清潔化生產(chǎn)技術(shù)在寺005—X5井應(yīng)用

譚宇龍 楊哲 王孟玉 楊楠

摘 要：為解決川渝地區(qū)鉆井作業(yè)過(guò)程中廢水、廢棄固體處理的問(wèn)題，在寺005-X5井開(kāi)展了清潔化生產(chǎn)技術(shù)試驗(yàn)，結(jié)果表明，在鉆井期間無(wú)廢棄固體和液體落地，廢棄液體的回收使用，實(shí)現(xiàn)了水資源的再生循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)了鉆井過(guò)程中廢棄物零排放，減少了對(duì)環(huán)境的傷害。

關(guān)鍵詞：清潔化生產(chǎn)；巖屑不落地；鉆井液不落地；環(huán)境保護(hù)

1 寺005-X5井簡(jiǎn)介

1.1 地理位置 寺005-X5，位于四川瀘州市合江縣西南部，地處四川盆地南緣的中低山丘陵區(qū)。地勢(shì)南高北低，起伏較大，區(qū)內(nèi)地形以低山丘陵為主，平壩、河谷兼有，井場(chǎng)附近為山林、梯田、溝谷。

1.2 本井簡(jiǎn)況 寺005-X5是四川盆地廟高寺構(gòu)造上一口以茅二段為目的層的開(kāi)發(fā)井，井身結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。該井三開(kāi)鉆進(jìn)至2223m井下出現(xiàn)垮塌，采用密度2.2g/cm3重漿舉砂過(guò)程中出現(xiàn)井漏。三開(kāi)鉆進(jìn)至2990m長(zhǎng)興組發(fā)生溢流，關(guān)井后井口壓力升高將地層憋漏，形成下噴上漏井下復(fù)雜，采用復(fù)合堵漏措施后，順利下入177.8mm套管封隔復(fù)雜井段。四開(kāi)鉆進(jìn)至3728m茅二斷層發(fā)生惡性井漏，采取復(fù)合堵漏措施解除。

2 寺005-X5井廢棄物基本情況

2.1 固體廢棄物 固體廢棄物主要來(lái)自鉆井過(guò)程中振動(dòng)篩攜帶出的巖屑，除砂器、除泥器分離出的有害固相，處理井漏后篩除的堵漏材料等。本井固體廢棄物主要分為三個(gè)階段如圖2。

第一階段：0～1466m井段。該段采用444.5mm鉆頭鉆進(jìn)至100m，311.2mm鉆頭鉆進(jìn)至1466m，井眼尺寸大，鉆速快，產(chǎn)生巖屑多。第二階段：1466～3145m段。該段長(zhǎng)興組和茅口組發(fā)生惡性井漏，累計(jì)漏失聚磺鉆井液857m3，消耗堵漏材料SDL×85噸、 QDL-2型×28.5噸、QDL-3型×59噸。該段產(chǎn)生固體廢棄物主要為振動(dòng)篩分離出的堵漏材料。第三階段：該階段產(chǎn)生固體廢棄物主要是清掏循環(huán)罐和儲(chǔ)備罐底部沉淀。

2.2 液體廢棄物 液體廢棄物主要來(lái)自鉆井設(shè)備的跑、冒、滴、漏，清掏泥漿罐作業(yè)產(chǎn)生廢水，起下鉆作業(yè)流失泥漿，泥漿替換過(guò)程中流失的廢棄泥漿，固井施工產(chǎn)生廢水等[1]。寺005-X5井所用鉆井液主要是以下兩種體系：聚合物鉆井液體系，配方：井漿+0.15%FA367+0.15%KPAM+1.5%LS-2+4%FRH+0.5%CaO+重晶石。該階段產(chǎn)生的廢棄鉆井液所含處理劑較少，處理相對(duì)容易，主要處理手段為泥水分離。聚磺鉆井液體系，配方：井漿+0.3%NaOH+0.08%KPAM+1%LS-2+4%SMC+4%SMP-1+4%FRH+4%FK-10+0.5%SP-80+0.5%CaO+重晶石。聚磺鉆井液配方靈活，經(jīng)過(guò)高溫地產(chǎn)循環(huán)后出來(lái)的廢液成分復(fù)雜，膠體具有極強(qiáng)穩(wěn)定性，磺化材料在水中溶解性好，處理難度大。

3 清潔化生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

3.1 清潔化生產(chǎn)原理 首先將收集的廢液進(jìn)行超聲波破乳。其破乳脫機(jī)理是超聲波作用于乳狀液后，由于油、水等粒子的物性不同，對(duì)超聲波的響應(yīng)不同，出現(xiàn)油、水等粒子各自集聚的現(xiàn)象，稱(chēng)之為位移效應(yīng)，此效應(yīng)能促使乳狀結(jié)構(gòu)破壞，從而促進(jìn)同種物質(zhì)微粒凝聚，使得油、水分離加快。將上述破乳后的廢液進(jìn)一步磁分離，磁分離技術(shù)能實(shí)現(xiàn)多種污染的一種凈化，具有多功能性和通用性。在廢水中投加磁種和混凝劑，使得各種性質(zhì)的弱磁性微細(xì)顆粒甚至半膠體顆粒在高梯度磁場(chǎng)中能得到高效去除。最后利用電化學(xué)作用原理，借助外加高電壓作用產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，對(duì)廢水中的有機(jī)物或無(wú)機(jī)物進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，進(jìn)而凝聚、浮除，可有效去除廢水中的重金屬、油、磷酸鹽以及COD、SS與色度等[2]。

3.2 生產(chǎn)流程 生產(chǎn)流程如圖3所示。現(xiàn)場(chǎng)采用可移動(dòng)式收集槽放在振動(dòng)篩、除砂器、除泥器出口，做到廢棄物點(diǎn)對(duì)點(diǎn)收集。收集槽裝滿(mǎn)時(shí)用叉車(chē)將其移動(dòng)到清潔生產(chǎn)設(shè)備處進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)液相和固相的不落地轉(zhuǎn)移。對(duì)脫水的固相廢棄物部分采取固化填埋方式處理；液相廢棄物經(jīng)過(guò)高濃度處理系統(tǒng)、反滲透系統(tǒng)后回收利用。

3.3 總結(jié)

①該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)廢泥漿進(jìn)行隨鉆、及時(shí)、連續(xù)、穩(wěn)定的現(xiàn)場(chǎng)處理，試驗(yàn)表明了該技術(shù)的可行性。②對(duì)于表層鉆進(jìn)采用聚合物體系的井，在未產(chǎn)生污染環(huán)境的有害物質(zhì)時(shí)，對(duì)廢棄固相（如泥巖、砂巖等） 可不做全部處理，以提高設(shè)備利用率，降低因連續(xù)使用處理裝置帶來(lái)的消耗。③巖屑的輸送可以改為目前已經(jīng)在長(zhǎng)寧頁(yè)巖氣片區(qū)使用的螺旋傳送裝置，提高傳送效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]樂(lè)宏，陳華勇，許期聰，孫鷺.國(guó)外新型鉆井完井廢棄物處理技術(shù)[A].環(huán)保鉆井液技術(shù)及廢棄鉆井液處理技術(shù)研討會(huì)論文集[C].2014.

[2]鄧紅琳，趙文彬，袁立鶴.鉆井液不落地技術(shù)在大牛地氣田的應(yīng)用[J].斷塊油氣田，2014，21（1）：97-99.