清洁化生产技术在寺005—X5井应用

谭宇龙 杨哲 王孟玉 杨楠

摘 要：为解决川渝地区钻井作业过程中废水、废弃固体处理的问题，在寺005-X5井开展了清洁化生产技术试验，结果表明，在钻井期间无废弃固体和液体落地，废弃液体的回收使用，实现了水资源的再生循环利用，实现了钻井过程中废弃物零排放，减少了对环境的伤害。

关键词：清洁化生产；岩屑不落地；钻井液不落地；环境保护

1 寺005-X5井简介

1.1 地理位置 寺005-X5，位于四川泸州市合江县西南部，地处四川盆地南缘的中低山丘陵区。地势南高北低，起伏较大，区内地形以低山丘陵为主，平坝、河谷兼有，井场附近为山林、梯田、沟谷。

1.2 本井简况 寺005-X5是四川盆地庙高寺构造上一口以茅二段为目的层的开发井，井身结构见图1。该井三开钻进至2223m井下出现垮塌，采用密度2.2g/cm3重浆举砂过程中出现井漏。三开钻进至2990m长兴组发生溢流，关井后井口压力升高将地层憋漏，形成下喷上漏井下复杂，采用复合堵漏措施后，顺利下入177.8mm套管封隔复杂井段。四开钻进至3728m茅二断层发生恶性井漏，采取复合堵漏措施解除。

2 寺005-X5井废弃物基本情况

2.1 固体废弃物 固体废弃物主要来自钻井过程中振动筛携带出的岩屑，除砂器、除泥器分离出的有害固相，处理井漏后筛除的堵漏材料等。本井固体废弃物主要分为三个阶段如图2。

第一阶段：0～1466m井段。该段采用444.5mm钻头钻进至100m，311.2mm钻头钻进至1466m，井眼尺寸大，钻速快，产生岩屑多。第二阶段：1466～3145m段。该段长兴组和茅口组发生恶性井漏，累计漏失聚磺钻井液857m3，消耗堵漏材料SDL×85吨、 QDL-2型×28.5吨、QDL-3型×59吨。该段产生固体废弃物主要为振动筛分离出的堵漏材料。第三阶段：该阶段产生固体废弃物主要是清掏循环罐和储备罐底部沉淀。

2.2 液体废弃物 液体废弃物主要来自钻井设备的跑、冒、滴、漏，清掏泥浆罐作业产生废水，起下钻作业流失泥浆，泥浆替换过程中流失的废弃泥浆，固井施工产生废水等[1]。寺005-X5井所用钻井液主要是以下两种体系：聚合物钻井液体系，配方：井浆+0.15%FA367+0.15%KPAM+1.5%LS-2+4%FRH+0.5%CaO+重晶石。该阶段产生的废弃钻井液所含处理剂较少，处理相对容易，主要处理手段为泥水分离。聚磺钻井液体系，配方：井浆+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。聚磺钻井液配方灵活，经过高温地产循环后出来的废液成分复杂，胶体具有极强稳定性，磺化材料在水中溶解性好，处理难度大。

3 清洁化生产现场应用

3.1 清洁化生产原理 首先将收集的废液进行超声波破乳。其破乳脱机理是超声波作用于乳状液后，由于油、水等粒子的物性不同，对超声波的响应不同，出现油、水等粒子各自集聚的现象，称之为位移效应，此效应能促使乳状结构破坏，从而促进同种物质微粒凝聚，使得油、水分离加快。将上述破乳后的废液进一步磁分离，磁分离技术能实现多种污染的一种净化，具有多功能性和通用性。在废水中投加磁种和混凝剂，使得各种性质的弱磁性微细颗粒甚至半胶体颗粒在高梯度磁场中能得到高效去除。最后利用电化学作用原理，借助外加高电压作用产生电化学反应，把电能转化为化学能，对废水中的有机物或无机物进行氧化还原反应，进而凝聚、浮除，可有效去除废水中的重金属、油、磷酸盐以及COD、SS与色度等[2]。

3.2 生产流程 生产流程如图3所示。现场采用可移动式收集槽放在振动筛、除砂器、除泥器出口，做到废弃物点对点收集。收集槽装满时用叉车将其移动到清洁生产设备处进行处理，实现液相和固相的不落地转移。对脱水的固相废弃物部分采取固化填埋方式处理；液相废弃物经过高浓度处理系统、反渗透系统后回收利用。

3.3 总结

①该技术能够实现对废泥浆进行随钻、及时、连续、稳定的现场处理，试验表明了该技术的可行性。②对于表层钻进采用聚合物体系的井，在未产生污染环境的有害物质时，对廢弃固相（如泥岩、砂岩等） 可不做全部处理，以提高设备利用率，降低因连续使用处理装置带来的消耗。③岩屑的输送可以改为目前已经在长宁页岩气片区使用的螺旋传送装置，提高传送效率。

参考文献：

[1]乐宏，陈华勇，许期聪，孙鹭.国外新型钻井完井废弃物处理技术[A].环保钻井液技术及废弃钻井液处理技术研讨会论文集[C].2014.

[2]邓红琳，赵文彬，袁立鹤.钻井液不落地技术在大牛地气田的应用[J].断块油气田，2014，21（1）：97-99.