摘要：在石油天然氣鉆井行業(yè)，配制鉆井液需要消耗大量的新鮮水，并添加各種化學(xué)藥劑，其中油基鉆井液還要使用大量的礦物油。廢棄鉆井液構(gòu)成了最大的廢物流，其中的多環(huán)芳烴是生物毒性的來(lái)源。通過(guò)實(shí)施減少地下漏失、地面損失的清潔生產(chǎn)方案，可顯著減少鉆井液的環(huán)境影響，降低鉆井成本。

關(guān)鍵詞：清潔生產(chǎn),鉆井液,環(huán)境

1.前言

在石油天然氣鉆井行業(yè)，就環(huán)境影響而言，鉆井液(鉆井泥漿)是最為顯著一個(gè)方面：配制鉆井液需要消耗大量的新鮮水，添加維持鉆井液性能化學(xué)藥劑，廢棄泥漿構(gòu)成了最大的廢物流，甚至是環(huán)境負(fù)債，其中油基鉆井液(非水溶性鉆井液)礦物油相含的多環(huán)芳烴(PAH)是生物毒性主要來(lái)源。例如，在與厄瓜多爾石油二十年的聯(lián)營(yíng)期結(jié)束后，根據(jù)政府按新的法規(guī)監(jiān)督審計(jì)的結(jié)論，從按1995年開始，德士古石油公司(TexacoPetroleumCompany)花費(fèi)4000萬(wàn)美元，對(duì)161處泥漿池進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，包括清理、換土、水處理、分析、植被恢復(fù)等多個(gè)環(huán)節(jié)。另一方面，鉆井液對(duì)提高鉆井效率、保護(hù)油氣藏、防治井噴事故起著不可或缺的作用。

按國(guó)際慣例，廢棄泥漿的環(huán)境責(zé)任由業(yè)主—油氣開發(fā)商承擔(dān)，盡管如此，對(duì)于專業(yè)的鉆井液公司，為主動(dòng)保護(hù)環(huán)境、提升競(jìng)爭(zhēng)力，開展專項(xiàng)清潔生產(chǎn)審核、實(shí)施清潔生產(chǎn)方案，依然十分必要。

2.審核重點(diǎn)與效果

2.1.產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)分析

鉆井液的循環(huán)大致可以分為兩個(gè)部分，在地下是通過(guò)鉆桿、鉆頭高壓噴射到鉆遇層，而后攜帶巖屑從井筒返回地面。在地面則是經(jīng)過(guò)一系列的固液分離、性能調(diào)整、增壓后重新進(jìn)入地下。圖1是地面循環(huán)示意圖。在正常循環(huán)情況下，固液分離系統(tǒng)的固相物會(huì)將鉆井液帶出循環(huán)系統(tǒng)，造成了鉆井液的損失，或者說(shuō)是廢棄鉆井液的形成。如在鉆進(jìn)過(guò)程中調(diào)整鉆井液的性能、更換鉆井液配方、完井時(shí)，也會(huì)部分、甚至全部排放。

圖1鉆井液地面循環(huán)示意圖

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，某口水平井累積配制鉆井液1940m，到完井時(shí)，累積排放200m，回收392m，井筒內(nèi)留存144m，循環(huán)損失1200m。排放和循環(huán)損失合計(jì)1400m，價(jià)值達(dá)100萬(wàn)元，占配置總量的72%，其中新鮮水780，鹵水653噸，柴油18噸，其他添加劑的綜合為327噸。

2.2.清潔生產(chǎn)方案

采用先進(jìn)的堵漏工藝及材料，可顯著減少鉆井液在井筒內(nèi)的漏失和降失水。投入防漏材料費(fèi)用100萬(wàn)元，防漏成功率85.91%，堵漏成功率78.79%。根據(jù)鉆遇的地質(zhì)情況，每年可獲得經(jīng)濟(jì)效益147萬(wàn)元。

在保證潤(rùn)滑性能、滿足鉆井生產(chǎn)的前提下，采用的新型潤(rùn)滑劑有RT001、聚合醇，固體潤(rùn)滑劑等替代柴油。年減少柴油2791噸的使用，價(jià)值1674萬(wàn)元，扣除潤(rùn)滑劑的費(fèi)用后的凈效益達(dá)1346萬(wàn)。

3.持續(xù)清潔生產(chǎn)

鉆井液公司的清潔生產(chǎn)水平滿足當(dāng)前環(huán)境管理的要求，但與國(guó)際先進(jìn)水平相比，還有一定的差距，應(yīng)在以下幾個(gè)方面持續(xù)推進(jìn)清潔生產(chǎn)：

通過(guò)減少基液的多環(huán)芳烴含量降低生物毒性。高芳烴柴油通常含有2~4%PAH，低毒礦物油的芳烴含量0.8%，二者的LC50介于0~0.25%。經(jīng)特殊處理的礦物油芳烴含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.1%，毒性微乎其微，LC50可達(dá)20%。

提高固控系統(tǒng)的分離效率。安裝干燥器可減少震動(dòng)篩后的鉆屑上鉆井液損失89.5%，從原來(lái)的從34.2%降到3.61%，既可減少?gòu)U物的產(chǎn)生量，也顯著地節(jié)約鉆井液的費(fèi)用。

推行全面的鉆井液管理(TFM)。由專業(yè)公司提供鉆井、完井、廢物處置全過(guò)程的鉆井液服務(wù)，采用前沿技術(shù)、工藝和設(shè)備，能夠降低業(yè)主的環(huán)境責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)，提高鉆井液系統(tǒng)的成本績(jī)效。

建設(shè)區(qū)域性的廢物中心處理廠(CTRD)。2002年，美國(guó)的Hamaca項(xiàng)目用以處置鉆井和采油廢物。對(duì)于鉆井泥漿和巖屑，主要采用凝聚、脫水。對(duì)于含油超過(guò)5%的完井液，需要增加2級(jí)油水分離裝置，處理后的廢水用于鉆井液配置。鉆井泥漿和廢物處置費(fèi)用可降低36%。同時(shí)，由于CTRD的支持，可以減少鉆井輔助設(shè)備，機(jī)動(dòng)和安裝更加快速。

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