中石油南方勘探：钻井泥浆废弃物随钻处理技术研发应用（油田环保）

时间:2015-07-02 10:44来源:中国环境报作者:信息发布点击: 次

在钻井过程中，会产生大量泥浆，部分泥浆可以重复利用，还有一部分泥浆要作为废弃物进行处置。对于泥浆废弃物的处置，传统做法就是在钻井现场开挖泥浆坑，将泥浆废弃物注入泥浆坑并进行固化封存。这样的处理工艺简单，但也留下了环境隐患。李英涛告诉记者，泥浆处理不当不仅会威胁周边生态环境，严重时还可能会对地下水和地表水会产生不良影响。

随着新修订的《环境保护法》正式实施，企业的环保压力日益增大。对于中石油南方公司来说，在以生态环境优美闻名的海南岛开发石油，处理好钻井泥浆等废弃物、保护海南生态环境更是义不容辞的责任。于是，南方公司开始集中攻克这一难题。

李英涛(中国石油南方石油勘探开发有限责任公司质量安全环保处处长)说，中国石油天然气集团公司安全环保部副总经理周爱国，勘探与生产分公司总工程师、安全总监赵邦六，及公司副处长黄山红等领导高度重视，多次到现场考察，对技术的推广应用进行指导，为这一技术的成功实施提供了大力支持和帮助。

2014年9月，中国石油勘探与生产分公司领导率环保处、工程技术处、安全环保研究院、长庆、辽河、西南等油气田高级专家，对这一新技术和设备工艺进行了现场观摩考察，并指示应抓紧制定行业内统一技术标准，积极进行推广，同时，尽快组织安全评估，完善优化定型，实现规模化制造；这套工艺和设备要同钻井队无缝连接，作为钻井队标准化设备配置。

随后出台的《中国石油天然气股份有限公司勘探与生产分公司环境保护管理规定》明确要求，油气生产过程应优化生产工艺和总体布局，加强污染防治，提升清洁生产水平。其中，钻井过程应进一步优化钻井液体系及废物回收、处理工艺，鼓励采用环境友好的钻井液体系，环境敏感区域要逐步推广泥浆不落地技术，钻井废弃泥浆池必须采取防渗措施，钻井过程产生的污油、污水尽量进入生产流程循环利用；钻井过程要配备完善的固控设备，废弃泥浆池要进行无害化处理，钻井施工结束要恢复地貌，环保验收不合格不予接井。

2014年12月23日，中国石油天然气集团公司勘探与生产分公司环保工作会暨钻井废弃物随钻处理工艺现场会在海南召开，来自全国16个油气田60多位领导和专家云集海南，现场考察了南方公司与天华环保公司合作研发的钻井废弃物随钻不落地处理设备工艺技术。记者在海南采访时，辽河油田的相关负责人正在实地考察这一项目。

今年3月18日，中国石油集团公司安全环保工作会议召开。集团公司副总经理沈殿成在讲话中指出，过去我们的钻井废弃物只是简单固化处理，从今年开始随意处置排放就是违法，违法就要抓人。他强调，在新《环境保护法》的框架下，钻井废弃物处理处置、废水灌注等行为均存在严重的法律风险。“各单位务必要保持清醒头脑，一旦违法，我们面临的不仅是高额罚款，还要追究主要责任人及企业负责人的刑事责任，对此我们丝毫不能存侥幸心理，必须把安全环保红线作为‘生命线’，推动完善有关监管制度，从系统上筑牢安全环保防线。”

同样是在这次会议上，中国石油集团明确了2015年的安全环保工作安排，其中包括“要实施好‘钻井废弃物和压裂返排液治理及资源化利用的科研专项和示范工程’，安全环保院技术总负责，相关单位要做好配合，要通过项目示范，进一步分清与工程服务企业的责任界面，推动钻井等施工作业队伍源头控制，实现清洁生产，实现废弃物的减量化和资源化利用”。

5月14日，中国石油集团公司副总经理赵政璋也专程来到海南的钻井废弃物随钻处理现场考察，做出重要指示。

从一开始，钻井废弃物随钻处理技术研发就作为试点项目，得到了中国石油集团公司各级领导的大力支持，领导高度重视是成功研发、推广钻井泥浆废弃物随钻处理的关键。

购买服务提高效率

引入民间资本 18个月完成从研发到全面推广

南方公司的随钻处理不落地工艺，从研发到全面推广使用仅用了18个月的时间，李英涛告诉记者，“之所以这么快，一方面是领导高度重视，另一方面是因为南方公司颠覆了传统油公司小而全的概念，引入民营资本，花钱买服务，市场预期换取科研投入。”这样一来，省去了可研、立项、审批等一系列程序，提高了效率。

目前，中石油南方公司推广随钻处理技术采取了第三方治理的方式，向华北石油天华环保节能公司（以下简称天华公司）购买服务。根据合同规定，由天华公司提供科研资金用于项目的合作研发，南方公司承诺研发成功后预期市场，天华公司向南方公司提供钻井废弃物处理服务，确保钻井泥浆得到妥善处置，保证环境安全。

在福山油田一个正在施工的井场，记者看到了随钻处理工艺的设备，共包括3个单元：废弃物收集单元、破胶脱稳单元和固液分离单元。这项技术的发明人、天华环保公司总经理秦广山给记者详细介绍了这套设备的工作流程。

在废弃物收集单元，钻井过程中产生的泥浆被收集后，通过HGD设备高频振动和自动恒压射流冲洗，将振动筛筛出的大颗粒钻屑分选剥离。然后，通过螺旋输送机对钻井废弃物随钻及时收集并输送至低位罐进行缓存和预处理，一部分液相回到钻井队钻井液循环系统。

随后，进入破胶脱稳单元。泥浆进入破胶罐后，通过自动加药装置进行加药、脱稳、破胶和絮凝，使废弃泥浆形成适合于固液分离的浆体，输送到下一单元。

在固液分离单元，通过特种专利设备对预处理的浆体实施压榨、固液强化分离，产出的泥饼作为新型建材。滤液被收集并进行深度处理后，可满足钻井生产回用或油田系统回注要求。

记者在现场看到，固液分离后的泥饼被铲车运到暂存处，分离出滤液几乎透明。秦广山告诉记者，由于产生量不大，泥饼会被转运后进行集中处理。

据介绍，钻井废弃物随钻不落地处理系统、车载移动式泥水分离系统已经获得国家实用新型专利。秦广山告诉记者，这套设备的核心工艺之一是破胶脱稳的单元的药剂配方。“根据水基钻井液不同体系，钻井废弃物随钻处理使用破乳剂、絮凝剂、激发剂、还原剂、调整剂等组成针对性配方。”

同行的南方公司质量安全环保处葛建国告诉记者，泥浆处理费用为38万元/口井。据悉，这与传统泥浆坑的处置费用基本持平，但环境风险更低，而且做到了物尽其用。

2013年12月，海南省国土环境资源厅邀请国内知名环保专家，对此项技术进行了科学论证。专家总体评价认为，随钻技术设计思路清晰，具有一定的科学性和可操作性，选用的工艺技术和处理设备基本合理，可防止钻井废弃物污染扩散，符合国家和海南省对油田开发环境保护的管理要求，总体可行。

2014年6月，这一项技术的应用通过了海南省国土环境资源厅环评批复，得到了海南省政府的肯定。现在，这一项目已申报海南省和中石油集团公司科技进步奖。

泥浆不落地好处多

油田钻井企业环保管理实现质的提升

记者到达南方公司福山油田位于海南省澄迈县马村的花107-18井场时，看到的是一幅安静的画面：7个采油树整齐排列，旁边的抽油机静静地矗立。工作人员告诉记者，这个井场目前单井的日采油量为15立方米，还有一定的天然气产量。外行人在这里看不出什么特别，但内行人看后都会有一个疑问：这么狭小的地方，怎么打出了8口井？

这一井场围墙西边40米左右就是海，北边70米左右是坟墓，东边是土丘和民房，还有4条天然气管线从井场穿过。按照传统工艺，需要在现场开挖一个容量为3000立方米左右的泥浆坑，约为足球场大小。记者采访中了解到，钻一口井约产生1500立方米左右的泥浆废弃物，但为防范降雨等因素造成水量增加，泥浆坑要留出一定的余量。在马村这个井场，因为周边环境所限，如果采用传统钻井工艺挖泥浆坑几乎是不可能的。对周边居民、坟场进行征地的话，则会加大经济成本，甚至引发社会矛盾。所以如果是以前，这里只能被废弃。

但南方公司与天华公司合作研发的随钻处理技术解决了这一难题，让钻井队在这原本不具备开钻条件的地方打出了8口井，实现了名副其实的“螺狮壳里做道场”。

随钻处理技术不仅使钻井对场地的要求大大降低，而且还带来一系列的好处。江苏钻井海南项目40639队是南方公司率先使用随钻处理工艺的钻井队。现在，他们的一套设备已成功应用于19口井的钻井作业中，设备性能稳定，确保了这一钻井队年进尺突破35000米。

在钻井作业现场，工作人员告诉记者，这套设备的使用让他们尝到了不少甜头。首先，开钻前不需要开挖泥浆坑，省时省力。随钻处理全套设备采用撬装式设计，便于随井队一起搬迁，适应了油田勘探开发流动性大的特点。

中石油南方公司提供的资料显示，井场取消泥浆池，使得单井占地面积明显降低，平均可减少两亩左右。同等大小的井场，可多钻2~3口井，钻井废弃物随钻处理是解决大型丛式井组井场布局难题的有效方式，最大限度降低了用地成本。在征地日益困难而且征地价格上涨的今天，这一效果尤为明显。

平均每钻1口井约产生1500立方米泥浆，而钻井队准备的泥浆坑容积要达到3000立方米左右。这是为了防止雨水等进入泥浆坑，造成水量增加、泥浆外溢。在海南，台风季是钻井队最为担心的日子。不仅因为恶劣的天气会影响工程进度，而且台风带来的暴雨会让泥浆坑成为最大隐患。“以前，台风来了，钻井队员都要密切关注泥浆坑的情况，如果降水量过大，就要及时抽水运走，防止泥浆外溢。”工作人员告诉记者。

葛建国告诉记者，台风时节也是他们最为提心吊胆的日子，生怕钻井现场发生意外。自从采用了随钻处理工艺，没了泥浆坑，这样的担忧也就没有了。这一工艺的使用，实现了钻井的环保风险最小化。泥浆是钻井开发过程中最大的环境风险，钻井过程中的废弃物随钻处理，实现了泥浆“不落地”，彻底消除了废弃泥浆就地固化潜在的污染风险。这一技术不仅井场场地清洁，更实现了钻井“零排放”的环保目标，给油田钻井企业环保管理带来了质的提升。同时，钻井废弃物不落地处理系统把“过程处理”和“终端处理”合二为一，井场不需挖建泥浆池，保持了土壤的生态安全，保障了土地资源的环保效益。

采访中，葛建国带记者参观了正在建设中的福山油田钻井废弃物综合利用项目。这一项目包括泥饼综合利用项目、废水处理设施等。他告诉记者，这一项目建成后，周边的钻井废弃物经随钻处理后，泥饼将被运送到这里进行循环利用，部分废水也将在这里进行深度处理。最终，将形成包括钻井废弃物随钻处理、泥饼机械化制砖、滤液回用、污水集中处理等在内的钻井废弃物综合利用绿色产业链。

推广还要靠提升环保理念

绝不允许把降低成本的压力转移到环境保护上来

李英涛告诉记者，2015年1月开始，海南褔山油田已形成随钻不落地处理系统100%全覆盖规模，成为国内第一家消灭泥浆池的油田公司。

但是一直以来，泥浆坑是钻井工作的标准配置，仅以中石油为例，每年因为钻井勘探产生的水基泥浆总量超过554万立方米，随钻处理工艺颠覆了传统的观念，钻井队接受起来也有一个过程。谈到推广中的难点，李英涛认为主要是观念问题，“关键是看把环保放在什么位置，能不能加大投入，来进一步减少石油开采过程中产生的污染”。

新修订的《环境保护法》中明确，国家在重点生态功能区、生态环境敏感区和脆弱区等区域划定生态保护红线，实行严格保护；开发利用自然资源，应当合理开发，保护生物多样性，保障生态安全，依法制定有关生态保护和恢复治理方案并予以实施。

沈殿成在今年安全环保工作会议的讲话中强调，要牢固树立“安全是最好节约、事故是最大浪费”的理念，正确处理控股投资降成本与强化安全环保工作的关系，坚决守住底线，抓安全环保的精力不能减、力度不能弱，投资更不能少，绝对不允许把降低成本的压力转移到环保上来。同时，确保各项制度严格执行到位、落到实处、不打折扣，尤其是安全环保“三同时”工作要真正做到，真正实现谁违法、谁担责。刚刚发布的中石油2014年度《环境保护公报》也专门就钻井泥浆废弃物综合处理的情况做了推介。

现在，生态文明建设被放在突出战略位置，牢固树立尊重自然、顺应自然、保护自然的理念，坚持绿水青山就是金山银山。对于油田公司来说，就是要减少油田开发给生态环境带来的破坏，实现在青山绿水中打造绿色生态油田的目标。

经过一年多的推广应用，南方公司福山油田在钻井泥浆随钻处理综合技术使用方面取得了一定的经验，认为这一技术可行，设备运行稳定，完全能够满足钻井生产需要，但也存在一些需要在实践中探索解决的问题。

比如，目前这一套设备仍处于试用阶段，大部分属于非标设备，批量小，建造成本高，该套设备、工艺没有相关国家或行业标准。利用这一技术处理钻井废弃物，处理成本与钻井时间、井深、泥浆体系等因素有直接关系，目前缺少定额标准和测算依据等。

对此，南方公司建议，应推动钻井泥浆废弃物随钻处理设备标准化制定，建立钻井随钻设备和工艺的行业标准，制定随钻作业岗位定员标准和操作规程，进一步完善钻井泥浆废弃物随钻终端产物的处置规范。同时，实现钻井泥浆废弃物随钻处理设备标准化、模块化、撬装化、集成化，建立的“三撬一室”（低位收集撬、破胶脱稳撬、固液分离撬和控制值班室）随钻处理标准设施已由天华公司定型批量生产，推广应用于长庆、浙江等油田公司。南方公司正在与中国石油钻井研究院合作进一步加强随钻压滤液处理技术的研究，使随钻压滤液全部配浆回用。

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