国外油基钻井液环保措施研究

朱江伟

（大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院，黑龙江大庆163413）

国外，尤其是欧美等发达国家都对环保标准提出了日益严格的要求，他们认为，当今世界上改善环境的要求与经济竞争力的提高不再是不相容的了。因此，国外各大石油公司都积极采取预防性措施，将先污染后治理的管理方式改变为对钻井施工全过程的控制，强化各个环节的生产管理，从源头减少污染物的产生量和处理量。同时，各公司都不断增强相关技术研究，对不可避免的污染物进行无害化处理，从而实现“钻井的清洁生产”。

1 施工程序管理方面

在施工过程前进行环保综合评价，开展相关环保培训，是钻井施工过程中必不可少的重要环节，也是用最少的投资满足最严厉的环保要求的必要手段[3]。

1.1 严格执行并不断完善环境管理系统

（1）对监管和技术人员进行全面培训；

（2）所有人员均需持证上岗；

（3）作业前进行安全审查，作业中进行安全演习，作业后进行安全检测，并建立后继的反馈系统；

（4）执行职业病预防等相关措施。

1.2 合理的钻井设计减少污染排放

采用符合国际垃圾管理规定的设施；海上油基泥浆零排放解决措施；低噪声控制办法等。搞好井场防污系统，装备多级振动筛，高效离心分离机与旋流器，提高固控水平，保证泥浆质量，提高泥浆重复使用率。现场测定表明：如果固控系统的处理效率从70%提高

到95%，则含量4%的低密度固体可减少80%，从而减少用于钻井液稀释和废钻井液处理的成本。

1.3 加强井场现场管理

井场清洁生产的主要目的是在生产过程对自然水体和土壤都不产生污染。若就地挖掘泥浆池，则必须在泥浆池下方衬上塑料或防渗布等做隔层，施工作业产生的污水都设法收集到专用容器中，以便集中处理。

1.4 对泥浆进行循环利用

建立泥浆中转站，将老井泥浆统一进行回收利用，合理的回收利用比污染处理更有成效。

2 环保新技术方面[4-6]

2.1 研发低污染的钻井液体系

国外许多公司为了彻底解决油基钻井液对环境的污染问题，先后研制成功了多种合成基钻井液体系，它的特点是体系外相不含芳香烃，LC50毒性试验远低于最低线，而且不论在是否含氧环境中都可以生物降解。根据M-I公司的实验结果，该体系经过28d后，其生物降解率可达70%。

2.2 使用小井眼钻井技术

减少井眼尺寸，相应的泥浆量和钻屑量均会减少。FORASOL公司开发的小井眼钻机，整个井场面积800m2左右。共配备高频振动筛2台，高速离心机2台和除砂除泥一体机一套，配备顶驱，使用机械手操作液压大钳。钻3500m深的井，产生岩屑的总量仅88m3。

2.3 提高废弃物处理能力

在钻井产生的污染处理方面，针对不同废弃物采取不同的处理方法。油基钻井液及岩屑加化学剂破乳后用蒸馏办法进行固液分离提纯，固相可作为铺路材料，油相回收利用，水相净化处理后配浆使用。目前主要的处理方法大致有：物理化学法、惰化处理法、加热蒸馏法、生物治理法等。

2.3.1 物理化学方法

法国STB公司的废弃钻井液处理系统的工作原理是：将废弃钻井液倒入回收池中搅拌混合，然后进行离心脱水处理。将离心分离脱出的液相泵入回收罐中进行化学絮凝处理，首先回收上层分离的低密度油相；下层的水相经沉淀过滤后再回收利用。离心脱水产生的固相经挤压成型后用作建筑材料。此外还开发了车载流动装置，可在井场进行现场处理。

2.3.2 惰化处理

惰化有2个作用：一是在废弃钻井液中加入特殊固化材料使之变为失去流动性的固体；二是将重金属等污染物密闭起来，使其处于稳定状态从而不对环境造成损害。

2.3.3 蒸馏

将油基钻井液泵入回收罐中加热蒸馏，首先将轻烃馏分分馏出来，然后加入破乳剂使油水破乳，油相析出，固相沉降。将油泥焚烧处理，水相经过滤系统过滤后回收使用。这样回收的油相和水相均可回收利用。2.3.4热法土壤治理

钻井过程中产生的油相主要污染土壤和地下水。对土壤的污染处理主要有清洗、生化和热法处理，具体处理方法需要根据污染程度和油品性质确定。对地下水的污染处理，则相对困难，目前法国ATE公司生产的双相空气抽提系统现场应用效果较好。

2.3.5 生物治理

生物法治理土壤和水体污染目前也取得了较好的经济效果。美国NW公司研发的生物清洁剂，将表面活性剂和经驯化的微生物配合使用，表面活性剂将油相变成细小的液滴，极大地增加了微生物和油相的接触面积，从而提高了清洗速度并加强了清洗效果。

3 结束语

经过几十年的发展和完善，国外关于油基钻井液的环保治理方法已经日趋成熟，新的技术手段也不断涌现。

国内在钻井过程中的环境保护开展的较晚，最近几年各个油田虽然都进行了与之相关的研究，但主要集中在水基钻井液的固化和废水处理方面，对油基钻井液的环保处理尚未取得突破。但不能因为油基钻井液的环保问题就完全将之抛弃，而应该借鉴国外的管理方法和技术，合理地使用油基钻井液进行钻井施工。

[1]Davies J.M..Environmental Effects of the Use of Oil-Based Drilling Muds in the North Sea[J].Marine Pollution Bulletin,2014,15(10):383-386.

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[3]Clark R.K..The Impact of Environmental Regulations on Drill⁃ing Fluid Technology[J].2010,SPE127979.

[4]Rushing J.E.,Churan M.A.,Jones F.V..Bioaccumulation from Mineral Oil-wet and Synthetic Liquid-wet Cuttings in Es⁃tuarine Fish,Fundulus Grandis[J].2012,SPE143350.

[5]黄晓东.国外钻井液毒性检测方法述评[J].石油钻探技术，1995，23(4)：55-56.

[6]Marshall D.S..Use of Drill-in Completion Fluid Based on Po⁃tassium Formate Brine in Gullfaks Field[J].1995,SPE/IADC 29409.