鉆井液去磺化處理技術應用及效果評價

顧中文 齊偉佳 楊輝 鄧智磊 韓躍濤 王強 褚夫建

摘要：本文針對鄯善采油廠2019年度開展的鉆井液去磺化處理技術應用及效果評價，詳細介紹了：“非磺化處理劑設計和研發技術、聚合物鉆井液性能強化提升技術、多元協同鉆井液性能調控技術”3項措施及實施效果。

關鍵詞：鉆井液 去磺化 封堵劑 降濾失劑 降粘劑

2017年國家新環保法的實施對新鉆井中的磺化鉆井液排放有很大限制，為響應油田公司鉆井液去磺化總體部署，致力于可無害化處理鉆井液體系的研發與應用，研發形成了具備現場試驗條件的聚合物環保鉆井液體系，為油田綠色鉆井液全面去磺化和綠色礦區建設儲備了技術與經驗。

1 面臨的矛盾和問題

1.1 聚磺鉆井液具有較高的穩定性，在吐哈油田應用十分廣泛和成熟， 但對環境的影響大、時間長 聚磺鉆井液特點：磺酸基/磺甲基化能高、穩定、抗高溫，但是難以降解，但是其毒性大、降解困難。

1.2 新環保法的實施對新鉆井中的磺化鉆井液排放有很大限制2017年7月18日新疆維吾爾自治區安全環保廳明確要求了：磺化類水基泥漿：廢棄物采用不落地處理，巖屑處置殘渣的COD濃度滿足《污水綜合排放標準》GB8978-1996二級標準后可直接用于通井路修路、填坑、鋪墊井場等用途，也可進入一般工業固體廢物填埋場填埋;液相盡量回收利用，無法回收利用廢水處理達到《污水綜合排放標準》二級標準后用于地面降塵或綠化。隨著國家的法津法規日益健全，地方政府環保要求的提高和油田環保意識的增強，鉆井液去磺化處理技術方法的發展勢在必行。

2 關鍵技術與創新

2.1 非磺化處理劑設計和研發技術

2.1.1技術難點：既能替代磺化處理劑實現鉆井液性能調整，又能在一定條件下易降解減少環境影響矛盾點：易降解——失效快、高溫穩定性差（>60℃） 鉆井液功能——抗剪切、調性能、耐高溫（>80℃）

研發思路：用天然植物或其衍生物提煉聚合物，通過分子鏈結構改性和嫁接增強局部結構，形成生物無毒的環保型材料。

2.1.2 新研發的降濾失劑和封堵劑與磺化處理劑對比，單劑性能達到同等水平。

2.2 聚合物鉆井液性能強化提升技術

思路：在原來聚合物鉆井液配方基礎上增加抗溫穩定劑，確保3000m以內鉆井液性能穩定，在設計中明確性能參數并推廣。

2.3 多元協同鉆井液性能調控技術

2.3.1 技術難點：新材料與常規處理劑的配伍協同效果的有效發揮;

研究思路：有機材料和無機材料搭配發揮協同作用實現鉆井液性能在一定范圍內可控;

化學抑制性方面：用小分子胺基化合物壓縮粘土晶層的擴散雙電層有效提高泥頁巖井壁穩定性能。

2.3.2 物理封堵防塌方面：優化微米無機物粒徑分布和軟化點區間，實現廣譜封堵效果，提高井壁穩定性能。

3 實施情況及效果

3.1 通過研究非磺化處理劑設計和研發技術，對天然聚合物改良性研發的主要處理劑實現了同時滿足鉆井液功能和環保特性的雙重目標

3.2? 通過聚合物鉆井液性能強化提升技術研究，對原有聚合物鉆井液優化改進，強化了鉆井液性能，實現了聚合物鉆井液技術升級并且節約了危廢處理費用

從生物毒性角度評價鉆井液對環境的危害程度，聚合物鉆井液性EC50達到220000mg/L（去除了磺化材料的累積和疊加），傳統鉆井液均在10000mg/L以下，源頭控制環境影響方面具有明顯優勢，并且費用方面減少了危廢處理費用的支出，平均單井減少18.7萬元，共計節約392.6萬元;

3.3 通過研究多元協同鉆井液性能調控技術，強化抑制防塌與物理封堵，使鉆井液提高了深井、復雜井易坍塌地層井壁穩定性，滿足3000m以內井直井、水平井鉆井液性能要求。2019年實施鉆井液去磺化技術21井次，平均井深2752.3米，較設計周期平均單井節約6.3天，共計節約鉆井周期50.5天，節約監督費用6.7萬元，節約用電費用45.5萬元，共計節約費用52.2萬元

4 結論

去磺化鉆井液處理技術推廣應用，從源頭上減輕了環保壓力，推進了油田綠色發展步伐，向建設綠色礦山目標更近了一步。2019年通過應用“鉆井液去磺化處理技術”，減少投資及危廢處理費用效果顯著， 2019年應用21井次，共計節約金額444.75萬元。此次開展的鉆井液去磺化處理技術為油田綠色開發鉆井探尋出新的技術方向。

參考文獻：

[1]彭剛，石崇平. 聚合物（聚磺）鉆井液在塔河油田的應用[J]. 鉆采工藝，2002，25（4）：22-24.

（作者單位：吐哈油田公司鄯善采油廠）