钻井泥浆不落地技术的应用研究

孙金柱　罗烈飞

摘要：废弃泥浆是钻井过程中的重要污染源，对废弃泥浆进行处理以防止污染环境。经过长期的理论研究和实践对比可知，传统处理工艺无论是效率还是经济性方面都存在着较大弊端。因此，现实井场要求我们寻求一种及时有效的现场随钻废弃泥浆处理方式。

关键词：泥浆不落地；应用

引言：随着新环保法的实施，环保的意识也不断提高，钻井废弃泥浆的处理也相应有了新的要求。在国外随着研究和实践的发展，钻井泥浆不落地设备逐步开始被应用，并取得了极大的反响，且设备应用之处就得到了环保部门的好评。因此，探索出一种符合中国国情的既经济又环保的钻井废弃泥浆处理技术方法是非常必要的。

一、钻井泥浆不落地系统的工艺原理

一般情况下，油气井一开和二开钻进初期井口返出泥浆的跑漏现象比较严重，且其返出岩屑的速度也非常快，此时可将返出的岩屑直接从返出口接出，通过螺旋输送机输送到甩干装置（甩干桶）处进行甩干，再将甩干的岩屑送入制砖机制成砖块。另外，比较稀的废弃泥浆则流入振动筛前的地沉罐中，当地沉罐中存入一定量泥浆后，先将罐中废弃固相分离出，同时将液体泥浆一次性抽吸出来送进破胶罐；待破胶罐中完成破胶后，再将混合液打入压滤机中；从压滤机处理出来的固相堆放待用，而流出的液体直接排除或循环给钻井队继续利用。

二、泥浆不落地技术的应用优势

第一，避免了挖掘废弃物储存池和固化填埋池，采用泥浆不落地设备最大程度减小占地面积，节约了钻井成本。第二，实现了废弃泥浆和钻屑无害化处理和资源回收利用，废弃物“不落地”收集和分类处理，处理过的泥浆循环利用，最大程度节约了钻井费用。第三，预防为主将环境污染从源头降至最低，尽可能缩短处理周期和存放时间，及时将现场废弃泥浆第一时间随钻处理，废水处理后清洗钻井设备或配制泥浆，钻屑等固相用于制砖。第四，最重要的是通过这一新技术的推广，得到了当地牧民的广泛称赞，更好地协调了工农关系。

三、钻井泥浆不落地技术的具体应用

1、大牛地气田一般的井身结构

（1）直井和小斜度定向井的井身结构设计。一开选用φ311.1mm的牙轮钻头，TA 600-800m外径φ244.5mm的表层套管；二开选用φ222.3mm的PDC钻头，下入3500-3700m外径φ177.8mm的技术套管。（2）大斜度定向井和水平井的井身结构设计。一开选用φ346.6mm的牙轮钻头，下入不小于500m外径φ273mm的表层套管；二开选用φ241.39mm的PDC钻头，下入2400-2600m外径φ177.8mm的技术套管；三开选用φ152.4mm的PDC钻头，大约在3500-4200m处采用悬挂尾管技术完井。一般钻井过程中需要处理的最大废弃泥浆量是固井废液，3500-4200m井固井总排量是100-120立方米，其固井废液主要是泥浆混合液和水泥污水。

2、一开废弃钻井泥浆的处理。一开废弃钻井泥浆的体系比较简单，主要成分是钻屑和粘土颗粒，常规钻井固控设备仅仅是开动了—级固控的3台振动筛，钻井不落地设备主要开动了螺旋输送机、板框压滤机、工业脱水机和免烧制砖机来处理废弃泥浆，一开的钻井不落地设备开启状况如下图所示。废弃泥浆固相废料的处理：采用螺旋输送机直接从振动筛固相出料口处将废弃钻屑等固相废料输送至甩干桶，然后将钻屑等固相废料甩干，最后送入免烧制砖机制成砖块。废弃泥浆中废液的处理：首先振动筛过滤出的含有细小岩屑和粘土颗粒的废液进入地沉罐中，再用渣浆泵从地沉罐中将废液抽入破胶罐，将破胶处理完后的废液送入板框压滤机进行分离处理，经过板框压滤机分离后的固相呈块状，液相是较清澈的水，可直接给钻井队回用配制新泥浆。

3、二开初期-延长组底部地层的废弃泥浆处理

（1）二开初期-延长组底部地层的泥浆体系要求：①二开初期地层仍轼淞欹，按照下述要求维护泥浆性能即可：首先将前面—开的清水泥浆固相处理，充分有效利用固控设备沉淀钻屑、分散地层粘土；严格控制泥浆密度在1.08g/cm3以下、含沙量降至1%以下以防止岩屑堆积在泥浆中；再配制为稳定井壁的强抑制性泥浆保证安全钻进即可，用此泥浆可提高机械钻速进行二开的初期钻井。②二开延长组底部是容易垮塌的灰黑色泥岩地层，钻进时泥浆中还要加入防塌剂并适当提高聚合物的比例；起钻完成时，再准备—罐稠泥浆用于清洗井眼，以确保井下安全；如果井下情况较为复杂，则提前转化为低固相泥浆体系。

（2）二开初期-延长组底部地层废弃泥浆的处理。结合“泥浆体系要求”可知，二开初期地层采用的清水聚合物体泥浆体系成分简单，二开的延长组使用坂土泥浆（与一开泥浆相似）。因此依据匕述泥浆体系相关相似情况可知，关于二开初期-延长组底部地层废弃泥浆的处理，其处理过程和方法与前面一开“废弃钻井泥浆的处理”所述相同，这里就不再重复累述了。二开初期-延长组底部废弃泥浆处理情况的结果如下表所示。

总之，实际二开初期延长组上部井段采用较为简单的清水聚合物体泥浆体系快速钻进，为保证井眼畅通，每钻进200-300m利用稠浆推砂一次，废弃泥浆量约30方，由于其废弃泥浆成分简单，充分有效地借助常规四级固控设备对其中的岩屑进行处理即可。二开的延长组使用坂土泥浆共计100方，废弃泥浆量约20方。二开钻至延长组井段由于泥浆成分变复杂，且废弃岩屑的量逐渐增加，必要时开启泥浆不落地主体设备，废弃岩屑采用免烧制砖机压成砖块。

结束语：本章主要结合大牛地气田X井的实际情况，重点分析研究钻井泥浆不落地设备应用情况：针对大牛地气田X井的情况，论述了泥浆不落地设备在该井一开、二开对废弃泥浆的处理过程和具体工艺方法，仅供参考。