海上钻屑远距离输送技术及数值模拟研究

为解决“零排放”背景下渤海油田钻屑回收总量大、转移收集困难、高频次吊装等多项难题,满足整井段钻屑随钻实时输送的要求,开发了一种安全高效、适用于渤海油田水基钻屑处置的远距离输送技术。依托曹妃甸A钻井平台“零排放”项目,对拟定管线敷设方案开展了数值模拟研究,分析了钻屑在泵管中的流变性能与压力损失规律,并与现场实测结果作对比,验证了数值模拟方法的可靠性,更好地指导了装置选型和管线敷设方案设计;钻屑远距离输送技术在该平台成功实现了首次应用,高效稳定传输钻屑14 000 m³,平均每天减少吊装作业80次,释放钻井平台甲板面积约150 m²,保障了钻井作业的高效顺利实施,对“零排放”背景下钻屑的收集与输送具有一定的推广价值和借鉴意义。     

海上钻井废物管理原则及处理技术探讨

随着海洋环保要求日趋提高,越来越多的海上区块要求钻井废物"零排放",钻井废物合规处理处置已成为海上作业生产亟待解决的问题。文章以对海上钻井废物现行处理方式及存在问题的分析为出发点,参照国外钻井废物管理的"4R"原则,探讨了国内海上钻井废物管理原则,并结合海上作业特点,介绍了针对水基钻井废物的化学脱稳固液分离技术,以及针对油基钻井废物的机械分离和热脱附组合技术,探讨了相应的处理流程及设备。结果表明:化学脱稳固液分离出的液体回配新钻井液性能与采用清水配制的钻井液性能基本一致;含油钻屑经热脱附处理后,油水回收,钻屑含油量低于1%,达到GB 16297—1996《海洋石油勘探开发污染物排放浓度限值》。     

钻井废液的固液分离工艺与设备

影响钻井废液固液分离的因素包括钻井废液的稀释比例、脱稳处理药剂的种类和加量、固液分离设备。文章介绍了钻井废液处理的基本流程,分析了钻井废液pH值对固液分离效果的影响,论述了卧式螺旋卸料沉降离心机的基本结构、设备参数和操作参数对固液分离效果的影响。     

油气田负压振动分离技术发展现状

随着新修订的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》的实施,进一步明确了油气田开发过程中提 高固液分离效率、 实现“源头减量” 的必要性。作为一种新型的固控形式,国内外针对负压振动分离技术的探索均取得了一定进展,并形成了以MudCube与脉冲式为代表的两种典型的负压振动筛形式。最后,通过分析两种负压振动筛 的工作原理、 结构形式,对比不同之处,明确了两者的工作特点,并对负压振动分离工艺在油气田的应用提出建议。     

钻井液不落地处理技术与模式探讨

废钻井液不落地处理技术是基于钻井队“固控”系统的废弃物处理技术,岩屑固渣处理及废液处理回用是其核心技术。在分析以固化填埋为主的传统废钻井液处理技术的基础上,借鉴国外“零排放”理念,探讨了废钻井液不落地处理的概念、思路、技术、工艺与模式,对当前存在的处理剂、处理技术、装备、工艺模式、环保可回收体系等问题进行了分析,提出了相应技术对策。应强化在破胶脱水、固液分离、固废处理、关键装备、模式优化及新体系等方面的研究。     

某地区钻井清洁生产工艺研究

文章对某地区钻井废物处理的情况进行调研,分析了原治理技术及管理模式存在的不足,提出了随钻实时处理工艺中废水、固废减量化措施及钻井废物处理的技术要求。通过对该地区实施钻井清洁生产的试运行成果总结,说明了随钻实时处理工艺有助于实现钻井废物处置全过程受控,可有效削减钻井过程中的环境风险。     

安全环保研究院水基钻井废物处理与资源化技术成果加快推进升级应用

正中国石油集团安全环保技术研究院有限公司经过一代、二代水基钻井废物不落地处理装置的研发和现场应用,积累了丰富成果,并在此基础上研发了第三代水基钻井废物不落地处理成套装置。装置以不落地收集、液相再生回用、固相无害化和固相资源化为一体的集约化随钻处理装备,消除了废钻井液池,并且实现了废钻井液再生处理后达标就地回用的循环利用模式。制成的钻屑资源化产品均能够达到环保和建材相关标准要求,产品浸出液主要污染控制指标pH值、色度、COD、石油类等均达到了GB 8978—1996《污水综合排放标准》     

含油钻屑处理技术现状及发展趋势

针对微生物处理、热脱附、热清洗、焚烧和萃取等含油钻屑处理技术存在普适性差、资源浪费、技术不成熟或投资较高等问题,探究更为高效、性价比高的含油钻屑处理技术。分析了国内外含油钻屑处理的法律法规,对目前国内外常用的含油钻屑常规处理技术、资源化利用技术,及其应用现状进行了综述,通过对各类技术的对比分析,提出含油钻屑处理技术高效低成本、"高价值"基础油回收与固相残渣的资源化利用、工厂化和随钻化处理的双极发展趋势,对油基钻井液中的基础油、水进行回收利用,处理后的固相可以转化为可利用的资源。     

聚磺钻屑资源化处理技术研究与应用

通过室内实验研究和现场实施应用,研究气田深井聚磺钻屑的资源化利用。聚磺钻屑无害化处理后制成的铺路基土、免烧砖经检测,浸出液的COD、石油类、色度等指标均达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级标准要求;免烧条石达到了GB/T 8239—2014《普通混凝土小型砌块》要求,28d后抗压强度≥10MPa;该工艺有利于钻井废弃物的减量化、资源化、无害化利用的循环经济模式,可以降低石油天然气勘探开发过程中钻井废弃物的环保风险。     

川渝地区页岩气钻井固废分类资源化处置利用略论

本文在简要分析川渝地区主要页岩气区域长宁、威远和涪陵页岩气钻井作业主要特点基础上,重点论述了页岩气钻井不同井段及不同钻井液体系钻井固废性质特点,针对页岩气钻井水基固废和油基钻屑两大类固废的资源化处置利用情况及存在的主要问题进行了论述,提出了川渝地区页岩气钻井应分井段或分不同钻井液体系固废进行收集并分类采用不同处置利用技术进行资源化处置利用,可达到更经济安全环保的利用效果。水基钻井固废就地生物处理资源化土壤利用是最优先择,第二选择是就地作为井场公路及井场场地路基建设利用,其次才是制成水泥块或免烧砖,最后才是转运制砖利用;油基钻屑的处置利用最关键的问题是争取脱油能按一般固废对待的国家或地方政策或规定争取,脱油后的油基钻屑最好的资源利用方式应是协同水泥窑焚烧处置,其次制成水泥块或作井场路基材料利用。同时针对性提出了页岩气钻井固废分类处理利用等方面的建议措施,对油气勘探钻井环保决策管理者和工作者具有一定参考价值和指导意义。     

页岩气勘探开发钻井固废特性鉴别研究

为实现清水钻屑、水基钻屑和油基钻屑3类钻井固废的资源化处理处置,对现有页岩气勘探开发产生的3类钻井固废的成分进行固废特性的鉴别。分析了固废的来源与产生方式,根据GB 5085.1～6—2007从氧化性、摩擦感度、遇水放气、腐蚀性对危险废物特性进行鉴别,从浸出毒性、毒性物质含量、急毒性物质初筛、生物毒性评价方面对危险废物进行毒性鉴别,根据GB 18599—2001《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》对其进行一般工业固废的鉴别。结果表明:3类钻井固废不具有GB 5085—2007《危险废物鉴别标准》所规定的易燃性、反应性等危险固废特性指标;3类钻井固废生物毒性远低于危险固废所规定的最低值,水基钻屑和油基钻屑热解灰渣的生物毒性评价结果均为无毒;除pH值高于9.0之外,3类固废的浸出液其他指标均低于GB 18599—2001中第Ⅱ类一般工业固废标准要求。     

废钻井液不落地处理技术与模式探讨

废钻井液不落地处理技术是基于钻井队"固控"系统的废弃物处理技术,岩屑固渣处理及废液处理回用是其核心技术。在分析以固化填埋为主的传统废钻井液处理技术的基础上,借鉴国外"零排放"理念,探讨了废钻井液不落地处理的概念、思路、技术、工艺与模式,对当前存在的处理剂、处理技术、装备、工艺模式、环保可回收体系等问题进行了分析,提出了相应技术对策。应强化在破胶脱水、固液分离、固废处理、关键装备、模式优化及新体系等方面的研究。     

钻井废液随钻处理技术在苏北油区的应用

在对钻井废液随钻不落地处理工艺废液收集单元、破胶脱稳单元、固液分离单元工艺流程分析的基础上,根据随钻处理目标及环保指标,结合在苏北油区的应用分析其实施情况,对现场应用效果进行评价。泥饼固废浸出毒性监测结果表明,悬浮物、COD、石油类等指标满足GB 8978—1996《污水综合排放标准》第二类污染物最高允许排放浓度二级标准。总结评价该处理装置在节能减排、环保等方面的效果。     

川渝地区页岩气钻井固废分类资源化处置利用

在简要分析川渝地区主要页岩气区域长宁、威远和涪陵页岩气钻井作业主要特点基础上,重点论述了页岩气钻井不同井段及不同钻井液体系钻井固废性质特点,针对页岩气钻井水基钻井固废和油基钻屑两大类固废的资源化处置利用情况及目前存在的主要问题进行了论述,提出了川渝地区页岩气钻井固废应分井 段或分不同钻井液体系进行收集并分类采用不同技术进行资源化处置利用,以达到更经济安全环保的效果。水基钻井固废就地生物处理资源化土壤利用是最优选择,第二选择是就地作为井场公路及井场场地路基建设利用,其次是制成水泥块或免烧砖,最后是转运制砖利用;脱油后的油基钻屑较好的资源利用方式是协同水泥窑焚烧处置,其次制成水泥块或作井场路基材料利用。同时针对性地提出了页岩气钻井固废分类处理利用等方面的建议措施,对油气勘探钻井环保决策管理具有一定参考价值。     

塔里木油田钻完井液环保处理技术研究

文章分别对水基磺化钻完井液和高密度柴油基钻完井液的环保处理技术进行了研究评价,对高温氧化、化学絮凝+机械脱水、生物修复等三类环保处理技术及工艺进行的研究表明,对水基磺化钻完井液产生的作业废物,3种方法中高温氧化处理技术处理效果稳定,COD去除率最高;化学絮凝+机械脱水工艺对COD去除效果不理想;生物处理工艺处理效果不能达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》的二级标准,不适合于塔里木油田气候环境。对于油基钻完井液产生的作业废物,基于萃取脱附的LRET脱附技术处理后固相含油量小于1%,回收油全部回用作为配置油基钻井液的基油,处理效果稳定,处理后含油钻屑的含油量小于1%,达到DB 23/T 1413—2010《油田含油污泥综合利用污染控制标准》要求。     

《“钻井废弃物不落地达标处理技术”适用性研究》项目完成

钻井废弃物主要是指废弃钻井泥浆、钻井废水和钻屑等混合物的总称。钻井泥浆（即钻井液）是石油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作所需的各种循环流体,用于石油勘探、钻井、开采等工艺过程,主要起到携带、悬浮钻屑,稳定井壁,平衡地层压力,冷却、润滑钻头钻具的作用。其中含有大量的无机盐、高分子量的有机化合物、某些重金属离子（如汞、砷、Cd、铬、铅等）。这些污染物有的来自钻井液化学添加剂,有的是从地层中携带而来。若不加处理长期存储或掩埋,这些有害物质会对土壤、地表水、地下水造成污染,直接或间接影响人类生态环境。     

水基钻屑制备烧结砖技术研究及应用

针对某地区钻井过程中水基钻屑产生量大、处理难的问题,通过水基钻屑制烧结砖技术,进行钻井废物资源化利用。介绍了水基钻屑制作路基材料、免烧砖、烧结砖等"资源化"处置技术现状,对水基钻屑制备烧结砖技术进行实验研究,进行了破胶处理和钻屑成分分析,分析了水基钻屑预处理,对烧结砖性能进行评价,结果表明,水基钻屑、配伍材料B、补强剂A之比为1∶4∶5时,抗压强度等指标达到GB 5101—2003《烧结普通砖》要求,烧结砖浸出液达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级标准。     

胍胶压裂返排液固液分离试验

胍胶压裂返排液具有高黏度、难固液分离的特征。强化该类废液的固液分离效果是开展深度处理的前提,去除废液中泥砂、岩屑、胍胶残渣等颗粒物,可确保处理后水水质达到再利用要求。通过室内试验得出影响该类废液固液分离效率的主要因素,包括废液黏度、颗粒物密度、粒径及混凝效果,并就延时混凝技术强化固液分离效果进行了试验研究。采用延时混凝形成的絮体粒径较常规絮凝物增加0.7~1.8 mm,絮凝物沉淀速率由常规的18 mm/s增加至25 mm/s,该试验研究为胍胶压裂返排液处理设备优化设计提供了技术依据。     

热脱附技术处理油基钻屑实验研究

页岩气非常规油气开发中产生油基钻屑,属于《国家危险废物名录》(2016)中的HW08类危险废物,是影响非常规油气开发的环保难题。油基钻屑中含有大量的矿物油,通过热脱附技术能够实现油基钻屑的安全处理,既能保证处理后残渣满足环保要求,又能回收矿物油。利用室内实验装置进行了加热温度和停留时间对油基钻屑的热脱附过程影响的实验研究,并分析了处理后固相残渣和回收油的基本属性。结果表明采用热脱附技术对于油基钻屑具有良好的处理效果,经检测,处理后残渣的含油率低于1%,回收油可以重新用于配置油基泥浆,性能满足使用要求,实现了回收油的资源化再利用。     

海上油基钻屑电磁热脱附参数优化及应用评价

选取某三级海域A平台钻井过程中离心机出口的油基钻屑开展电磁热脱附实验,分析实验过程中脱附温度、脱附时间对钻屑干渣含油量的影响规律,在此基础上优化设备运行参数:脱附温度300℃,脱附时间40 min,在此条件下,干渣含油量可达到0.84%。根据参数优化结果对现场应用进行指导,结果表明:一次性进料1 t,实际脱附温度300～320℃,脱附时间40 min,实际干渣含油量1.30%～1.70%;A平台电磁热脱附设备运行86 d,共处理油基钻屑1 116.40 t,平均处理量12.98 t/d,最大处理量21.70 t/d;油基钻屑在海上平台进行热脱附处理,实现了无害化处理,资源化利用,经济效益最大化。为提高设备处理能力,建议提高设备稳定性和增加预加热模块,为确保处理后尾气连续达标排放,建议增加尾气实时检测系统。