專利名稱：鉆井液和鉆屑零排放并行處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
該發(fā)明涉及油氣田鉆井工程領(lǐng)域，為一種包括鉆井液選擇性固相控制、鉆屑在線處理和回收利用以及鉆井液再生利用的綜合工藝。
背景技術(shù)：
目前，油氣田鉆井生產(chǎn)中往往只對(duì)循環(huán)鉆井液進(jìn)行處理，以清除有害固相，維持鉆井施工的連續(xù)進(jìn)行，鉆屑則直接排入泥漿池中。
為適應(yīng)鉆井工藝和技術(shù)不斷發(fā)展的要求，鉆井液固控系統(tǒng)已變得非常龐大，由振動(dòng)篩、除砂器、除泥器、離心機(jī)和一些輔助設(shè)備組成，按照由粗到細(xì)的順序逐步除去鉆井液中的有害固相。上述固控設(shè)備的主要缺點(diǎn)是一方面，設(shè)備外排鉆屑的濕度高，不但浪費(fèi)了寶貴的鉆井液，而且增加了廢棄鉆井液的體積。另一方面，為了保護(hù)加重材料，往往降低固相控制水平，使大量有害固相滯留在鉆井液中，既降低了機(jī)械鉆速，又增加了鉆井生產(chǎn)的危險(xiǎn)性。
一口井鉆成后廢棄鉆井液一般為100～300m3，廢棄鉆屑的數(shù)量也很大。這些廢棄物中的一些無機(jī)鹽、重金屬組分、油品及大量的有機(jī)聚合物均對(duì)環(huán)境有較大危害，大大超過國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。如果不對(duì)這些廢棄物進(jìn)行處理而堆放在井場(chǎng)或掩埋，污染物會(huì)流入農(nóng)田、河流、海洋，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染，影響飲水水源、影響土壤及動(dòng)植物生長(zhǎng)，甚至直接危及人類健康與生命安全。
人們已經(jīng)意識(shí)到鉆井廢棄物的危害，提出了許多處理方法，但大都局限于對(duì)廢棄鉆井液直接進(jìn)行處理，有固化處理、分餾處理和化學(xué)無害化處理。對(duì)鉆井液進(jìn)行直接固化處理需添加大量固化劑，固化質(zhì)量往往不能達(dá)到要求，而且浪費(fèi)了鉆井液。分餾處理耗能巨大，實(shí)際效益較低。由于鉆井液材料的種類繁多，直接進(jìn)行無害化處理非常困難，或成本較高。
目前普遍應(yīng)用的做法是在泥漿池底部鋪設(shè)防滲膜，靠自然蒸發(fā)除去部分水分和油品，待廢棄物濃縮后掩埋。該方法的缺點(diǎn)是主動(dòng)性差，遇到下雨天氣，液體大量溢流，污染面積更大；泥漿池掩埋后，土地長(zhǎng)時(shí)間不能復(fù)耕，而且由于鉆屑的堆積會(huì)造成土地永久性荒蕪。油田也要為此付出昂貴的土地征用費(fèi)、青苗補(bǔ)償費(fèi)和環(huán)保費(fèi)，同時(shí)鉆井液和鉆屑的廢棄更造成巨大的資源浪費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種全新的鉆井液和鉆屑處理工藝，即鉆井液和鉆屑零排放并行處理工藝，實(shí)現(xiàn)鉆井液選擇性固相控制和鉆屑在線處理，使鉆屑和鉆井液現(xiàn)場(chǎng)不落地，并充分回收利用鉆井液和鉆屑。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，該工藝通過高效振動(dòng)篩和分級(jí)過濾機(jī)對(duì)鉆井液進(jìn)行選擇性固相控制，同時(shí)通過一箱式壓榨機(jī)對(duì)外排濕鉆屑進(jìn)行干化處理，并進(jìn)一步回收鉆井液。完井后，可用鉆井液分類儲(chǔ)存于再生中心待用，報(bào)廢鉆井液在再生中心進(jìn)行充分的固液分離，分離出的液體回注地層，分離出的固體與干鉆屑一起經(jīng)無害化處理后制成步磚。
附圖是鉆井液和鉆屑零排放并行處理工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖來具體描述該發(fā)明所提供的鉆井液和鉆屑零排放并行處理工藝。
如附圖所示，本發(fā)明的鉆井液固相控制工藝流程是井口返回鉆井液→高效振動(dòng)篩→分級(jí)過濾機(jī)→清潔鉆井液→循環(huán)入井。該高效振動(dòng)篩可以應(yīng)用200目以上篩網(wǎng)，省掉了耗能巨大的除砂器和除泥器，簡(jiǎn)化了原有固控工藝，并為分級(jí)過濾機(jī)工作提供了條件。井口返回鉆井液經(jīng)高效振動(dòng)篩后分為大粒濕鉆屑(＞74μm)和過篩液，過篩液由分級(jí)過濾機(jī)分出三級(jí)固相，從粗到細(xì)依次為粗鉆屑(74μm～35μm)、加重固相(35μm～15μm)和細(xì)鉆屑(2μm～15μm)，加重固相經(jīng)分散器分散后重新進(jìn)入鉆井液體系，粗鉆屑和細(xì)鉆屑外排至箱式壓榨機(jī)。這樣對(duì)鉆井液實(shí)現(xiàn)了選擇性固相控制，能清除更多有害固相，特別是粒徑低于加重固相的有害固體顆粒，大幅度提高了機(jī)械鉆速，降低了鉆井液的粘度，降低了稀釋水量，減少了鉆井液體積。
與鉆井液固相控制工藝并行的鉆屑處理工藝流程為振動(dòng)篩和分級(jí)過濾機(jī)外排濕鉆屑→箱式壓榨機(jī)→儲(chǔ)運(yùn)箱→再生中心→無害化處理裝置→制步磚。濕鉆屑經(jīng)過箱式壓榨機(jī)壓榨處理后，分為濾液和干鉆屑，濾液返回鉆井液體系，干鉆屑裝于儲(chǔ)運(yùn)箱中，運(yùn)到再生中心，經(jīng)無害化處理后制成步磚。通過鉆屑處理工藝可以使鉆屑和廢鉆井液在鉆井現(xiàn)場(chǎng)不落地，充分回收了鉆井液，而且省去了泥漿池。
完井后，可用鉆井液分類儲(chǔ)存于再生中心。對(duì)報(bào)廢鉆井液進(jìn)行高效固液分離，分為液體和固體，液體運(yùn)輸?shù)礁浇幕刈⒄净刈⒌较鄳?yīng)地層中，固體通過無害化處理裝置進(jìn)行處理，然后制成步磚。
再生中心具有鉆井液儲(chǔ)存和周轉(zhuǎn)、廢棄鉆井液分離以及固體無害化處理和利用的功能，配有鉆井液分類儲(chǔ)罐，以儲(chǔ)存不同類型的鉆井液；配有快速固液分離機(jī)，以分離報(bào)廢鉆井液；配有固體無害化處理裝置，以處理干鉆屑和報(bào)廢鉆井液固體。干鉆屑和報(bào)廢鉆井液固體經(jīng)無害化處理后外銷或在再生中心制成步磚，步磚制造設(shè)備視具體條件設(shè)置。再生中心可以根據(jù)鉆井區(qū)域或交通條件建設(shè)為固定處理廠，也可建造為小型撬裝設(shè)備，應(yīng)用于海上平臺(tái)、邊際油田或遠(yuǎn)距離勘探。
該鉆井液和鉆屑零排放并行處理工藝是一種全新的井筒流體物料處理工藝，可實(shí)現(xiàn)鉆井液選擇性固相控制和鉆屑在線處理，能顯著提高機(jī)械鉆速，并能充分回收鉆井液和最大限度地利用鉆屑，徹底消除了泥漿池占地及鉆井廢棄物的污染，適用于陸上、海洋以及沙漠鉆井生產(chǎn)，該工藝的推廣應(yīng)用具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和顯著的社會(huì)效益。
權(quán)利要求
1.一種鉆井液和鉆屑零排放并行處理工藝，包括鉆井液選擇性固相控制、鉆屑在線處理和回收利用以及鉆井液再生利用等部分。該工藝通過高效振動(dòng)篩和分級(jí)過濾機(jī)對(duì)鉆井液進(jìn)行選擇性固相控制，同時(shí)通過一箱式壓榨機(jī)對(duì)外排濕鉆屑進(jìn)行干化處理，并進(jìn)一步回收鉆井液；完井后，將可用鉆井液分類儲(chǔ)存于再生中心待用，對(duì)報(bào)廢鉆井液進(jìn)行充分固液分離，液體回注地層，固體與干鉆屑一起經(jīng)無害化處理后制成步磚。
2.如權(quán)利要求1所述的鉆井液和鉆屑零排放并行處理工藝，其特征在于經(jīng)過振動(dòng)篩的鉆井液由分級(jí)過濾機(jī)分出三級(jí)固相，從粗到細(xì)依次為粗鉆屑(74μm～35μm)、加重固相(35μm～15μm)和細(xì)鉆屑(2μm～15μm)，加重固相經(jīng)分散器分散后重新進(jìn)入鉆井液體系，粗鉆屑和細(xì)鉆屑外排至箱式壓榨機(jī)，實(shí)現(xiàn)選擇性固相控制。
3.如權(quán)利要求1所述的鉆井液和鉆屑零排放并行處理工藝，其特征在于高效振動(dòng)篩可以使用200目以上超細(xì)篩網(wǎng)。
4.如權(quán)利要求1所述的鉆井液和鉆屑零排放并行處理工藝，其特征在于振動(dòng)篩和分級(jí)過濾機(jī)外排濕鉆屑通過箱式壓榨機(jī)處理后，鉆屑含液量顯著降低，濾液達(dá)到鉆井液應(yīng)用要求。
5.如權(quán)利要求1所述的鉆井液和鉆屑零排放并行處理工藝，其特征在于再生中心根據(jù)鉆井施工區(qū)域和交通條件適當(dāng)配置，也可建造為撬裝結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求4所述的通過箱式壓榨機(jī)處理后的干鉆屑裝于儲(chǔ)運(yùn)箱中，濾液返回鉆井液體系，鉆屑和濾液在鉆井現(xiàn)場(chǎng)不落地。
7.如權(quán)利要求5所述的再生中心，配有鉆井液分類儲(chǔ)罐，以儲(chǔ)存不同類型的可用鉆井液；配有快速固液分離機(jī)，以對(duì)報(bào)廢鉆井液進(jìn)行固液分離；配有清液儲(chǔ)運(yùn)罐，以運(yùn)送需要回注的液體；配有無害化處理裝置，以處理干鉆屑和報(bào)廢鉆井液固體。干鉆屑和報(bào)廢鉆井液固體經(jīng)無害化處理后外銷，或在再生中心制成步磚，步磚制造設(shè)備視具體條件設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明涉及油氣田鉆井工程領(lǐng)域，為一種鉆井液和鉆屑零排放并行處理工藝，包括鉆井液選擇性固相控制、鉆屑在線處理和回收利用以及鉆井液再生利用等部分。該工藝通過高效振動(dòng)篩和分級(jí)過濾機(jī)對(duì)鉆井液進(jìn)行選擇性固相控制，同時(shí)通過一箱式壓榨機(jī)對(duì)外排濕鉆屑進(jìn)行干化處理，并進(jìn)一步回收鉆井液。完井后，將可用鉆井液分類儲(chǔ)存于再生中心待用，報(bào)廢鉆井液在再生中心進(jìn)行充分的固液分離，液體回注地層，固體與干鉆屑一起經(jīng)無害化處理后制成步磚。該工藝能顯著提高機(jī)械鉆速，充分回收鉆井液，并能最大限度地利用鉆屑，徹底消除了泥漿池占地及鉆井廢棄物的污染，有良好的經(jīng)濟(jì)效益和顯著的社會(huì)效益。
文檔編號(hào)E21B21/00GK1959061SQ200610068460
公開日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2006年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月29日
發(fā)明者王瑞和, 趙保忠, 王宗明 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)