專利名稱：一種廢棄鉆井液優(yōu)化處理重復(fù)利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢棄鉆井液優(yōu)化處理重復(fù)利用技術(shù)領(lǐng)域，是一種可應(yīng)用于鄂爾多斯盆地長(zhǎng)慶油田水平井和使用類似鉆井液的水平井區(qū)塊，特別適用于上部消耗鉆井液較多的大井眼鉆進(jìn)作業(yè)。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)處理廢棄鉆井液方式主要是直接排放到泥漿池后沉淀、固化，這種處理方式下廢棄鉆井液不能有效重復(fù)利用，并且直接排放后增加了周邊環(huán)境的污染的可能性，總體上造成企業(yè)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和成本壓力進(jìn)一步增加。
隨著地處鄂爾多斯盆地的長(zhǎng)慶油田區(qū)塊鉆井工藝難度的不斷加大，鉆井工程施工對(duì)鉆井液質(zhì)量的要求日益提高，為保證工程質(zhì)量、施工進(jìn)度和對(duì)油氣藏的保護(hù)，需要大量使用各種處理劑，隨著處理劑所耗原料的稀缺性上升，這一做法雖然保證了鉆井液質(zhì)量但卻給企業(yè)帶來(lái)巨大的成本壓力。冋時(shí)，在舊有的鉆井液排放I旲式下，完井后鉆井液被直接排入泥漿池中通過(guò)化學(xué)工藝進(jìn)行固化，這在造成資源不能有效再利用的同時(shí)也必然帶來(lái)了鉆井液成本的急速上升，并帶來(lái)了巨大的環(huán)境壓力。油氣田鉆探開(kāi)發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的鉆井液污染度高，對(duì)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境造成負(fù)面影響。尤其是水平井的鉆探施工，所產(chǎn)生的廢棄鉆井液體積更是不可小覷，這一現(xiàn)象與企業(yè)通過(guò)成本領(lǐng)先戰(zhàn)略獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的理念背道而馳。公開(kāi)號(hào)為CN1458076，
公開(kāi)日為2003年11月26日的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種廢棄鉆井液混凝脫水處理方法，具體方法是在廢棄鉆井液中加入無(wú)機(jī)鋁鹽凝聚劑和有機(jī)陽(yáng)離子聚電解質(zhì)絮凝劑溶液，攪拌均勻后靜止混凝10 15分鐘；待廢棄鉆井液完全化學(xué)脫穩(wěn)脫水后，再將團(tuán)塊絮凝物和部分絮出水離心脫水；無(wú)機(jī)鋁鹽凝聚劑優(yōu)選是三氯化鋁，其使用量為2000 3500mg/L ;有機(jī)陽(yáng)離子聚電解質(zhì)絮凝劑是帶有季銨鹽陽(yáng)離子官能團(tuán)的有機(jī)陽(yáng)離子聚電解質(zhì)，在無(wú)機(jī)鋁鹽凝聚劑和有機(jī)陽(yáng)離子聚電解質(zhì)絮凝劑凝聚與絮凝的協(xié)同作用下，促使懸浮的細(xì)信粒聚結(jié)為大塊絮凝物，經(jīng)離心脫水，最終達(dá)到廢棄鉆井液固液分離的目的。而以上述專利文獻(xiàn)為代表的簡(jiǎn)單的將廢棄鉆井液直接重復(fù)使用在鉆井過(guò)程中始終無(wú)法有效去除其中的微米級(jí)和亞微米級(jí)固相，不但嚴(yán)重制約了機(jī)械鉆速的提高，而且造成摩阻高、泥餅質(zhì)量差等負(fù)面影響甚至導(dǎo)致壓差卡鉆等井下復(fù)雜事故發(fā)生，此外廢棄鉆井液中大量的微米級(jí)和亞微米級(jí)固相對(duì)產(chǎn)層也將造成不可逆?zhèn)?，因此我們?cè)陂L(zhǎng)北區(qū)塊有針對(duì)性的開(kāi)發(fā)了這項(xiàng)廢棄鉆井液優(yōu)化處理重復(fù)利用技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種廢棄鉆井液優(yōu)化處理重復(fù)利用方法，特別適合水平井鉆井作業(yè)，極大地緩解了環(huán)境壓力并降低了鉆井液成本，解決了現(xiàn)有技術(shù)中所存在的無(wú)法有效去除其中的微米級(jí)和亞微米級(jí)固相的難題。
本發(fā)明是通過(guò)采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種廢棄鉆井液優(yōu)化處理重復(fù)利用方法，其特征在于包括維護(hù)儲(chǔ)備廢棄鉆井液步驟，維護(hù)儲(chǔ)備廢棄鉆井液步驟是指以占廢棄鉆井液質(zhì)量百分比計(jì)，準(zhǔn)備殺菌劑O. 1-0. 3%，除氧劑O. 1-0. 2%,堿度控制劑O. 1-0. 2%和分散劑O. 05-0. 2%，備用；在常溫常壓下按照以下程序進(jìn)行
a、每四天在廢棄鉆井液中加入上述比例的殺菌劑并用3M測(cè)試片做細(xì)菌總數(shù)測(cè)試試驗(yàn)，若細(xì)菌量超過(guò)50cfu/ml，則增加殺菌劑至最大量的比例；
b、每五天在廢棄鉆井液中加入上述比例的除氧劑并測(cè)量廢棄鉆井液中的氧含量使其氧含量保持在5mg/L以下；
C、每七天在廢棄鉆井液中加入上述比例的堿度控制劑并測(cè) 量廢棄鉆井液的pH值使其保持在10-11之間，防止鉆井液的聚沉和細(xì)菌的滋生；
d、每七天在廢棄鉆井液中加入上述比例的分散劑，防止鉆井液中聚合物的聚沉。還包括有e、每天開(kāi)攪拌器或者泵循環(huán)8-10小時(shí)，防止長(zhǎng)時(shí)間靜置出現(xiàn)沉降。所述的殺菌劑是指甲硝唑改性雙季銨鹽。所述的除氧劑是指二乙基羥胺。所述的堿度控制劑是指氫氧化鈉溶液。所述的分散劑是指硅氟降粘劑或木質(zhì)素。還包括有再次利用廢棄鉆井液步驟
A、通過(guò)振動(dòng)篩均為200目的篩布除去廢棄鉆井液中74μ m以上的固體顆粒；
B、再通過(guò)旋流器直徑為200mm的除砂器除去粒徑32-64μ m的劣質(zhì)固相，之后用旋流器直徑IOOmm除泥器分離粒徑在16-32 μ m間的劣質(zhì)固相，除泥器上部溢流液體經(jīng)3250r/min高速離心機(jī)去除3μπι以上的有害固相，最后將離心機(jī)上部溢流液體再次回收到廢棄鉆井液中，以占廢棄鉆井液質(zhì)量百分比計(jì)，同時(shí)添加O. 1%-0. 2%的化學(xué)絮凝劑絮凝沉降
O.1-1 μ m的亞微米固相，通過(guò)以上工藝有效降低有害固相含量并實(shí)現(xiàn)對(duì)廢棄鉆井液密度優(yōu)化；
C、將B步驟處理過(guò)的廢棄鉆井液用清水稀釋，(廢棄鉆井液與清水按1:1的比例添加)，以占廢棄鉆井液與清水總質(zhì)量百分比計(jì)，同時(shí)添加O. 1%-0. 15%的黃原膠，O. 1%的聚陰離子纖維素(高粘)，O. 2%的聚陰離子纖維素(低粘)將其配成滿足設(shè)計(jì)性能參數(shù)的鉆完井液。所述B步驟中，化學(xué)絮凝劑是指聚丙烯酰胺。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果如下1、本發(fā)明中，包括有維護(hù)儲(chǔ)備廢棄鉆井液步驟，通過(guò)abed這樣特定的步驟，能夠防止鉆井液的聚沉和細(xì)菌的滋生，所回收鉆井液中所含有效成分比較多，維護(hù)儲(chǔ)存所需成本較低，這樣在使用時(shí)極大地減少了鉆井液成本，帶來(lái)了很好地經(jīng)濟(jì)效益?；厥盏膹U棄鉆井液大幅度減輕廢棄鉆井液排放帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，能夠滿足長(zhǎng)慶油氣田鉆探開(kāi)發(fā)HSE環(huán)境保護(hù)的要求，取得良好的社會(huì)效益。2、本發(fā)明中，還包括有e、每天開(kāi)攪拌器或者泵循環(huán)8-10小時(shí)，能夠防止長(zhǎng)時(shí)間靜置出現(xiàn)沉降。3、本發(fā)明中，還包括有再次利用廢棄鉆井液步驟，通過(guò)ABC這樣特定的步驟，和維護(hù)儲(chǔ)備廢棄鉆井液步驟相結(jié)合，特別適合水平井鉆井作業(yè)，極大地緩解了環(huán)境壓力并降低了鉆井液成本，解決了現(xiàn)有技術(shù)中所存在的無(wú)法有效去除其中的微米級(jí)和亞微米級(jí)固相的難題。4、本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于鄂爾多斯盆地長(zhǎng)慶油田水平井和使用類似鉆井液的水平井區(qū)塊，特別適用于上部消耗鉆井液較多的大井眼鉆進(jìn)作業(yè)。5、本發(fā)明提供的這種廢棄鉆井液優(yōu)化處理重復(fù)利用方法，成本低，經(jīng)濟(jì)效益好，并且能獲得良好的社會(huì)效益和環(huán)境效益。針對(duì)目前處理廢棄鉆井液的環(huán)境成本和經(jīng)濟(jì)成本，特別是廢棄鉆井液本身潛在利用價(jià)值，利用該項(xiàng)新技術(shù)對(duì)廢棄鉆井液進(jìn)行優(yōu)化處理重復(fù)利用具有廣闊的應(yīng)用前景。6、所述的殺菌劑是指甲硝唑改性雙季銨鹽，特定的選用這種殺菌劑是由于其生物 毒性較低，同時(shí)季銨鹽對(duì)殺菌的活性組分還具有增效作用。所述的除氧劑是指二乙基羥胺。特定的選用這種除氧劑，主要是保證其與鉆井液的配伍性。所述的堿度控制劑是指氫氧化鈉溶液。特定的選用這種堿度控制計(jì)是因?yàn)楸３峙c鉆井液使用相同堿度控制劑，保持與鉆井液的配伍性。所述的分散劑是指硅氟降粘劑或木質(zhì)素，特定的選用這種分散劑，主要這種降粘劑降粘效果明顯，并且與鉆井液配伍性良好。所述B步驟中，化學(xué)絮凝劑是指聚丙烯酰胺，特定的選用這種化學(xué)絮凝劑，是綜合考慮聚丙烯酰胺具有包被抑制井壁泥巖水化分散增加井壁穩(wěn)定性，絮凝鉆屑和潤(rùn)滑鉆具的三重功效。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
作為本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式，本發(fā)明公開(kāi)了一種廢棄鉆井液優(yōu)化處理重復(fù)利用方法，包括維護(hù)儲(chǔ)備廢棄鉆井液步驟，維護(hù)儲(chǔ)備廢棄鉆井液步驟是指以占廢棄鉆井液質(zhì)量百分比計(jì)，準(zhǔn)備殺菌劑O. 1-0. 3%，除氧劑O. 1-0. 2%,堿度控制劑O. 1-0. 2%和分散劑
O.05-0. 2%，備用；在常溫常壓下按照以下程序進(jìn)行
a、每四天在廢棄鉆井液中加入上述比例的殺菌劑并用3M測(cè)試片做細(xì)菌總數(shù)測(cè)試試驗(yàn)，若細(xì)菌量超過(guò)50cfu/ml，則增加殺菌劑至最大量的比例；
b、每五天在廢棄鉆井液中加入上述比例的除氧劑并測(cè)量廢棄鉆井液中的氧含量使其氧含量保持在5mg/L以下；
C、每七天在廢棄鉆井液中加入上述比例的堿度控制劑并測(cè)量廢棄鉆井液的pH值使其保持在10-11之間，防止鉆井液的聚沉和細(xì)菌的滋生；
d、每七天在廢棄鉆井液中加入上述比例的分散劑，防止鉆井液中聚合物的聚沉。實(shí)施例2
作為本發(fā)明的另一較佳實(shí)施方式，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還包括有e、每天開(kāi)攪拌器或者泵循環(huán)8-10小時(shí)，防止長(zhǎng)時(shí)間靜置出現(xiàn)沉降。所述的殺菌劑是指甲硝唑改性雙季銨鹽。所述的除氧劑是指二乙基羥胺。所述的堿度控制劑是指氫氧化鈉溶液。所述的分散劑是指硅氟降粘劑或木質(zhì)素。實(shí)施例3
作為本發(fā)明的最佳實(shí)施方式，本發(fā)明還包括有再次利用廢棄鉆井液步驟
A、通過(guò)振動(dòng)篩均為200目的篩布除去廢棄鉆井液中74μ m以上的固體顆粒；
B、再通過(guò)旋流器直徑為200_的除砂器除去粒徑32-64μ m的劣質(zhì)固相，之后用旋流器直徑IOOmm除泥器分離粒徑在16-32 μ m間的劣質(zhì)固相，除泥器上部溢流液體經(jīng)3250r/min高速離心機(jī)去除3μπι以上的有害固相，最后將離心機(jī)上部溢流液體再次回收到廢棄鉆井液中，以占廢棄鉆井液質(zhì)量百分比計(jì)，同時(shí)添加O. 1%-0. 2%的化學(xué)絮凝劑聚丙烯酰胺(PAM)絮凝沉降O.1-1ym的亞微米固相，通過(guò)以上工藝有效降低有害固相含量并實(shí)現(xiàn)對(duì)廢棄鉆井液密度優(yōu)化；
C、將B步驟處理過(guò)的廢棄鉆井液用清水稀釋，(廢棄鉆井液與清水按1:1的比例添加)，以占廢棄鉆井液與清水總質(zhì)量百分比計(jì)，同時(shí)添加O. 1%-0. 15%的黃原膠，O. 1%的聚陰離子纖維素(高粘)，O. 2%的聚陰離子纖維素(低粘)將其配成滿足設(shè)計(jì)性能參數(shù)的鉆完井液。D、在311mm及以上尺寸大井眼的上部井段地層中，重復(fù)利用回收的廢棄鉆井液時(shí)可加大使用量，提高體系鉆井液密度；進(jìn)入紙坊組后地層造漿比較厲害，要控制回收廢棄鉆井液的使用量，防止體系固相過(guò)多引起泥包、卡鉆等情況發(fā)生。劉家溝組存在誘導(dǎo)性漏失部 位，優(yōu)化處理的廢棄鉆井液可在發(fā)生漏失的情況下及時(shí)補(bǔ)充體系鉆井液體積，防止其他井下復(fù)雜情況出現(xiàn)。在下部井段使用回收處理的廢棄鉆井液要充分利用固控設(shè)備清除固相，加大稀釋劑和絮凝劑使用量，同時(shí)保持較高的PH值，定期加入防腐劑完全滿足下部井段要求。儲(chǔ)層段在使用回收利用的廢棄CQ-NDW鉆完井液時(shí)，可直接補(bǔ)充循環(huán)體系或稀釋后再使用，特別適合于泥巖、碳質(zhì)泥巖和煤層鉆進(jìn)使用。實(shí)施例4
下述為本發(fā)明的具體驗(yàn)證實(shí)例目前國(guó)內(nèi)處理廢棄鉆井液方式主要是直接排放到泥漿池后沉淀、固化，這種處理方式下廢棄鉆井液不能有效重復(fù)利用，并且直接排放環(huán)境后增加了周邊環(huán)境的污染的可能性，總體上造成企業(yè)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和成本壓力進(jìn)一步增加。中石油殼牌(中國(guó))勘探合作開(kāi)發(fā)的長(zhǎng)北項(xiàng)目每年可以完成5 口雙分支水平井。每口井每一開(kāi)完井后，都會(huì)留有大量上一開(kāi)的泥漿。如二開(kāi)完井后一般會(huì)剩下300方左右的抑制鉀鹽聚合物泥漿；三開(kāi)完井鹽水頂替后也會(huì)剩下250方左右CQ-NDW泥漿。也就意味著長(zhǎng)北項(xiàng)目每年約累計(jì)產(chǎn)生完井泥漿2700多方，目前這些泥漿僅能有10%得到利用，其余都只能在完井后排到廢液池，在自然條件下自然蒸發(fā)。二開(kāi)KCL泥漿平均成本為2100元/方，三開(kāi)低傷害聚合物平均成本為1600元/方。這也就意味這長(zhǎng)北項(xiàng)目每年大概都會(huì)將400多萬(wàn)的泥漿成本扔掉。再利用了本項(xiàng)廢棄鉆井液優(yōu)化處理重復(fù)利用技術(shù)之后，按百分之七十實(shí)收率計(jì)算，每年大概回收利用廢棄泥漿1925方，節(jié)約成本約420萬(wàn)元，而投入費(fèi)用僅為29. 2萬(wàn)元，投入產(chǎn)出比為1:14. 4。而且極大地降低了泥漿成本和緩解了環(huán)境壓力，實(shí)現(xiàn)了殼牌的零排放目標(biāo)，減少了清水用量，同時(shí)在5 口井試驗(yàn)中均很好的完成鉆井作業(yè)，其中三口井天然氣產(chǎn)量突破100萬(wàn)方/天。
權(quán)利要求
1.一種廢棄鉆井液優(yōu)化處理重復(fù)利用方法，其特征在于包括維護(hù)儲(chǔ)備廢棄鉆井液步驟，維護(hù)儲(chǔ)備廢棄鉆井液步驟是指以占廢棄鉆井液質(zhì)量百分比計(jì)，準(zhǔn)備殺菌劑O. 1-0. 3%，除氧劑O. 1-0. 2%,堿度控制劑O. 1-0. 2%和分散劑O. 05-0. 2%，備用；在常溫常壓下按照以下程序進(jìn)行 a、每四天在廢棄鉆井液中加入上述比例的殺菌劑并用3M測(cè)試片做細(xì)菌總數(shù)測(cè)試試驗(yàn)，若細(xì)菌量超過(guò)50cfu/ml，則增加殺菌劑至最大量的比例； b、每五天在廢棄鉆井液中加入上述比例的除氧劑并測(cè)量廢棄鉆井液中的氧含量使其氧含量保持在5mg/L以下； C、每七天在廢棄鉆井液中加入上述比例的堿度控制劑并測(cè)量廢棄鉆井液的pH值使其保持在10-11之間; d、每七天在廢棄鉆井液中加入上述比例的分散劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢棄鉆井液優(yōu)化處理重復(fù)利用方法，其特征在于還包括有e、每天開(kāi)攪拌器或者泵循環(huán)8-10小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種廢棄鉆井液優(yōu)化處理重復(fù)利用方法，其特征在于所述的殺菌劑是指甲硝唑改性雙季銨鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種廢棄鉆井液優(yōu)化處理重復(fù)利用方法，其特征在于所述的除氧劑是指二乙基羥胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種廢棄鉆井液優(yōu)化處理重復(fù)利用方法，其特征在于所述的堿度控制劑是指氫氧化鈉溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種廢棄鉆井液優(yōu)化處理重復(fù)利用方法，其特征在于所述的分散劑是指硅氟降粘劑或木質(zhì)素。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢棄鉆井液優(yōu)化處理重復(fù)利用方法，其特征在于還包括有再次利用廢棄鉆井液步驟 A、通過(guò)振動(dòng)篩均為200目的篩布除去廢棄鉆井液中74μ m以上的固體顆粒； B、再通過(guò)旋流器直徑為200mm的除砂器除去粒徑32-64μ m的劣質(zhì)固相，之后用旋流器直徑IOOmm除泥器分離粒徑在16-32 μ m間的劣質(zhì)固相，除泥器上部溢流液體經(jīng)3250r/min高速離心機(jī)去除3μπι以上的有害固相，最后將離心機(jī)上部溢流液體再次回收到廢棄鉆井液中，以占廢棄鉆井液質(zhì)量百分比計(jì)，同時(shí)添加O. 1%-0. 2%的化學(xué)絮凝劑絮凝沉降O.1-1 μ m的亞微米固相； C、將B步驟處理過(guò)的廢棄鉆井液用清水按照1:1的比例稀釋，以占廢棄鉆井液與清水總質(zhì)量百分比計(jì)，同時(shí)添加O. 1%-0. 15%的黃原膠，O. 1%-0. 2%的聚陰離子纖維素將其配成滿足設(shè)計(jì)性能參數(shù)的鉆完井液。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種廢棄鉆井液優(yōu)化處理重復(fù)利用方法，其特征在于所述B步驟中，化學(xué)絮凝劑是指聚丙烯酰胺。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種廢棄鉆井液優(yōu)化處理重復(fù)利用方法，包括維護(hù)儲(chǔ)備廢棄鉆井液步驟，以占廢棄鉆井液質(zhì)量百分比計(jì)，準(zhǔn)備殺菌劑0.1-0.3%，除氧劑0.1-0.2%,堿度控制劑0.1-0.2%和分散劑0.05-0.2%，備用；在常溫常壓下按照以下程序進(jìn)行a、每四天在廢棄鉆井液中加入上述比例的殺菌劑并用3M測(cè)試片做細(xì)菌總數(shù)測(cè)試試驗(yàn)；b、每五天在廢棄鉆井液中加入上述比例的除氧劑；c、每七天在廢棄鉆井液中加入上述比例的堿度控制劑并測(cè)量廢棄鉆井液的pH值使其保持在10-11之間；d、每七天在廢棄鉆井液中加入上述比例的分散劑。本方法特別適合水平井鉆井作業(yè)，極大地緩解了環(huán)境壓力并降低了鉆井液成本，解決了現(xiàn)有技術(shù)中所存在的無(wú)法有效去除其中的微米級(jí)和亞微米級(jí)固相的難題。
文檔編號(hào)E21B21/06GK103015927SQ20121056927
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者林海, 黎金明, 鄭玉輝, 金祥哲, 張振活, 郝超, 涂海海, 陳磊, 董海東, 凡帆, 蔣振偉, 趙雷, 趙向陽(yáng), 崔貴濤, 郭康 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司