勘探環(huán)保配套技術(shù)的研究及在渤海油田的應(yīng)用

李曉剛 楊保健 王攀

摘 要：國(guó)家海洋局要求生態(tài)保護(hù)紅線區(qū)作業(yè)必須實(shí)現(xiàn)污染物“零排放”，目前渤海灣鉆井技術(shù)及設(shè)備均不滿足該區(qū)域作業(yè)需求，導(dǎo)致目前多區(qū)塊無法進(jìn)行勘探開發(fā)工作，要想在該區(qū)域進(jìn)行探井作業(yè)，就必須建立與“零排放”相配套鉆井技術(shù)及設(shè)備。結(jié)合生態(tài)紅線區(qū)域的特殊性，對(duì)鉆完井廢棄物處置技術(shù)現(xiàn)狀分析，繼而推出與“零排放”配套技術(shù)，為海洋生態(tài)紅線區(qū)勘探鉆井作業(yè)提供強(qiáng)有力的保證，具有較強(qiáng)的推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：生態(tài)紅線區(qū)；零排放；鉆井技術(shù)

中圖分類號(hào)：P618.13 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：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

渤海灣現(xiàn)有對(duì)廢棄物的處置方式主要有兩種：海上就地處理（非含油段排放，含油段回港；巖屑回注）；全部回港處理。針對(duì)海洋生態(tài)紅線區(qū)實(shí)現(xiàn)污染物“零排放”特點(diǎn)，分析現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀的優(yōu)缺點(diǎn)見表1。

2 “零排放”鉆井配套技術(shù)

要想在海洋生態(tài)紅線區(qū)域進(jìn)行勘探鉆井作業(yè)，實(shí)現(xiàn)“零排放”是最基本要求，而且必須有一種方案要兼顧“零排放”和鉆井成本控制兩不誤的方案。因此推出了生態(tài)紅線區(qū)域“零排放”鉆井配套技術(shù)。

2.1 鉆井平臺(tái)“零排放”改造

2.1.1鉆井平臺(tái)“零排放”改造

渤海灣現(xiàn)有鉆井平臺(tái)均不滿足海洋生態(tài)保護(hù)紅線區(qū)域內(nèi)勘探開發(fā)作業(yè)要求，鉆井平臺(tái)要想在此類區(qū)域進(jìn)行勘探作業(yè)，就必須對(duì)鉆井平臺(tái)進(jìn)行適應(yīng)性改造。因此對(duì)鉆井平臺(tái)進(jìn)行改造：首先改造固控區(qū)域內(nèi)巖屑回收裝置，其次將平臺(tái)作業(yè)過程中產(chǎn)生的黑水、灰水、鉆臺(tái)污水以及甲板雨水等收集至專用存儲(chǔ)艙室中，并定期泵送外輸至運(yùn)輸船回收處理。實(shí)現(xiàn)平臺(tái)除冷卻海水以外的零排放。

將平臺(tái)的黑水、灰水，以及甲板的雨水等污水進(jìn)行收集并存放在壓載艙，再通過外輸系統(tǒng)將污水輸送至值班船。

2.1.2 固井相關(guān)設(shè)備適應(yīng)性改造

為配合實(shí)現(xiàn)平臺(tái)生活、生產(chǎn)污水的“零排放”目標(biāo)，項(xiàng)目組對(duì)固井方面產(chǎn)生的廢液進(jìn)行分析，包括：固井后剩余的混合水、固井后清洗設(shè)備的水泥漿混漿、水泥塞作業(yè)后循環(huán)出來的多余前置液及水泥漿。針對(duì)以上幾類廢液，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了以下改造：（1）固井剩余混合水，通過固井泵管線泵至污油罐中進(jìn)行回收處理；（2）固井后清洗設(shè)備的水泥漿泵至污油罐中，污油罐中加入緩凝劑，進(jìn)行回收處理；（3）水泥塞作業(yè)后，進(jìn)行反循環(huán)清洗方式，漿廢液返排至污油罐中進(jìn)行回收處理。

2.1.3 鉆井船井口區(qū)域適應(yīng)性改造

為配合實(shí)現(xiàn)平臺(tái)生活、生產(chǎn)污水的“零排放”目標(biāo)，防止井口溢出鉆井液、井口區(qū)域清潔污水入海，探井項(xiàng)目組要求相應(yīng)平臺(tái)在之前“零排放”改造基礎(chǔ)上增加鉆井液放溢傘，并將傳統(tǒng)網(wǎng)格式格柵板井口小平臺(tái)改造為封閉式柵板，增加防溢擋板，同時(shí)在井口改造相應(yīng)區(qū)域增加污水回收裝置及管線，杜絕污水入海，實(shí)現(xiàn)“零排放”目標(biāo)。

2.1.4 鉆屑回收相應(yīng)適應(yīng)性改造

平臺(tái)現(xiàn)有無軸輸送器輸送能力為7m3/h，在鉆速較高時(shí)不滿足作業(yè)需要，在作業(yè)期間不得不通過控制機(jī)械鉆速以保證巖屑回收需要。針對(duì)此情況，選配軸式輸送器提升輸送能力至15m3/h，滿足12-1/4”井眼機(jī)械鉆速180m/h時(shí)的回收處理量。

2.2 鉆井工藝適應(yīng)改造

傳統(tǒng)作業(yè)模式下很多鉆井工藝無法滿足“零排放”作業(yè)區(qū)作業(yè)要求，針對(duì)“零排放”作業(yè)特點(diǎn)，對(duì)“零排放”區(qū)作業(yè)鉆井工藝進(jìn)行適應(yīng)調(diào)整；

2.2.1 減少?gòu)U棄物生成量

針對(duì)“零排放”作業(yè)特點(diǎn)，探井項(xiàng)目組優(yōu)化“零排放”作業(yè)井井身結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新提出優(yōu)化復(fù)合表層套管及“小井眼”鉆井技術(shù)，在保證測(cè)井及測(cè)試資料錄取前提下，將之前常規(guī)16”井眼下人13-3/8”表層套管優(yōu)化為12-1/4”井眼下人10-3/4”表層套管，將常規(guī)12-1/4”井眼下人9-5/8”油層套管優(yōu)化為9-1/2”井眼下人7”油層套管。

2.2.2 優(yōu)化下入表層套管作業(yè)順序

常規(guī)下入表層套管方法在下套管、固井過程中會(huì)導(dǎo)致大量鉆井液入海，不滿足零排放作業(yè)區(qū)要求。針對(duì)此情況，探井項(xiàng)目組經(jīng)過精心調(diào)研，提出相應(yīng)優(yōu)化方案，調(diào)整作業(yè)程序，結(jié)合鉆井液和固井優(yōu)化方案相應(yīng)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)“零排放”下入表層套管。

2.3 配套鉆井液技術(shù)

“零排放”區(qū)作業(yè)給鉆井液相關(guān)工作帶來一定挑戰(zhàn)，作業(yè)思路必須進(jìn)行調(diào)整。但探井項(xiàng)目組明確要求“零排放”不以犧牲鉆井液性能為代價(jià)，杜絕現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜情況發(fā)生。針對(duì)該特點(diǎn)，探井項(xiàng)目組聯(lián)合相關(guān)服務(wù)公司對(duì)鉆井液提出以下優(yōu)化思路：表層井眼井段：保證井眼清潔，減小廢液產(chǎn)生；儲(chǔ)層井眼井段：采用新漿開鉆，嚴(yán)格控制有害固相，保證鉆井作業(yè)安全。工程方面選用9-1/2”井眼，排量最大至3200L/min，遲到時(shí)間短、利于攜砂、鉆屑重復(fù)切削率降低。

2.4 配套固井技術(shù)

對(duì)于表層套管固井，既要保證表層管鞋封固質(zhì)量，又要保證水泥漿不返至泥線以上影響棄井割套管作業(yè)。針對(duì)此情況通過優(yōu)化固井設(shè)計(jì)，控制水泥漿返高，通過掃稠塞與投電石測(cè)得井筒容積，精確調(diào)整水泥漿附加量，最終既保證能夠封固上層管鞋，又不返至泥面以上影響后期棄井割套管作業(yè)，該井的表層套管固井作業(yè)順利完成。

常規(guī)棄井水泥塞作業(yè)使用正循環(huán)清洗多余水泥漿，洗出的水泥漿與泥漿無法及時(shí)識(shí)別進(jìn)行回收。針對(duì)這一弊端，現(xiàn)場(chǎng)通過使用反循環(huán)，控制循環(huán)排量與壓力，保證井況安全不發(fā)生漏失的前提下，回收前置液與水泥漿至回收罐，達(dá)到清洗多余水泥漿，產(chǎn)生的水泥漿與泥漿混漿少，清洗及時(shí)迅速，滿足海洋環(huán)境“零排放”等多項(xiàng)要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

“零排放“鉆井配套方案的推出，為生態(tài)紅線區(qū)勘探開發(fā)作業(yè)提供寶貴的技術(shù)儲(chǔ)備和作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)今后“零排放”區(qū)域勘探和開發(fā)具有重要意義。

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