勘探環保配套技術的研究及在渤海油田的應用

李曉剛 楊保健 王攀

摘 要：國家海洋局要求生態保護紅線區作業必須實現污染物“零排放”，目前渤海灣鉆井技術及設備均不滿足該區域作業需求，導致目前多區塊無法進行勘探開發工作，要想在該區域進行探井作業，就必須建立與“零排放”相配套鉆井技術及設備。結合生態紅線區域的特殊性，對鉆完井廢棄物處置技術現狀分析，繼而推出與“零排放”配套技術，為海洋生態紅線區勘探鉆井作業提供強有力的保證，具有較強的推廣價值。

關鍵詞：生態紅線區；零排放；鉆井技術

中圖分類號：P618.13 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）20-0113-02

Abstract： The State Oceanic Administration （SOA） requires that the operation of the ecological protection red line should realize "zero discharge" of pollutants. At present， drilling technology and equipment in Bohai Bay do not meet the needs of the operation in this area， resulting in the inability of exploration and development work in multiple blocks at present. In order to carry out exploratory well operation in this area， it is necessary to establish drilling technology and equipment matching with "zero discharge". Based on the particularity of the ecological red line area， the present situation of drilling and completion waste disposal technology is analyzed， and then the matching technology with "zero discharge" is proposed， which provides a strong guarantee for the exploration and drilling operation in the marine ecological red line area and has a strong popularization value.

Keywords： ecological red line area； zero discharge； drilling technology

1 背景

渤海灣現有對廢棄物的處置方式主要有兩種：海上就地處理（非含油段排放，含油段回港；巖屑回注）；全部回港處理。針對海洋生態紅線區實現污染物“零排放”特點，分析現有技術現狀的優缺點見表1。

2 “零排放”鉆井配套技術

要想在海洋生態紅線區域進行勘探鉆井作業，實現“零排放”是最基本要求，而且必須有一種方案要兼顧“零排放”和鉆井成本控制兩不誤的方案。因此推出了生態紅線區域“零排放”鉆井配套技術。

2.1 鉆井平臺“零排放”改造

2.1.1鉆井平臺“零排放”改造

渤海灣現有鉆井平臺均不滿足海洋生態保護紅線區域內勘探開發作業要求，鉆井平臺要想在此類區域進行勘探作業，就必須對鉆井平臺進行適應性改造。因此對鉆井平臺進行改造：首先改造固控區域內巖屑回收裝置，其次將平臺作業過程中產生的黑水、灰水、鉆臺污水以及甲板雨水等收集至專用存儲艙室中，并定期泵送外輸至運輸船回收處理。實現平臺除冷卻海水以外的零排放。

將平臺的黑水、灰水，以及甲板的雨水等污水進行收集并存放在壓載艙，再通過外輸系統將污水輸送至值班船。

2.1.2 固井相關設備適應性改造

為配合實現平臺生活、生產污水的“零排放”目標，項目組對固井方面產生的廢液進行分析，包括：固井后剩余的混合水、固井后清洗設備的水泥漿混漿、水泥塞作業后循環出來的多余前置液及水泥漿。針對以上幾類廢液，現場進行了以下改造：（1）固井剩余混合水，通過固井泵管線泵至污油罐中進行回收處理；（2）固井后清洗設備的水泥漿泵至污油罐中，污油罐中加入緩凝劑，進行回收處理；（3）水泥塞作業后，進行反循環清洗方式，漿廢液返排至污油罐中進行回收處理。

2.1.3 鉆井船井口區域適應性改造

為配合實現平臺生活、生產污水的“零排放”目標，防止井口溢出鉆井液、井口區域清潔污水入海，探井項目組要求相應平臺在之前“零排放”改造基礎上增加鉆井液放溢傘，并將傳統網格式格柵板井口小平臺改造為封閉式柵板，增加防溢擋板，同時在井口改造相應區域增加污水回收裝置及管線，杜絕污水入海，實現“零排放”目標。

2.1.4 鉆屑回收相應適應性改造

平臺現有無軸輸送器輸送能力為7m3/h，在鉆速較高時不滿足作業需要，在作業期間不得不通過控制機械鉆速以保證巖屑回收需要。針對此情況，選配軸式輸送器提升輸送能力至15m3/h，滿足12-1/4”井眼機械鉆速180m/h時的回收處理量。

2.2 鉆井工藝適應改造

傳統作業模式下很多鉆井工藝無法滿足“零排放”作業區作業要求，針對“零排放”作業特點，對“零排放”區作業鉆井工藝進行適應調整；

2.2.1 減少廢棄物生成量

針對“零排放”作業特點，探井項目組優化“零排放”作業井井身結構，創新提出優化復合表層套管及“小井眼”鉆井技術，在保證測井及測試資料錄取前提下，將之前常規16”井眼下人13-3/8”表層套管優化為12-1/4”井眼下人10-3/4”表層套管，將常規12-1/4”井眼下人9-5/8”油層套管優化為9-1/2”井眼下人7”油層套管。

2.2.2 優化下入表層套管作業順序

常規下入表層套管方法在下套管、固井過程中會導致大量鉆井液入海，不滿足零排放作業區要求。針對此情況，探井項目組經過精心調研，提出相應優化方案，調整作業程序，結合鉆井液和固井優化方案相應調整，實現“零排放”下入表層套管。

2.3 配套鉆井液技術

“零排放”區作業給鉆井液相關工作帶來一定挑戰，作業思路必須進行調整。但探井項目組明確要求“零排放”不以犧牲鉆井液性能為代價，杜絕現場復雜情況發生。針對該特點，探井項目組聯合相關服務公司對鉆井液提出以下優化思路：表層井眼井段：保證井眼清潔，減小廢液產生；儲層井眼井段：采用新漿開鉆，嚴格控制有害固相，保證鉆井作業安全。工程方面選用9-1/2”井眼，排量最大至3200L/min，遲到時間短、利于攜砂、鉆屑重復切削率降低。

2.4 配套固井技術

對于表層套管固井，既要保證表層管鞋封固質量，又要保證水泥漿不返至泥線以上影響棄井割套管作業。針對此情況通過優化固井設計，控制水泥漿返高，通過掃稠塞與投電石測得井筒容積，精確調整水泥漿附加量，最終既保證能夠封固上層管鞋，又不返至泥面以上影響后期棄井割套管作業，該井的表層套管固井作業順利完成。

常規棄井水泥塞作業使用正循環清洗多余水泥漿，洗出的水泥漿與泥漿無法及時識別進行回收。針對這一弊端，現場通過使用反循環，控制循環排量與壓力，保證井況安全不發生漏失的前提下，回收前置液與水泥漿至回收罐，達到清洗多余水泥漿，產生的水泥漿與泥漿混漿少，清洗及時迅速，滿足海洋環境“零排放”等多項要求。

3 結束語

“零排放“鉆井配套方案的推出，為生態紅線區勘探開發作業提供寶貴的技術儲備和作業經驗，對今后“零排放”區域勘探和開發具有重要意義。

參考文獻：

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