废弃钻井液处理研究进展

废弃钻井液处理研究进展

赵雄虎　王风春

(石油大学石油天然气工程学院,北京)

摘要　针对废弃钻井液处理方法在国内外的发展现状,从废弃钻井液的组成和对环境的影响入手,论述了国内外处理废弃钻井液的方法和技术。介绍了13种处理废弃钻井液的方法;并介绍了废弃钻井液的综合利用技术;同时对一些特殊条件下如含高价离子、放射性、油基和海上废弃钻井液的处理也进行了讨论。指出废弃钻井液处理技术的发展趋势为:开发新的环保型钻井液和钻井液添加剂;加强固控,减少废弃物的排放;开发综合利用新技术;降低成本,优化环境;加强井场废弃物的管理。

关键词:废弃钻井液　处理方法　环境保护

引 言

随着石油工业的发展,由钻井带来的污染问题也越来越受到人们的重视,世界各国都建立了相应的法律条文以保护生态环境。中国的石油工业勘探开发初期对环境影响不明显,对废弃钻井液进行固化处理是20世纪80年代以后才发展起来的。四川石油管理局川西南矿区曾提出一种固化废弃钻井液的固化剂配方,采用硅酸盐、硫酸盐、吸附剂和调整剂为原材料,使用时加入35%固化剂。辽河油田和胜利油田也曾开展过废弃钻井液固化处理的研究。石油大学(北京)在20世纪80年代中期开始对废弃钻井液进行研究,先后系统地研究了废弃钻井液的毒性、对环境影响效应、固化处理以及固液分离等内容,全面掌握了废弃钻井液的毒性和处理方法,针对中国现在使用的聚合物钻井液、三磺钻井液、正电胶钻井液、混油钻井液、加重钻井液以及含铁铬盐钻井液等多种体系,研制了一种通用的固化剂配方。上述这些废弃钻井液用该固化剂处理后,经北京市环境保护监测中心和中国石油天然气集团公司环境监测总站检测分析证明,废浆固化物都达到了G B 8978—88的指标,并经新疆焉耆塔里木河南勘探公司使用,取得了显著的经济效益。

废弃钻井液的成分及其对环境的影响

钻井液在石油和天然气钻井过程中必不可少。为达到安全、快速钻井的目的,使用了各种类型的钻井液添加剂,而且随着钻井深度增加和难度加大,钻井液中加入的化学添加剂的种类和数量也越来越多,使得其废弃物的成分也变得越来越复杂,危害也越来越大。

废弃钻井液主要是由粘土、钻屑、加重材料、化学添加剂、无机盐、油组成的多相稳定悬浮液,p H值较高。导致环境污染的有害成分为油类、盐类、杀菌剂、某些化学添加剂、重金属(如汞、铜、铬、镉、锌及铅等)、高分子有机化合物生物降解产生的低分子有机化合物和碱性物质。对环境造成的影响主要表现在:①对地表水和地下水资源的污染;②导致土壤的板结(主要是盐、碱和岩盐地层的影响),对植物生长不利,甚至无法生长,致使土壤无法返耕,造成土壤的浪费;③各种重金属滞留于土壤,影响植物的生长和微生物的繁殖,同时因植物吸收而富集,危害到人畜的健康;④对水生动物和飞禽的影响(化学添加剂和生物降解后的某些产物)。

20世纪70年代以来,美国、前苏联、加拿大、德国和中国的许多研究部门围绕着如何处理钻井废弃物进行了大量的研究工作。证实了钻井液中的铬、铅、砷、镉、苯、氯化物及其它成分对人的健康和环境的损害最大,如聚合物会使废弃钻井液的化学需氧量增加,重金属铬离子为致癌物质等[1]。

对江苏油田、大港油田、胜利油田以及新疆宝浪油田等油田的部分废弃钻井液的调查分析表明,10项污染指标(总铬、六价铬、总汞、总砷、总镉、总铅、COD、石油类、p H值)中的多数高于中国国家标准规定的污染物排放限度[2,3]。根据中国国家环保局的规定,废弃钻井液中的铬、汞、砷等重金属为第一类污染物,它们能够对环境、动植物以及人类直接产生不良影响。特别是废弃钻井液中含有大量的铬,其中六价铬比三价铬毒性高100倍,并且易被人体吸附和蓄积。漂浮在水体表面的油直接影响空气与水体界面氧的交换,分散在水中的油被微生物氧化分解消耗水中的氧,致使水质恶化。

第21卷第2期 钻　井　液　与　完　井　液 Vol.21,No.2 2004年3月 DRILL IN G FL U ID&COMPL ETION FL U ID Mar.2004

处理废弃钻井液的方法和技术

11直接排放法

废弃钻井液部分可直接排放到环境中。但只限于那些低毒或无毒、易生物降解的钻井废弃物,如水基钻井液,矿物油基钻井液(回收基液后剩余的废弃物)、合成基钻井液和钻屑等。

21分散处理法

废弃钻井液部分可以采用分散法处理。废弃钻井液一般呈碱性,集中堆放容易导致该区域的土壤碱化,采用分散的方法处理,有利于降低碱度。特别是若分散到酸性土壤中,由于它中和了土壤中的酸性,可以起到改良土壤的作用。当然,必须在满足环境保护要求的前提下才能采用该方法。假如不能符合环保要求就必须改用其它适合的方法。对少量的油基钻井液也可用分散法处理[4]。

31循环使用法

有些废弃钻井液、废水、废材料等可循环使用。水是最有可能被循环使用的,例如从钻井液中分离出来的废水可用于清洗钻头;清洗钻头后的废水可以收集后再循环使用。生产水经过处理后再注入井内以平衡井内压力,也可用于重油的处理[3]。要求安装的设备能便利地使用可重复利用的废材料,例如安装循环系统以便收集溶剂和其它能够收集的材料并在井场重复使用。有些暂时废弃的钻井液(如改变钻井液的密度、粘度等时处理的一部分钻井液)在适当的时候又可以在该井使用,或运到另一口适合的井上再使用。

41回收再利用法

回收再利用处理废弃钻井液方法不失为一项既经济又合理的处理方法。油基、酯基还有合成基钻井液使用后,可回收其基液后再用于其它井作为钻井液的基液或作为燃料等其它用途。还有钻井液中的添加剂也可以采用适当的方法回收再利用。很多废弃材料都是可以回收再利用的[5]。

51脱水法

脱水法是利用化学絮凝剂絮凝、沉降和机械分离等强化措施,使废弃钻井液中的固液两相得以分离。废弃钻井液中含有膨润土,但膨润土本身具有很强的水化能力,再加上加有大量的添加剂,使得其中的固体颗粒很难分离出来。采用加水稀释法可以使大量的加重剂通过自然沉降法分离出来,但是还是很难破坏由水化能力很强的粘土颗粒和多种护胶剂组成的钻井液胶体体系。加入无机和有机絮凝剂后,可以破坏固体颗粒表面结构,中和表面的电荷,减少颗粒之间的静电引力,促使固相颗粒聚结变大,从而达到固液分离的目的。由于钻井液和地层的特性不同,一种絮凝剂是不可能使各种钻井液的固液进行分离的。对于不同的废弃钻井液应使用不同的絮凝剂。现在已经研究出了很多无机和有机絮凝剂,用于不同的废弃物的絮凝处理,得到了较好的效果。使用该方法进行钻井废弃物的脱水处理,效果很好,但必须要了解废弃钻井液的特性,选用不同的絮凝剂。

61破乳法

有的钻井液本身是乳状液,同时钻井液在钻井过程中由于水和油的渗入可能形成半乳状液。这给钻井废弃物的处理带来了困难,严重地污染了环境。所以必须要实施破乳。破乳可以采用传统的添加化学剂的方法,利用化学剂的特性破乳。如利用电解质所带电荷的性质不同,或者通过加入化学剂降低钻井液的粘度等。但这些方法由于添加了化学剂,一方面提高了成本,另一方面给环境又带来了新的影响。委内瑞拉石油公司实施了一项新技术———微波破乳法[6]。此外,还可以使用剪切破乳[7]、加热浮选破乳等[8]。

71回注法

有些毒性较大又难以处理的废弃钻井液可以通过回注法处理。回注方法有2种。①注入非渗透性地层。用压裂液在机械作用下加压到足以将地层压裂的压力,将要处理的废弃钻井液注入地层裂缝中,撤消压力时,周围地层中的裂缝自行关闭,从而防止地层中的废弃钻井液发生迁移。现在在海上钻井时,许多情况下的废弃钻井液处理就是用该方法。

②注入地层或井眼环形空间[9]。将废弃钻井液通过井眼注入安全地层或井眼的环形空间。但该方法对地层有严格的要求,深度必须大于600m。一般钻井液的处理可以采用该方法。

81回填法

废弃钻井液在储存坑内通过沉降分离,上部清液达到环保标准后直接排放。剩余部分经干燥后(并不一定要完全干燥,只要到一定程度就行),在储存坑内就地填埋。但必须保持顶部的土层有1.0～1.5m厚,然后恢复地貌。这种方法不失为一种处理低毒和无毒废弃钻井液的好方法。但不能用于毒性较大的废弃钻井液的处理。石油环境研究委员会

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对填埋在坑内的钻井废弃物通过中子探针通道管、测渗计、真空萃取湿度杯和石膏阻塞剂在坑周围设点,就地表水和受辐射的土壤进行了跟踪研究[10]。结果发现该方法对地表水和其辐射的土壤有很大的影响。所以回填法必须要慎用。

91填埋冷冻法

在比较寒冷的地方,废弃钻井液和钻屑可以注入冻土层,将这些废弃物永久地冷冻在冻土层中,这样就不会发生迁移造成环境的污染。在美国阿拉斯加州的北斜坡地区使用该方法[11],在该地区通过使用废弃物处理设备已成功地将1908000m3钻井废弃物注入到609.6m深的地下冷冻层。并跟踪了它的潜在污染情况,发现结果非常理想。虽然钻井废弃物具有一定的温度,注入到冷冻层后对里面的温度有影响,但是这个影响很微弱,不会使冷冻层的冷冻物融化,相反可以将废弃物永久冷冻起来而不让其发生迁移。在适宜的区域用该方法处理钻井废弃物是很好的。

101运至指定地点集中处理法

废弃钻井液中的部分废弃物在井场不能当场处理也不能直接排放,必须运出井场到某指定地点集中处理。这主要是针对那些毒性比较大、用常规方法处理会严重污染环境,也没有合适的处理方法的废弃钻井液。

111生物处理法

生物处理钻井废弃物的方法有许多种。微生物降解法是利用微生物将有机长链或有机高分子降解成为环境可接受的低分子或气体[12]。使用该方法的困难是如何选择合适的微生物菌种和载体。生物絮凝法是在废弃钻井液中加入特殊的微生物,使一些高分子有机物絮凝并且沉积下来,可用于钻井废水的处理。该方法中所用微生物必须是通过自然筛选或诱变培育及基因工程、细胞工程技术获得的特种微生物。这些微生物同时还可以对某些有机物进行降解,如邻、间、对苯酚就可以在这样的微生物作用下,发生生物降解。

121固化法

固化法是向废弃钻井液中加入固化剂,使其转化为土壤或胶结强度很大的固体,就地填埋或作为建筑材料等。该方法能够消除废弃钻井液中的金属离子和有机物对水体、土壤和生态环境的影响和危害。该方法现在被认为是一种比较可靠的治理废弃钻井液污染的好方法。对于治理难度最大的COD、Cr、p H值和总铬污染最为有效。根据固化液毒性测定,达到国家工业废水排放标准,对于含水量最高的废弃钻井液,可以结合固液分离技术,以取得最佳的处理效果。适用的钻井液体系主要为膨润土型、部分水解聚丙烯酰胺、木质素磺酸铬、油基钻井液等。现在对废弃钻井液的固化已有许多成熟的技术,可用于不同废弃钻井液的固化[13]。

中国比较成型的固化剂为XG钻井液固化剂,它可以在24h内使废弃物固化,效果良好[14,15]。另外一种成型固化剂HB21具有更好的固化效果,在2 h内就可以将废弃物固化[16]。

2002年3月举行的石油工程师学会(SPE)国际会议中就有一篇报告专门就含盐钻屑的固化处理技术作了论述[17]。含盐钻屑对土地环境的影响是很大的,会使土地盐碱化。因没有其它很好的处理方法只能将其固化。一是采用自然固化,二是采用加压固化。实验室内都取得了很好的效果。现在正进行工业化扩大实验。

131焚烧

焚烧也是一种非常洁净的处理钻井废弃物的方法。因为在焚烧炉的烟窗内都安置有除尘、回收和气体吸收的装置。回收的油和其它物质可以用于油基钻井液的基液或移作他用。剩余的灰烬可以综合利用,对环境没有不良影响。但这要求必须具有很高的温度(大约为1200～1500℃)。现在国外使用一项称作加热解吸的技术,用于加热解吸油基钻井液中钻屑含有的油类物质(温度大约为400℃)。加热解吸油基钻井液钻屑的技术已经成熟,在北海油田用其处理油基钻井液中的钻屑,分离钻屑中的油类物质,钻屑中的剩余含油量小于1%,可以直接排放到海洋中,符合国际和国家的环保要求。解决了海上使用油基钻井液产生的油基钻屑处理困难的问题。目前又发展了一项新技术———低温加热解吸油基钻井液钻屑中含有的油类物质的技术[18]。

141坑内密封法

处理钻井废弃物的坑内密封法事实上是一种特殊的填埋方法。它是在坑的底部和四周铺一层有机土,然后在其上面铺一层塑料垫层,再盖一层有机土;也可以在底部和四周加固化层,以防渗漏。再将基本干燥的废弃钻井液填充在池内,上表面再按前面的方法将其覆盖密封,然后恢复地貌。这主要是对那些毒性较大的钻井液而言。但必须要保证密封严实,不能漏失。

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151钻屑的综合利用

(1)用于建筑上[19]　许海彬等发明的将废弃钻井液和固化剂制造泵房就是一例。该方法是将废钻井液和固化剂按1∶1.5的质量比混合形成混凝土,用于构筑泵房的墙体、底座和顶盖,房体框架用铝合金构成。该泵房可以移动,即为活动房。

(2)用于水泥原材料[20]　钻屑主要由粘土和矿石组成,主要成分为氧化钙、氧化铝、氧化硅,这些正是水泥的主要成分。因此钻屑可用作水泥原材料。将钻井废弃物中那些无用的成分除去,再分析其成分含量,补充必要的钙、硅、铁、铝等水泥所必需的元素,达到水泥的标准含量,就可以将钻屑转化为水泥的原材料。水基钻井液钻屑和油基钻井液钻屑都可以使用。

(3)用于改善湿地[21,22]　在海上或近海岸石油作业中,一方面石油开发需要钻大量的生产井,从而产生大量的钻井废弃物,这些废弃物对环境具有很大的影响,而且难以处理;另一方面造成湿地的大面积减少。为了缓解这对矛盾许多科学家为此付出了不懈的努力。

在南路易斯安娜州的海岸线上,因为油气工业的发展需要,每年将失去海岸湿地约64.74975～90.64965km2。相反为了处理钻井废弃物,保证环境稳定却花费了大量的资金,估计处理费用为US＄125.786～188.679/m3;同时政府为了恢复湿地也需要投入大量的资金,在1990～1997年期间就投入了US＄2.26多亿。为了解决这一问题,在1996年由美国能源部提供资金,东南方的路易斯安娜大学的科研人员在实验室进行了使用钻井废弃物来恢复湿地的研究,并于1998年取得了第一阶段的成功。但是美国的一些国家法规规定未经处理的钻井废弃物是不能直接排放到环境中去的。所以这一方法还没有实际应用。

中国也就湿地处理钻井废弃物进行了可行性研究,并取得了阶段性成果。辽河油田地处辽河三角洲,每年有大量的废弃钻井液产生,已严重地影响到辽河三角洲的芦苇湿地及自然保护区内的安全。为了解决该问题,中国科学研究院沈阳应用生态研究所等有关人员对此进行了研究。选取辽河油田某采油区附近的芦苇为介质,“移位”处理从钻井现场运来的钻井液,取得了很好的效果。通过对比实验,研究了在不同量钻井废弃物的条件下,对芦苇的发芽、生长及成熟期和土壤资源还有地下水的影响。结果表明,该方法是保护油田所在地土壤环境和自然湿地资源的有效方法。芦苇湿地对矿物油具有很高的净化率,且在实验剂量范围内钻井废弃物的施入量越大净化率越高。该方法对深层土壤理化性质无显著影响,对地下水影响也不大;浅层地下水污染可通过人工防渗加以解决;对芦苇的发芽率、叶龄指数和生物量有一定的影响,对芦苇的品质基本没有影响;是一种处理钻井废弃物的好方法。

(4)用于M TC技术　废弃钻井液转化为水泥浆技术,简称M TC技术,它是将废弃钻井液和矿渣混合,利用激活剂激活矿渣中的固化成分,再辅以其它添加剂得到各种用途的固井液。M TC技术在国内外都进行了大量的研究,并且取得了广泛的应用。使用M TC技术固井有许多优点:可泵性好,可固化井壁泥饼,失水量低,适应性和能活性强,成本低,可得到低密度固井液。

特殊井场钻井废弃物的处理

11海上废弃钻井液的处理

海上钻井由于位置特殊,钻井产生的废弃钻井液的处理就有了特别之处。它不能同陆上废弃钻井液那样进行处理,必须考虑海洋环境的特殊性。海上废弃钻井液具体处理情况如下。

(1)水基钻井液的处理　假若水基钻井液废弃物符合国家和国际环境保护要求,可以直接排放到海里,不会造成环境污染。有些可以注入海底,这主要是对那些离海岸线很远的而又不能直接排放的钻井废弃物。它是通过井眼,在一定的压裂压力下将废钻井液注入海底。对那些毒害比较大、离海岸线又比较近、在海上不能处理的废弃钻井液,必须要运到陆地上来集中处理。

(2)油基钻井液的处理　可以运到陆上来集中处理,也可以采用适当的方法回收油(加热回收法,管柱浮油回收法等)再将其钻屑抛入海中。也可以用溶剂将钻井液中的油和有机物洗涤干净,再排入大海。或是用机械的方法将钻屑中的油和有机物除去,剩余物倒入海中。但这些方法除油都不太彻底。

21低p H值和含高活性钙离子、镁离子和铁离子的钻井废弃物的处理

一般情况下,钻井液的p H值都是比较高的(p H 值大于10),这样的钻井废弃物如果与土壤混合,能中和土壤中的酸性物质,还能改良土壤,可以说是有

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益的。但有些钻井废弃物却含有一些酸性物质,具有较高的酸性,使得废弃物中的铁、镁和钙等元素成为具有活性的离子进入到土壤中,导致一些离子不能被植物吸收,这样的废弃物如果与土壤混合,将使土壤进一步恶化,酸化板结,甚至会造成土壤的贫化,导致土壤的浪费。必须要预先对这样的废弃物进行处理。石灰是最理想的处理物[23]。用石灰对这些废弃物进行处理,可以得到比较满意的效果。

31使用油基钻井液产生的废弃物处理

对于大规模地使用油基钻井液钻井所产生的钻井废弃物的处理可以采用焚烧、填埋等方法。但单独井采用这种技术的成本太高,不可取。采用复合混合法可以较好地解决这个问题[24]。材料为一种粉末和木屑。该粉末具有很好的吸油性能,每千克粉末可以在水中吸收0.7kg的油,同时它还具有固氮能力、臭味防护、气味跟踪的特点,具有良好的降解能力。该方法主要是利用该粉末来固油(将油固定下来,不使它流动、扩散)、生物降解和固氮(使得这种复合混合物含有氮,具有可供植物吸收的营养元素———氮)。木屑为木材加工厂的副产品,主要是起疏松作用。这两种原料混合使用是一种良好的烃类改良剂。

用油基钻井液钻井后产生的废弃钻井液按上面介绍的方法处理时,首先要对废弃钻井液进行分离,回收钻井液中的基液,然后才能按上述方法处理。将除去基液后的钻屑与混合料(粉末和木屑)充分混合。然后将它平辅在一个大场地,不要压实,而要保持相当的疏松程度;让它具有足够的氧气和水分,如有必要可在其中通入氧气,添加水;这样能很快生物降解,同时固氮,成为一种肥料,进入表土层和次表土层,可让植物吸收。经过这样降解后,残留物没有毒性,对环境没有影响,也不会对环境带来潜在的影响,从根本上消除它对环境的影响,不用为潜在的环境伤害担忧。这种在现场处理钻井废弃物的技术使用方便,处理速度快,减少了劳动强度,节约了成本。

41存在天然放射物的井场钻井废弃物的处理

放射物质对人们的影响主要有两个方面:一方面是放射物放出射线,它不会直接与身体接触,只要相隔足够的距离和尽可能减少放射能力,一般不会对身体造成危害。另一方面是放射污染物直接与身体接触,这种危害是很大的。必须要十分小心,尽可能避免与这些污染物接触,以免造成不必要的伤害,而且也要尽可能避免污染环境,给环境造成伤害。

石油作业中导致放射污染的来源主要有两方面,一是使用具有放射性物质的工具,如随钻检测仪、中子检测仪等[25]。二是钻井过程中,产生的钻屑中具有某些放射性物质,导致放射性污染[26]。地层中含有放射物质是很自然的,但一般都在自然允许的范围内。但由于某些作业在某些区域可能人为提高了放射物质的浓度,超出了正常值,成为一个潜在的放射源,会对人和环境造成危害,因此必须加以控制。

为了确保人员和环境的安全,必须制定一套切实可行的方针、政策和措施;减少、消除放射源,防止人为产生放射源;建立合理的机构;加强合作,尽可能快速、准确地确定放射源的所在。

放射废弃物可以是固体、液体、气体和空气微尘,它们可能放射出一种射线(α、β、γ),也可能放射出多种射线。

如果放有天然放射物,这些废弃物可以采用适当的方法来处理。将废弃物注入已堵塞的或废弃的井中,并保证水位在地下水位以下;或在满足有关环境保护的法规要求后排放到海洋中;或将它转化到环境可允许的含量内,并储存在一个特别指定的用于存放天然放射废弃物的地方;甚至可以将它排放到一个孤立的和不能蒸发的池中;有些废弃物可由原子能管理机构来处理。为了更好地解决放射性废弃物的处理问题,降低处理费用,美国国家能源部研究了一种新的处理方法———盐穴处理的技术[27]。在发现有放射源的地方,使用的设备和工具也会被放射废弃物污染,因此,必须妥善处理,防止造成二次污染。

废弃钻井液处理技术的发展趋势

11开发新的环保型钻井液和钻井液添加剂

目前,国内外都在开发各种新型环保钻井液和环保型钻井液添加剂以代替毒性较大的钻井液及其添加剂,从根本上解决废弃钻井液对环境的污染问题,确保环境不受伤害。

21加强固控,减少废弃物的排放

固控可以改善钻井液的性能,从根本上减少废弃物。固体含量的不同对钻井液性能有很大的影响,如流变性、粘度、动切力、密度等。通过固控,改善钻井液的性能,使得钻井液性能按要求的方向转变,一方面可以加快钻进速度,减少钻井液的用量。

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另一方面可以减少废弃物的排放量。这主要还是加强四级固控的管理,对固控设备合理搭配、合理利用,利用高效固控设备。

31开发综合利用新技术

钻井废弃物的综合利用还具有一定的潜力。应该利用现有的科学和技术在废弃钻井液处理时向综合利用出发,这样既保护了环境又开发了资源。如焚烧钻井废弃物后留下的灰烬,根据其特点经过适当的加工后,变成可利用的建筑材料(当然,这只能是适用于钻井废弃物集中处理的场所)。比较分散的地方,钻井废弃物的处理应尽量向优化土壤的方面转化。如将钻井废弃物经过一定的技术处理转化成为可供植物利用的肥料等。

41降低成本,优化环境

废弃钻井液处理成本高一直是困扰石油工业发展的一个重要因素。如何降低成本,优化环境工程,提高效益,仍然是一个有待解决的问题。这里值得注意的问题是要综合考虑其成本和效益,不能从单方面去考虑。

51加强井场废弃物的管理

国外对井场废弃物的管理要求非常严格,制定了一系列的方针、政策和措施,并且按要求执行,同时加强了环境和作业的监控、监督和评估,确保环境稳定。中国在这方面做了大量的工作,取得了很好的效果,但国外的许多技术和经验还是值得学习和借鉴的。同时可以开发许多先进的管理方法。

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作者简介　赵雄虎,高级工程师,1984年毕业于宝鸡师范大学化学系,1987年获北京石油勘探开发研究院石油工程硕士学位,现就读该院博士生。地址:北京市昌平区石油大学石油和天然气工程学院;邮政编码102249;电话(010) 89733428;E2mail:wfc213@https://www.360docs.net/doc/148998386.html,。

(收稿日期2003207208;HGF=042L1;编辑　李晓岚)

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钻　井　液　与　完　井　液 2004年3月

46 DRILL IN G FL U ID&COMPL ETION FL U ID Mar.2004

ing with America’s CARBOPROP production,the conductivity was increased by30.1%and volume density was reduced by12.9%when observant density was identical.The proppant has been used in six wells with av2 erage proppant concentration of33%and average increment of1649t per wells and accumulative total of9895t have been obtained.

K ey w ords:fracturing proppant;flow conductivity;high pressure low permeability reservoir;well stimulation First author’s address:Recovery Engineering Technique Research Institute of Zhongyuan Oilfield,Puyang, Henan

Study and evaluation of a novel killing fluid.D FCF,2004,21(2):363～8

Authors:WAN G Liang,YAN G Xu and WU Xiao2Ling

Abstract:A novel killing fluid which is composed of heavy loader,dispersant and viscofier was presented and the density of the fluid can be adjusted from1.05g/cm3to1.60g/cm3.The heavy loader is composed of water2solu2 ble inorganic salt such as NaCl,CaCl2and ZnCl2;the dispersant is composed of magnesium lignosulfonate;the viscofier is xanthan gum and antifoaming agent is F G21.Stability,filtration property,rheological characteris2 tics,emulsibility,corrosivity and degree of core damage of the fluid with different density were studied.Results displayed that the killing fluid has the features of strong stability,good liquidity,inhibition and little formation damage.

K ey w ords:free solid killing fluid;killing fluid additive;formation damage control;Tuha Oilfield

First author’s address:South West Petroleum Institute,Chengdu610500

Present state of environmental protection drilling fluid and its development direction.D FCF,2004,21(2):39～42

Author:YAN G Zhen2jie

Abstract:Suggestions on development direction of environmental protection drilling fluid were presented based on review of its present state and analysis of problems existing in the drilling fluid.An environmental protection drilling fluid should have the following advantages:inhibitive ability same as or near to oil based drilling fluid; costs of preparation and maintenance similar with conventional water base drilling fluid;satisfying the local envi2 ronmental protection requirements,with no damage to crops and benefit to ecology environment would be the best;ensuring the safety and health of workers;adapting to demands of a variety complex wells and deeper wells drilling operation,etc..In the study of environmental drilling fluid technology in the near future,the modifica2 tion and consummation of natural polymers and environmental protection additives and brainstorm of using tech2 nology for innocuous and no contamination organic salts and inorganic salts should be paid an attention.Also,in2 hibition and salt resistance problems of the drilling fluid should be solved to develop low cost but high perfor2 mance innocuous drilling fluid.

K ey w ords:drilling fluid;environmental protection;inhibition;biodegradability;review

Author’s address:Petroleum Engineering Department of Xi’an Petroleum Institute,Xi’an,Shaanxi

R esearch development of w aste drilling fluids disposal.D FCF,2004,21(2):43～48

Authors:ZHAO Xiong2hu and WAN G Feng2chun

Abstract :This paper reviews the current domestic and overseas development of waste drilling fluid disposal method.The ways and techniques of waste drilling fluids disposal in terms of the drilling fluid formulation and environmental impact were elaborated.Thirteen common methods and integrative utilization techniques of waste drilling fluids were introduced.Meanwhile ,some specific situation such as ion ,radioactivity ,oil base and off 2shore waste drilling fluids were discussed in detail.This article also put forward the further research direction about waste drilling fluids disposal.

K ey w ords :waste drilling fluids ;disposal method ;environmental impact

First author ’s address :Petroleum and G as College of Petroleum University ,Beijing

Application of polymer cation asphalt at block H ua 29in Jilin oilf ield.D FCF ,2004,21(2):49～51Authors :WAN G Tie 2jun ,WAN G Zi 2long and L U Zhong 2yuan

Abstract :Complex accidents such as circulation loss ,sloughing and pipe sticking frequently encountered at Hua 29block in Jilin oilfield where formation beding is growthful and fault is dense.Silicon amine polymer drilling flu 2id system presently used in field can satisfy generally drilling requirements of shallow formation but often causes the above serious accidents in deep formation.To solve the problems of the block ,polymer cation asphalt drilling fluid was used in about 30wells and the results showed that polymer cation asphalt has strong inhibition ,certain reducing filtrate loss capacity and good compatibility with conventional silicon amine polymer drilling fluid presently used.Effectively reducing frictional factor of mud cake and with no foam producing and no viscosity in 2creasing in the fluid ,it is useful for plugging formation micro 2fracture and ensuring holebore ’s stability.By us 2ing it ,once success rate of the logging was increased more than 80%and cost of drilling fluid were obviously de 2creased.

K ey w ords :drilling fluid ;mud additive ;polymer cation asphalt ;circulation loss control ;lubricating First author ’s address :Petroleum Engineering Department of Daqing Petroleum Inst.Daqing ,Heilongjiang Foam bridge blinding drilling fluid used in Well H 31,Jilin oilf ield.D FCF ,2004,21(2):52～54Authors :ZHOU Bao 2zhong ,WAN G Xiao 2bo ,ZHAN G Lu 2jun ,SHI Hai 2min and L I Lan 2xia

Abstract :Well H31is an exploratory well with total depth of 1885m and it is located in the middle depression of Songliao basin ,Jilin oilfield.With mature fracture in lower formation and thick unstable dark shale existing in the formation ,hole collapses and lost circulation were frequently encountered during drilling process which even lead to compelled discontinuance in some exploratory wells.To avoid lost circulation occurence ,inhibitive foam bridge blinding drilling fluid was employed in the section of 1503～1885m.Field results showed that the drilling fluid has good inhibition and plugging performance ,as well as stable properties ,and severe circulation loss in deep exploratory wells in the area was avoided without holebore wall scaling or sloughing.According to the application and logging data ,the reasonable mud density should be 1.07～1.22g/cm 3.However ,low den 2sity (1.08～1.12g/cm 3)mud or/and low foam drilling fluids should be attempted to solve circulation loss still existed based on the consideration of more growing induced fracture in the area.

K ey w ords :inhibitive foam bridge blinding drilling fluid ;lost circulation control ;plugging ;wellbore stabiliza 2tion ;low pressure fracturing formation

First author ’s address :Drilling Technology Research Institute of Jilin Oilfield ,Songyuan ,Jilin

56Vol.21,No.2 ABSTRACT