勘探环保配套技术的研究及在渤海油田的应用

李晓刚 杨保健 王攀

摘 要：国家海洋局要求生态保护红线区作业必须实现污染物“零排放”，目前渤海湾钻井技术及设备均不满足该区域作业需求，导致目前多区块无法进行勘探开发工作，要想在该区域进行探井作业，就必须建立与“零排放”相配套钻井技术及设备。结合生态红线区域的特殊性，对钻完井废弃物处置技术现状分析，继而推出与“零排放”配套技术，为海洋生态红线区勘探钻井作业提供强有力的保证，具有较强的推广价值。

关键词：生态红线区；零排放；钻井技术

中图分类号：P618.13 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）20-0113-02

Abstract： The State Oceanic Administration （SOA） requires that the operation of the ecological protection red line should realize "zero discharge" of pollutants. At present， drilling technology and equipment in Bohai Bay do not meet the needs of the operation in this area， resulting in the inability of exploration and development work in multiple blocks at present. In order to carry out exploratory well operation in this area， it is necessary to establish drilling technology and equipment matching with "zero discharge". Based on the particularity of the ecological red line area， the present situation of drilling and completion waste disposal technology is analyzed， and then the matching technology with "zero discharge" is proposed， which provides a strong guarantee for the exploration and drilling operation in the marine ecological red line area and has a strong popularization value.

Keywords： ecological red line area； zero discharge； drilling technology

1 背景

渤海湾现有对废弃物的处置方式主要有两种：海上就地处理（非含油段排放，含油段回港；岩屑回注）；全部回港处理。针对海洋生态红线区实现污染物“零排放”特点，分析现有技术现状的优缺点见表1。

2 “零排放”钻井配套技术

要想在海洋生态红线区域进行勘探钻井作业，实现“零排放”是最基本要求，而且必须有一种方案要兼顾“零排放”和钻井成本控制两不误的方案。因此推出了生态红线区域“零排放”钻井配套技术。

2.1 钻井平台“零排放”改造

2.1.1钻井平台“零排放”改造

渤海湾现有钻井平台均不满足海洋生态保护红线区域内勘探开发作业要求，钻井平台要想在此类区域进行勘探作业，就必须对钻井平台进行适应性改造。因此对钻井平台进行改造：首先改造固控区域内岩屑回收装置，其次将平台作业过程中产生的黑水、灰水、钻台污水以及甲板雨水等收集至专用存储舱室中，并定期泵送外输至运输船回收处理。实现平台除冷却海水以外的零排放。

将平台的黑水、灰水，以及甲板的雨水等污水进行收集并存放在压载舱，再通过外输系统将污水输送至值班船。

2.1.2 固井相关设备适应性改造

为配合实现平台生活、生产污水的“零排放”目标，项目组对固井方面产生的废液进行分析，包括：固井后剩余的混合水、固井后清洗设备的水泥浆混浆、水泥塞作业后循环出来的多余前置液及水泥浆。针对以上几类废液，现场进行了以下改造：（1）固井剩余混合水，通过固井泵管线泵至污油罐中进行回收处理；（2）固井后清洗设备的水泥浆泵至污油罐中，污油罐中加入缓凝剂，进行回收处理；（3）水泥塞作业后，进行反循环清洗方式，浆废液返排至污油罐中进行回收处理。

2.1.3 钻井船井口区域适应性改造

为配合实现平台生活、生产污水的“零排放”目标，防止井口溢出钻井液、井口区域清洁污水入海，探井项目组要求相应平台在之前“零排放”改造基础上增加钻井液放溢伞，并将传统网格式格栅板井口小平台改造为封闭式栅板，增加防溢挡板，同时在井口改造相应区域增加污水回收装置及管线，杜绝污水入海，实现“零排放”目标。

2.1.4 钻屑回收相应适应性改造

平台现有无轴输送器输送能力为7m3/h，在钻速较高时不满足作业需要，在作业期间不得不通过控制机械钻速以保证岩屑回收需要。针对此情况，选配轴式输送器提升输送能力至15m3/h，满足12-1/4”井眼机械钻速180m/h时的回收处理量。

2.2 钻井工艺适应改造

传统作业模式下很多钻井工艺无法满足“零排放”作业区作业要求，针对“零排放”作业特点，对“零排放”区作业钻井工艺进行适应调整；

2.2.1 减少廢弃物生成量

针对“零排放”作业特点，探井项目组优化“零排放”作业井井身结构，创新提出优化复合表层套管及“小井眼”钻井技术，在保证测井及测试资料录取前提下，将之前常规16”井眼下人13-3/8”表层套管优化为12-1/4”井眼下人10-3/4”表层套管，将常规12-1/4”井眼下人9-5/8”油层套管优化为9-1/2”井眼下人7”油层套管。

2.2.2 优化下入表层套管作业顺序

常规下入表层套管方法在下套管、固井过程中会导致大量钻井液入海，不满足零排放作业区要求。针对此情况，探井项目组经过精心调研，提出相应优化方案，调整作业程序，结合钻井液和固井优化方案相应调整，实现“零排放”下入表层套管。

2.3 配套钻井液技术

“零排放”区作业给钻井液相关工作带来一定挑战，作业思路必须进行调整。但探井项目组明确要求“零排放”不以牺牲钻井液性能为代价，杜绝现场复杂情况发生。针对该特点，探井项目组联合相关服务公司对钻井液提出以下优化思路：表层井眼井段：保证井眼清洁，减小废液产生；储层井眼井段：采用新浆开鉆，严格控制有害固相，保证钻井作业安全。工程方面选用9-1/2”井眼，排量最大至3200L/min，迟到时间短、利于携砂、钻屑重复切削率降低。

2.4 配套固井技术

对于表层套管固井，既要保证表层管鞋封固质量，又要保证水泥浆不返至泥线以上影响弃井割套管作业。针对此情况通过优化固井设计，控制水泥浆返高，通过扫稠塞与投电石测得井筒容积，精确调整水泥浆附加量，最终既保证能够封固上层管鞋，又不返至泥面以上影响后期弃井割套管作业，该井的表层套管固井作业顺利完成。

常规弃井水泥塞作业使用正循环清洗多余水泥浆，洗出的水泥浆与泥浆无法及时识别进行回收。针对这一弊端，现场通过使用反循环，控制循环排量与压力，保证井况安全不发生漏失的前提下，回收前置液与水泥浆至回收罐，达到清洗多余水泥浆，产生的水泥浆与泥浆混浆少，清洗及时迅速，满足海洋环境“零排放”等多项要求。

3 结束语

“零排放“钻井配套方案的推出，为生态红线区勘探开发作业提供宝贵的技术储备和作业经验，对今后“零排放”区域勘探和开发具有重要意义。

参考文献：

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[3]王睿，王娟，曾婷.环保钻井液技术的研究与应用[J].钻采工艺，2009（6）：75-77.

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