n v i r o nme n t f r i e n dly d r i l l i n g flu i d s y s t e m i S d e ve l o p e d ． Th e f or mu l a i S 4％ b e n t o ni t e 0 ． 3 ％I ND- 3 01 ． 5 ％NAT - 2 03 ％FXJ S2 ％NF T- 25 ． Bya d o p t i n ge nv i r o n me n tf r i e n d l ya d dit i v e s ， t h e s y s t e m h a sg 0 o dt e mpe r a t ur e r e s i s t a n c e u p t o 1 5 O℃1 a n d e x c e l l e n t c o n t a mi n a t i o n r e s i s t a n c e 3 0 ％ s a t u r a t e d s a l t t o l e r a n c e a n d 8 ％ b e n t o n i t e t o l e r a n c e ． I t c a n a l s o e ff e c t i v e l y pr o t e c t r e s e r v o i r a nd a c hi e v e mo r e t h an 8 1 ．5％ of p e rm e a b i l i t y r e c o ve ry．W h e n s p r e a d i n g on l a nd s u r f a c e wi t h t h i c k ne s s o f 0 - 2 0 c m．a l l the i n de xe s of the s o i l e n v i r on me n t a l q u a l i t y a r e a bo ve the s e c o n d d e g r e e of t he n a t i o n a l s t a nd a r d ．Me a n wh i l e ．i t c a n i mp r ov e t he wa t e r c o n t e n t a n d f e r t i l i ty o f s and y l a n d ． An d t h i s d r i l l i n g fl u i d s y s t e m wa s s u c c e s s f u l l y u s e d i n 1 5 we l l s o f t h e T a r i m Oi l fi e l d ， Ka r a ma y Oi l fie l d a n d J i an g s u Oi l fie l d an d g o t s a tis f a c t o ry r e s u l t s i n e nv i r o n men tal p r o t e c t i o n a nd r e s e r v o i r p r ot e c t i o n ． Afte r thi s e n vi r o n ment f r i e n d l y d r i l l i n g flu i d i s a b a n d on e d ，t h e c o n t e n t s of o r g an i c ma t t e r ,a c t i ve ni t r og e n，a c t i ve ph os ph o r us an d a c t i v e p o t a s s i u m i n the s oi l a r o u nd we l l s a r e inc r e ase d ． 4 0 ． 8 7 x 1 0 斗 Yu a n o f c o mp r e h e n s i v e c o s t p e r we l l Was s a v e d and the t o t a I s a v e d c o s t o f the 1 5 we l l s Was 6 1 3 ．0 5 x 1 0 4 Yu an ． Ke y wor ds e n v i r o n me nt f r i e nd l y d r i l l i ng flu i d s ys t e m； bi od e gr a d a t i o n； t e mpe r a t ur e r e s i s tanc e ； r e s e r v o i r pr o t e c t i o n e ffe c t ；e nv i r o nm e n t pr ot e c t i on pe r f o rm an c e 0引言 目前 ，广泛使用 的多种钻井液体系如丙烯酸及其 衍生物系列的聚合物钻井液体系、聚磺钻井液体系 、 油基钻井液体系等[ 1 o ] 存在环境污染严重、 生物降解 困 难 、后期处理难度大等不足 ，由此导致了钻井清洁生 产与钻井工程需要之间的矛盾 。 国内外 自 2 0世纪 9 0年代以来 ，相继开发出具有 环保性能的钻井液体系 ，如甲酸盐钻井液体系、聚乙 烯醇／ 硅酸盐钻井液体系、聚烯烃钻井液体系、醚基钻 井液体系和酯基钻井液体系[ 1 1 - 2 1 等，其共同特点是毒 性小 、容易生物降解 ，对环境影 响小 ，但这些钻井液 体系或因成本高昂 每立方米钻井液价格达上万元人 民币 或因应用效果不理想 不能完全满足钻井工程 的要求 ，未能推广应用。还有一些新开发的环保型钻 井液 因添加剂合成工艺复杂 ，难 以实现工业化生产。 因此 ，急需开发一种集环境保护 、油气层保护功能于 一 体且成本低廉 、合成工艺简单 、能满足钻井工程要 求的新型环保钻井液体系。 笔者借鉴加拿大等国家土地抛洒处理废弃钻井 液 3 7 0 石油勘探与开发 综合研究 的经验 ，研发了一种环保型钻井液体系。从研发之 初即采用从源头控制环境污染物 的理念 ，采用无毒 、 可生物降解 的环保钻井液添加剂配制无毒、可生物降 解 的环保钻井液 ；并考虑到将完井后的废弃钻井液用 于土壤改 良与增肥 ，从而实现既减少环境污染 ，又将 废弃钻井液变废为宝的 目的 ，经济 、合理地解决废弃 钻井液 的排放与环境保护问题。 1实验 1 ． 1环 保型 钻井液 体 系配方 环保型钻井液体系的基础配方主要由包被剂 、降 滤失剂、防塌剂 、抗高温防塌剂等 4种环保添加剂组 成 添加剂种类少 ，常规钻井液添加剂在 7种以上 。 根据钻井工程和环保 的要求 ，确定了环保型钻井液添 加剂的筛选和研制原则 ①具有环保性能 ，即色浅 、 无毒 无生物毒性和化学毒性 、易生物降解 ；②与地 层水混合不生成沉淀 ，防膨性好 ，易解堵 ，对地层损 害小 ；③添加剂种类少 ，现场易于配制 ；④配制出的 钻井液体系性能优 良、质量稳定，维护便捷 。 基于上述原则 ，对配制环保型钻井液体系基础配 方所需的各种添,h t I N进行了对 比筛选 。 1 ． 1 ． 1 包被 剂的选择 常 见 的包 被 剂有 两 种 ，即天 然 大分 子 包被 剂 I ND ． 3 0与人工合成包被剂 F A 3 6 7 。为了选择具有环保性 能的钻井液添加剂 ， 对两种包被剂进行了性能评价实验。 实验采用配制的4 ％膨润土浆， 分别加入 0 ． 3 ％l N D． 3 0 和 0 ． 3 ％F A 3 6 7 ，对反映包被剂性能的主要参数表观黏 度、塑性黏度和失水量等进行测定 见表 1 。可见 ， 与加入包 被剂F A 3 6 7 的钻井 液相 比，加 入包被 剂 I ND ． 3 0的钻井液的表观黏度略有降低 ， 塑性黏度提高， 失水量降低 ， 表明加入包被剂 I N D． 3 0钻井液的流变性 能优于加入包被剂 F A3 6 7的钻井液。因此 ，后续实验 选用 I ND一 3 0作为钻井液体系的包被剂。 表 1 包被剂 I ND一 3 0和 F A3 6 7对钻井液特性的影响 注 p 一钻井液密度 ； ／ x a 一表观黏度 ； 一塑性黏度 ；Y P --t ．j J ；D；G --t ．j J ； D； 一失水量 钻井液在室温 、0 ． 6 9 MP a 、3 0mi n条件下 的失水量 1 ． 1 ． 2 降滤 失剂 的选择 进行 了降滤失剂筛选实验。实验选择 3种 “ 绿色” 降滤失剂即 NA T - 2 0 、S Z D J 一 2 、Z X． 1进行降滤失性能 对 比分析 。实验先在室温条件下配制 4 ％膨润土浆 ，然 后分别加入 1 ． 0 ％的降滤失剂 NA T - 2 0 、S Z DJ ． 2 、Z X一 1 ， 测量其失水量 ；之后将其在 1 2 0℃下老化 1 6 h ，再测 其失水量 ，旨在比较钻井液老化前后 的失水量。表 2 为 3种降滤失剂降滤失性能参数对 比结果，可见 ，降 滤失剂 NA T - 2 0的降滤失效果好于降滤失剂 Z X． 1和 S Z DJ ． 2 ，老化前后的失水量均较低 。因此 ，本研究选 用 NA T - 2 0作为钻井液体系的降滤失剂 。 表 2 3种降滤失剂降滤失性能对比结果 1 ． 1 ． 3 防塌 剂 的研 制 1 ． 1 ． 3 ． 1环保型防塌剂 F X J S的研制 由于常规钻井液防塌剂主要为沥青类 、磺化酚醛 树脂类及褐煤类产品 ，其环保性和抑制性均存在一定 的不足 ，为此 ，笔者 自制了环保型防塌剂 F XJ S 。 环保型防塌剂 F X J S由环氧乙烷 、 环氧丙烷及有机 硅活性剂反应得到，其润滑、抑制机理是 在高温条 件下 F XJ S会出现 “ 浊点” ，当井温接近 “ 浊点”温度 时 ，F XJ S由亲水变为亲油 ，并形成具有一定强度的形 似油珠的颗粒 ，使其在井壁 、钻屑、钻具上形成疏水 性分子膜 ；当井温大于 “ 浊点”温度时 ，F XJ S产生相 分离 ，以固体形式从钻井液中分离出来 ，起到堵孑 L 固 壁 、抑制钻屑水化分散 、减小钻具扭矩的作用 。对环 保型防塌剂 F XJ S进行了室内性能评价和渗透率恢复 率测定，选择聚磺钻井液 4 ％膨润土浆0 ． 6 ％N a O H 0 ． 5 ％8 0 A5 1 7 ％S MP ． 1 4 ％S P NH7 ％KC 1 重 晶石 粉 作为评价浆，测得的结果见表 3和表 4 。 由表 3可以看 出，单独加入 2 ％XC 一 1和 2 ％XC ． 2 的聚磺钻井液，与原配方聚磺钻井液相比，其 ／x 、 。 、 、G的数值变化不大 ，而 凡 和 的数值减小 ，页 岩 回收率提高 ；加入 5 ％F XJ S 的聚磺钻井液或加入 5 ％F XJ S 2 ％XC 一 1 2 ％XC ． 2的聚磺钻井液 ，与原配 方聚磺钻井液相 比，其 P 。 值增大 ，携岩能力增强 ； 、 ／x F L和 值减小 ，页岩 回收率提高。由表 4可以看 2 0 1 1 年 6月 谢水祥 等环保型钻井液体系 3 7 1 钻井液配方 轮南 油田 2 - 2 一 J井岩心测试结果 污染前 污染后 渗透率 磊 善 恢 哈得逊油田 4 - 2 H井岩心测试结果 污染前 污染后 渗透率 磊 1 渗 0 - 3 g t m2 恢 1 0 一 u m ％ 出 ，无论是在 聚磺 钻井液 中单独加 入环保 型防塌剂 F XJ S 还是将 F X J S 与 2 ％X C 一 1 2 ％XC ． 2 复配加入聚磺 钻井液中， 均能提高钻井液污染岩心的渗透率恢复率 ， 有利于油层保护。 1 ． 1 ． 3 ． 2 抗高温防塌剂 NF T - 2 5的研制 传统的抗高温防塌剂为沥青类产品 ，这类产品的 明显缺陷是其荧光级别高 ，环保性能较差 ，已不能满 足钻井工程 日益提高的要求 。为此 ，笔者采用在一定 温度下 ，将油溶性物质加入含有润湿性反转剂 分散 剂 的水溶液中 ，使油溶性物质水溶化 ，并与其他水 溶性 单 体 发生 聚 合反 应 的方 法 制备 抗高 温 防塌 剂 NF T - 2 5 。该产品的组分部分溶于水 ，部分溶于油 ，具 有以下特点 ①无荧光 ，适用于探井及开发井 ，尤其 适用于探井 ；②抗高温 、改善泥饼能力强、封堵和防 塌效果好 ；③润滑性强；④降滤失能力较强。 在室内进行抗高温防塌剂 NF T - 2 5对各种钻井液 性能影响评价实验。实验选择 5种钻井液 钻井液类 型与配方见表 5 ，分别在其 中加入 NF T - 2 5后测试其 表 5 加入抗高温防塌剂 NF T - 2 5的钻井液性能参数 注 F c L s 一铁铬木质素磺 酸盐 ；NP A N 一 聚丙烯腈铵盐 ； 钻井液在 1 8 o ℃条件下老化 1 6 h后测定特性参数 ，其余 为不老化直接测定特性参数 3 7 2 石油勘探与开发 综合研究 V O 1 ． 3 8 N o ． 3 性能参数。同时，测定了加人防塌剂 NF T - 2 5的分散性 钻井液和聚合物钻井液在 1 8 0℃下老化 1 6 h后的钻井 液性能参数 见表 5 。 由表 5 可以看出， 抗高温防塌剂 NF T - 2 5具有以下 特点 ①在各种钻井液 中，抗高温防塌剂 NF T - 2 5与其 他钻井液添加剂配伍性好 ， 对钻井液体系的密度和 p H 值影响小。②抗高温。在高温下 1 8 0 ℃ 老化后 ， 钻井液仍具有 良好的流变性 ，钻井液的黏度和动切力 均能满足钻井工程要求，失水量低 。 1 ． 1 ． 4 钻 井液体 系配 方的优 选 进行了钻井液体系配方 的优选实验 。实验采用优 选出的天然包被剂 I ND一 3 0 、 环保降滤失剂 NA T - 2 0 、 环 保防塌剂 F XJ S 、抗高温防塌剂 NF T - 2 5等处理剂作为 环保型钻井液 的添加剂 ，考察不同配 比下的钻井液体 系性能 ，以选定环保型钻井液 的基础配方。实验中采 用的主要钻井液配方如下。1 ≠ ≠ 配方 4 ％膨润土浆 ；2 拌 配方 4 ％膨润土浆 0 ． 3 ％I ND 一 3 0 ； 3 ≠ ≠ 配方 4 ％膨润土 浆0 ． 3 ％I ND ． 3 0 1 ． 5 ％ NA T - 2 0 ；4 ≠ ≠ 配方 4 ％膨润土浆 0 ． 3 ％I ND ． 3 0 1 ． 5 ％NA T _ 2 0 2 ％F XJ S ；5 配方 4 ％膨 润土浆 0 - 3 ％I ND 一 3 0 1 ． 5 ％N A T _ 2 0 3 ％F XJ S；6 拌 配 方 4 ％膨 润 土 浆 0 ． 3 ％I ND一 3 0 1 ． 5 ％NA T - 2 0 3 ％F XJ S2 ％NF 2 5；7 配 方 4 ％膨 润 土 浆 0 _ 3 ％I N D- 3 0 1 ． 5 ％NA T _ 2 0 3 ％F XJ S 2 ％NF T - 2 5 密 度 加 重 到1 ． 2 0 g ／ m ；8 ≠ ≠ 配 方 4 ％膨 润 土 浆 0 ． 3 ％I ND 一 3 0 1 ． 5 ％NA T _ 2 0 3 ％F XJ S 2 ％ NF T - 2 5 密 度加 重到 1 ． 2 9 g ／ m o 上述配方的性能参数见表 6 。由表 6可知 ， 6 拌 配方 在密度加重前 、后 密度为 0 ． 9 7 ～1 ． 2 9 g ／ c m 失水量 均在适宜范围内 室温下 F L 5 ． 0 m L；高温高压下 凡 ≤ l 5 ． 6 mL ，具有 良好 的流变性和抑制泥页岩分散性能 ， 页岩回收率大于 9 0 ％，可满足现场钻井液性能要求 ， 因此采用 6 配方作为 目标钻井液基础配方。 表 6 环保型钻井液体系的常规性能 注 在 1 5 0 ℃，3 ． 5MP a 、3 0 mi n条件下测定 1 ． 2 环保 型钻 井液体 系性 能评价 1 ． 2 ． 1抗 温性 能 对 6 钻井液进行 了抗温性能评价 ，测试 了钻井液 老化前后的性能参数，结果见表 7 。由表 7可见 ，所制 备的环保型钻井液体系在老化温度 1 5 0℃ 含 1 5 0℃ 以下时 ，钻井液的失水量较小 ，动切力和润滑性也均 满足钻井工程要求 ，表现出较好的抗温性能。但老化 温度高于 1 5 0℃时，钻井液的失水量增大，动切力和 润滑系数也超过了适宜范围 动切力为 1 ． 4 ～1 4 ． 4 P a 对非加重钻井液而言 ，润滑系数不大于 0 ． 1 。 1 ． 2 ． 2 抗 盐侵和 抗 土侵 性 能 在配制好的 6 ≠ } 环保型钻井液中加入不同量 Na C 1 表 7 环保 型钻 井液体 系 6号 钻井液 的抗 温性 能 注 在 1 5 0℃ ，3 ． 5 MP a 、3 0mi n条件下测定 谢水样 等 环保 钻 ”液体系 3 7 5 现场所取的聚磺钻井液 I I 加入新疆沙漠地带常 植被 的 草籽 ，观察 籽 的生 长情况， 对 两种钻井液的增 肥效果进行对 比评价。 冈 3为不州钻 液r I 1 草籽的生长情况。 r r I 4个 实验杯叶 1 ，l ≠ } 杯和 3 ≠ } 杯r 为环保型钻j 液 ， 2 ≠ } 杯和 4 ≠ } 杯 中为现场获取的聚磺钻升液 将编 号为 C 一 0 1的草籽置 人 l ≠ f 杯 和 2 ≠ } 杯 ， 将编号为 C ． 0 2的草籽 C 一 0 2的生长周 期较 C 一 0 l 的长 置入 3 ≠ } 杯不 1 I 4 群 杯 ． 3 d_f l 丁 ，3 0 d 后 ． 籽 C O 1 和 C ． 0 2存环保， 钻 卜 液中均生长 良好 ， 证实_ lr 环保型钻井液良好的增肥效果 ； 存聚磺钻外液 中草籽术 长， 这足由f该钻外液中缺乏草籽 长所需 的氮 、磷 、钾等尢素，同时聚磺钻”液 r } J 的有毒物质 、 难降解聚合物及过啦盐类也抑制 r 籽的正常 K。 2现场应用 本研究开发的环保 钻片液允 塔 小f If i ⋯ 、 克托玛依油 m和汀苏j 『 f 1 的 l 5 r 塔里小 I 1 6 升，克扎玛依油H j 7外，汀苏 f H 2 L j 什 进行 厂 应 川， 均获得 了成功 以下介绍其 两【 J 外r l 1 的应川效果 2 ． 1 在塔 里木 油 田 J F l 3 7井 的应 用 将研发的环保型钻仆液体系 塔 小油Iq 6口 J Fl 3 7、J F1 3 8、J Fl 3 8 C、HD1 ． 1 、HN1及 L N2 2 3 2 巾进 行 r 脱 场应 用 ，均获得 _ r 成功 。 应H J 仆类包括开发 片 、评价外 、预探 ，片型包 括 和定向片，_J 卜 深 为 2 0 3 6 5 2 8 0 m。 应川结果表 明，环保 型钻外液完全满足油 田安全 、高效 、优质快 速钻井的要求 ，也实现 了最大限度地保护油气层和防 止环境污染的 目标 。以 J F l 3 7 为例说明环保型钻升 液的现场应用情况。 2 ． 1 ． 1 J F 1 3 7井 简介 J F l 3 7片为一 L I 开发井 ， 温较 高 存 l 0 0 ℃以上 ， 裸眼段长 4 4 9 2 I T I ； 地层压 力系数不均等 压力系数最 低为 1 ． 0 4 ，最高为 1 ． 7 2 ；发育大段泥页岩 、膏质泥岩 、 砂 ；地层水含盐量高 C1 一 含量为 3 0 0 0 0 mg ／ L左彳 ， 最离达 5 2 4 8 2 m g ／ L ；C a 含量最高达 2 4 0 0 mg ／ L o 2 ． 1 ． 2应 用 效果 J F 1 3 7井一 开井段 深 度 为 0 5 0 0 I T I 采J H 聚合 物钻井液体系 配方为 4 ％膨润土浆0 ． 3 ％F A 3 6 7 0 ． 5 ％NP A N3 ． 0 ％S P NH2 ％S MP ． 2 。 开 lJ 卜 段 深 度 为 5 0 0 ～3 9 2 0 m 和 0r “段 深度 为 3 9 2 0 4 5 8 0 m采J } j 环保犁钻外液体系，其配方为 4 ％膨润土浆 0． 3 ％ I ND一 3 0 1 ． 0 ％NAT - 2 0 2 ． 5 ％FXJ S 3 ％ NFT - 25 。 片钻 J r 液性 能 表 1 4 ，f { t 该表 f 1 『 以看 m ，环保 ， 钻 外 液 实钻 中性能 良好，满 足了现场钻 _J t f 程的要求 对现场钻 J 卜 液的环保性能以及渗透率恢复牢等指标进 行 r测定 ． 、 测 试结果表明，现场所川钻 液的环保 能指标 见表 l 5和 气层保护指标 渗透牢恢复率 为 8 6 ． 2 ％ 均符合设 计标准和要求 ， 埘废弁钻 液 作就地抛} f} 1i 处理。冈 4为抛洒废弃钻 外液前后片场同 同植被的生长情况埘比． ．由冈 4 b『 l f 见，抛洒废弁钻lJ 卜 液 3 0 d后 场周 植 被 的生长状况 良好 ， 表明废弃钻 片 液就地抛洒未对片 环境造成污染，环保效果理想。废 弁钻外液抛洒 域土壤的肥力测试结果 见表 l 6 表明， 废弃钻 液抛洒区域土壤的肥力较抛洒前均有所增加。 表 1 4 J F1 3 7井 全井钻 井液 性能 2 0 1 1 年 6月 谢水祥 等 环保 型钻井液体系 3 7 7 图 5 大 8井井 径扩 大率 指标 渗透率恢复率为 8 5 ． 3 ％ 均符合设计标准和要求 。 还对废弃钻井液抛洒区域土壤 的肥力进行 了测试 ，结 果见表 1 6 。由表 1 6可见 ， 废弃钻井液抛洒区域土壤的 肥力较抛洒前大大增加。 3成本 、效益对比分析 基于对成功应用环保型钻井液 的 1 5 口井的材料 费 、处理费、排污费、转运费 、综合成本等 的统计分 析 ，计算 出应用环保型钻井液的平均单井综合成本 ， 并与常规钻井液进行了对 比 见表 1 8 。由表 1 8可以 看 出，与常规钻井液相 比，使用环保型钻井液体系单 井平均可节约综合成本 4 0 ． 8 7 1 0 元，l 5口井总计可 节约综合成本 6 1 3 ． 0 51 0 元 ，经济效益明显。 表 1 8 环保型与常规型钻井液综合成本与经济效益 注 6口井 的 平 均值 值得强调的是 ，在油气 田勘探开发过程中，经 常 会在农 田、牧场等环保敏感 区域钻井 ，对常规钻井液 体系而言，为避免污染井区周围环境 ，往往要求对废 弃钻井液进行转运处理 ，再对钻井液坑池进行 回填 ， 以恢复井场生态 。显然 ，大量废弃钻井液的长距离转 运会使钻井成本增加 ，从而使油气 田勘探开发成本提 高 ；而环保型钻井液产生的废弃钻井液可就地处理 ， 既可节省大量运费 ， 又简化了废弃钻井液的环保管理 ， 充分体现出环保型钻井液的优越性。 4 结 论 研制出环保型钻井液体系 ，其基本配方为 4 ％膨 润 土 浆 0 _ 3 ％I ND ． 3 0 1 ． 5 ％N A T - 2 0 3 ％F XJ S 2 ％N F T - 2 5 。该体系添加剂种类少 ，合成工艺简单 ，且 现场易于配制。 体系抗温 、 抗污染能力强 抗温达 1 5 0℃； 抗盐达饱和 ， 抗土侵含量达 8 ％ ， 油层保护效果好 渗 透率恢复率达到 8 1 ． 5 ％以上 且环保性能理想 ， 废弃钻 井液抛洒后 ，地表层 0 ～2 0 C I Y I 厚度土壤的环境质量指 标均保持在中国土壤环境质量标准 GB 1 5 6 1 8 1 9 9 5 土壤环境质量标准 二级水平以上 ，同时使沙地土 壤的水分含量和肥力水平大大提高。统计表明 ，抛洒 废弃钻井液后 ，土壤中的有机质 、速效氮 、速效磷和 速效钾含量分别为处理前的 4 ． 5 、2 ． 9 、1 ． 4 、1 ． 6倍。 该环保型钻井液体系先后在塔里木油 田、克拉玛 依油 田和江苏油田的 1 5口井中获得成功应用。现场应 用表明 ， 该环保型钻井液的环保与油层保护效果理想。 抛洒过废弃钻井液的井区周围土壤的有机质、速效氮、 速效磷和速效钾含量分别为抛洒前的 2 ． 3 ～2 ． 5 、3 ． 0 ～ 3 ． 4 、1 ． 7 ～2 ． 0和 1 ． 8 ～2 ． 2倍 。与常规钻井液相比，使 用环保型钻井液体系单井平均可节约综合成本 4 O ． 8 7 1 0 元 ，1 5口井总计可节约综合成本 6 1 3 ． 0 5 1 0 元 ， 经济效益明显。该环保型钻井液体系是能满足钻井清 洁生产需要的 “ 绿色”钻井液，发展前景良好 。 参考文献 【 1 】 黄昌武 2 0 0 9年国外石油科技 十大进展【 J ] ．石油勘探 与开发， 2 0 1 0 3 7 2 1 6 6 Hu a n g Ch a n g wu． T e n f o r e i g n p r o g r e s s e s o f p e t r o l e u m t e c h n o l o g y i n 2 0 0 9 [ J ]P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n a n d D e v e l o p me n t ， 2 0 1 0 ， 3 7 2 1 6 6 ． [ 2 】 彭刚，石 崇平．聚合物 聚磺 钻 井液在塔河 油 田的应用 [ J 1 ．钻采 工艺， 2 0 0 2 ， 2 5 4 2 2 - 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