顺北油气田用抗高温弱凝胶防气侵钻井液体系

顺北油气田奥陶系一间房组和鹰山组的碳酸盐岩储层微裂缝发育且气层活跃,钻井液受气侵严重,主要存在油气上窜速度快,频次高,程度严重,漏涌同存等气侵特点。分析总结了顺北油气田现用防气侵方法和存在的问题,提出使用弱凝胶钻井液体系防气侵的对策。为提高该体系的抗高温性及防气侵效果,研制出高温稳定剂MG-HT、抗高温流型调节剂JHVIS、抗高温降滤失剂JHFLO和耐温封堵剂JHSEAL,并优选了其他配套处理剂,形成一套抗温效果好、堵气和承压能力强的抗高温弱凝胶防气侵钻井液体系。该体系抗温可达180℃,密度可达1.8 g/cm^(3),具有较好的流变性、降滤失性和抗污染性;此外,体系的φ6和φ3读数均大于5,低剪切速率黏度大于15 000 mPa·s,正向承压能力大于5 MPa,反向承压能力高于1MPa,具有良好的防气侵效果。为顺北油气田碳酸盐岩裂缝性储层的安全、快速勘探和开发提供了技术支持。

四川盆地南部地区页岩气开发及其减污降碳再认识

为助推中国页岩气持续高质量发展,在溯源页岩气环境争议的基础上,结合四川盆地南部地区(以下简称川南)十余年来页岩气开发实践,总结了国内对页岩气开发生态环境影响的新认识,系统介绍了中国自主创新形成的页岩气清洁开采技术,并指明了下一步技术发展的方向。研究结果表明:①页岩气环境问题的广泛关注始于2009—2011年,经过激烈讨论,美国学术界主流意见认为,页岩气开发存在生态环境风险,但通过合理取水、确保井筒质量、妥善贮存和处置压裂返排液及钻井固体废物等措施可有效防范;②页岩气开发对中国温室气体排放量贡献有限,不会必然污染地下水环境,绿色开发应重点关注低碳钻井和压裂、废弃物处置、地下水保护等方向;③“电代油”钻井和压裂实现了施工过程无直接温室气体排放,川南页岩气压裂返排液在处理回用基础上已实现处理外排,油基岩屑处置对规模开发的制约也因热脱附技术的进步而突破;④页岩气清洁开采技术仍应在深度降碳、稳定减污、持续增效等方面开展技术创新和管理创新工作。结论认为,基于10余年来对中国页岩气开发生态环境保护的探索与再认识,可为中国未来页岩气绿色高效开发提供有益参考和借鉴。

国外油田钻井废弃物回注处理技术进展

油气钻井过程会产生大量的钻井废弃物,常见的钻井废弃物处理办法有:热处理;生物处理;通过海上平台排海;通过填充、铺设路面或其他方法对固体进行再利用;野外填埋;地下回注。回注技术主要通过研磨或者其他方法将固体变成细小的颗粒,与水或者其他液体混合配成浆体,再在一定的岩石破裂压力下,将浆体注入到地层中。钻屑回注主要依靠压裂,裂缝的大小、形状和位置可以通过计算机模型进行预测。钻屑回注的成本效益分析主要基于三点:需处理的废弃物量、当地法规、陆上处理设施的实用性。

钻屑回注技术研究进展及发展趋势

对国外钻屑回注技术研究与应用情况进行了总结。通过井下水力压裂方式将钻井废弃物回注到地下是目前海上油气开发钻井废弃物处理最优方法,不仅成本低,而且可以实现废弃物零排放。钻屑回注关键技术环节包括回注工艺流程设计及设备优选、回注地层筛选及注入方式确定、回注浆体压裂设计及回注控制、回注浆体性能调整及影响因素分析、回注评价等。钻屑回注技术的发展趋势是优化每个钻屑回注技术环节、确保钻屑浆体更安全回注到处置地层、减小钻屑回注风险等。随着环保要求的不断提高,钻屑回注技术在我国海上将会得到很好的应用与发展。

纳米材料在油田化学工程中的研究进展

介绍了纳米材料独特的尺寸大小、表面性能以及目前在油田实验研究中使用的纳米材料种类,分别从钻完井施工、压裂增产改造、提高采收率、油田废液处理等方面综述了纳米材料在油田化学工程中的研究现状,发现了纳米材料凭借其独特的物理化学性质可以有效提高油田开发效率、节约施工成本、减少储层伤害,是油田化学工程中应用前景极好的新型材料,展望了纳米材料在油田开发各个环节中的应用前景。

钻井液对裂缝性地层气侵的影响模拟研究

裂缝性地层钻进过程中,容易发生重力置换气侵,裂缝内气体进入井筒后,控制不当易引发井涌、井漏、井喷等复杂情况,气侵发生时裂缝附近的压力波动容易导致井壁失稳。在塔中北坡顺南区块裂缝特征参数分析基础上,使用Gambit建模软件进行前期建模和网格划分,建立了井筒与裂缝的三维模型;运用ANSYS Fluent流体力学软件,建立多相流模型,分析置换过程中裂缝开口处动压对裂缝开口处井壁稳定性的影响;以现场某井的数据为参考,模拟分析钻井液的密度、黏度、排量对重力置换气侵的影响。结果表明,置换气侵发生时,由于压差较大,瞬间流速较大,在0.1s内降低至较低水平;动压的最大值在裂缝的上下两端,最小值在裂缝中上部,这3个位置的裂缝口缝宽容易增加,引起井壁失稳;钻井液的密度、黏度变化对气侵时裂缝口的动压影响较小,变化量小于6%,对气侵速度的稳定值影响也较小;而排量对于气侵时裂缝口的动压影响较大,变化量达到66.9%,降低钻井液排量有利于井壁稳定。

钻井岩屑回注诱导裂缝扩展研究及发展趋势

随着油气开采过程中油基钻井液的广泛使用以及各国环保要求的提高,大量油基钻屑堆积,无法处理,已经成了不可忽视的问题。而岩屑回注被证实是解决该问题经济有效的方法。在过去30年,岩屑回注的应用越来越广泛,但回注液体泄漏事件时有发生。究其原因是对于岩屑回注过程中裂缝产生和延伸规律的认识不清,导致岩屑回注施工设计误差大,泄露风险高。因此,研究岩屑回注过程中裂缝扩展和延伸规律是施工设计的基础,可有效降低泄露风险。从理论基础、实验研究和数值模拟几个方面简单综述了岩屑回注过程中裂缝产生范围和裂缝几何形态的研究进展,总结了当前研究的局限性,并提出新的研究方向。

油气开发钻井废弃物的处理及资源化利用研究

钻井废弃物的高效无害化处理与资源化利用已成为油气开采行业环境治理领域的难题和研究热点。对废弃钻井液和油基泥浆钻屑的无害化处理分别进行梳理,主要包括固化、回收利用、化学清洗法、萃取法、微生物降解法和热处理法等。分析了钻井废弃物资源化途径和技术现状,总结了在土木、交通、农业领域资源化利用的方式:作为建筑材料、复垦土壤和植物养钵、用作路基路面垫层、应用在岩土工程中。结合当前存在的主要问题针对性地提出了开发低成本、低能耗的钻井废弃物处理技术,提高产品质量;加强油气开发源头治理,制定相关法律法规的建议。

苏里格气田钻井清洁化生产配套技术

为满足苏里格气田钻井清洁化生产需求,研制了适合钻井液、钻屑不落地处理工艺的关键设备,形成了一整套钻井液不落地施工工艺及操作流程,有效避免了因钻井液泄露造成的环境污染;研发了一种天然大分子环保型钻井液,生物毒性EC50为17.4×105 mg/L,无毒,BOD5/COD≥0.05,易生物降解,其他各项指标也达到环保要求,从源头上保障钻井液环保性能达标;研发了废弃钻井液固液分离及回用技术,现场推广应用400口井,缓解了苏里格生态脆弱地区环保压力和淡水资源短缺的压力。

钻井作业废弃物处理技术研究与应用进展

对国内外钻井作业废弃物处理技术的研究现状进行了调研,从废弃钻井液、废弃钻屑以及钻井作业生活污水处理三个方面进行了介绍和分析,指出了相关研究中存在的问题和不足,并对相关技术进行了展望。

顺南区块裂缝性储层置换式气侵影响因素研究

塔河油田顺南区块塔中北坡奥陶系鹰山组上段属于碳酸盐岩裂缝孔洞型储层,钻进该层段时气侵现象严重,现场常采用提高钻井液密度和循环排气的方式处理气侵。为解决裂缝性储层在高密度钻井液条件下易发生漏失、循环排气方式处理时间较长等问题,对裂缝性储层置换式气侵发生时间的影响因素进行了研究。通过建立漏失速率模型与置换式气侵模型,分析了裂缝宽度、高度、长度,地层压力、压差及钻井液的黏度、密度对气侵发生时间的影响。研究发现,裂缝宽度越小、高度和长度越大,钻井液黏度越大、密度越小,以及地层压力越低、压差越大时,气侵发生时间越长。研究结果表明,现场施工中合理控制钻井液密度和压差,可以控制和减小置换式气侵速度。

油气开采钻井固体废物处理与利用研究现状

对比分析了我国部分地区油气开采钻井固体废物的污染特征,对普通钻井固体废物和含油钻井固体废物的无害化处理与资源化利用技术分别进行梳理和分析,主要包括固化处理技术、生物处理技术、不落地处理技术、资源化利用技术、萃取技术、热解析技术和组合处理技术等。结合当前存在的主要问题针对性地提出了4条对策建议:加强源头控制,减少钻井固体废物产生量;对钻井固体废物进行分质分级区别处理和利用;开发高效、低成本、低能耗的钻井固体废物处理技术,发展联合处理工艺;制定相关政策和标准,加强油气田污染治理的事中事后监管。

大庆油田油基钻井液回收再利用技术研究与应用

油基钻井液在提高地层井壁稳定能力方面具有较强优势,能够大幅度提高油气资源勘探开发效率,但其高成本、高污染、难处理等特点早已成为石油行业必须面对的共同难题。大庆油田在高温深井、致密油井开发过程中大规模应用油基钻井液,产生了上万方废弃油基钻井液无法及时处理或回收利用,给油田造成极大经济损失和环境压力。为解决该难题,大庆油田通过开展油基钻井液废弃物处理系统和老浆回收再利用技术研究,能够实现施工过程中油基钻井液不落地和重复回收再利用,老浆回收率高达40%,处理后的固体钻屑含油率小于3%,各项指标均达到环保要求。该技术累计处理废弃油基钻井液超过1.5×10^(4)m^(3),并在QP2-P10井施工中创下老浆利用率超过41%的新指标。该技术的成功应用将进一步扩大油基钻井液应用范围,为大庆油田降本增效、可持续发展提供技术支撑。

艾哈代布油田废钻井液处理及循环利用技术

伊拉克艾哈代布油田通过使用一套完整的废钻井液/岩屑无害化处理及废原油循环利用技术,将项目运行期间对环境可能造成的污染降到最低,实现了钻修井及试油作业"零污染"的既定目标。

苏里格气田钻井液不落地技术的应用

为有效保护环境和提高钻井液的重复利用率,苏里格气田在开发过程中形成了一套成熟的钻井液不落地处理技术。通过对现场应用效果的分析,此技术减少了修建泥浆池的工作量,实现了钻井过程中废弃钻井液的不落地处理,减少了对环境造成的影响,同时还提高了钻井液的循环利用率,节约了大量水资源,实现了环保清洁型生产的目标。

履带式负压振动筛在海洋平台钻井废弃物处置中的应用

针对目前渤海油田海上钻井作业产生的废弃钻井液量较大,处理成本较高,采用常规振动筛存在堵塞筛布、跑冒泥浆、岩屑含水量过高等问题,提出在法向气刀的基础上增加2个侧向气刀装置,进行了集成设计,并将改进的负压振动筛进行了现场应用。结果表明:改进后的气刀装置能够有效解决泥浆堵塞筛孔难题,提高固液分离效果,不需要相关辅助设备,降低了岩屑处理成本。履带式负压振动筛相较于传统振动筛、离心机处理效果更稳定,基本具备现场随钻处理能力,为海洋平台钻完井废弃物减量化处理提供了借鉴。

铁基金属玻璃在油气开发领域的应用前景

铁基金属玻璃是一种以金属材料为主的非晶材料,不存在面、位、点等晶体缺陷。介绍铁基金属玻璃的化学成分、力学和磁学性能和防腐、去污降解机理,基于油气田开发领域防腐、污水处理、老化油处理、压裂返排液处理、钻井液无害化处理等方面现状,提出铁基金属玻璃特有的高弹性、高强度、强软磁性、耐腐蚀、抗撞击、耐冷热等性能,展现了在油气田开发领域具有广泛的应用前景。

水基钻井固体废物处理处置技术研究进展

随着油气田环保政策趋严,水基钻井固废由于产量大、无害化率低,如何有效地处理处置成为业内亟须攻克的难题。介绍了水基钻井固废的污染特征,在此基础上总结并对比了水基泥浆、水基岩屑/泥饼的常见处理处置技术的特点及优劣,主要包括固化/稳定化、固液分离、微生物处理、焚烧和填埋等;提出了我国目前水基钻井固废处理处置存在的4个问题:重油基轻水基、固废处理设施产能不足、技术规范及标准缺失、部分水基体系处理难度大,并针对这些问题对未来研究方向进行了展望。