鉆井在線清潔生產技術現狀與應用

導語：鉆井在線清潔生產技術現狀與應用一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:川渝地區的鉆井在線清潔生產工作，通過近幾年在殼牌反承包項目作業現場、頁巖氣工廠化平臺和關聯交易區塊的探索實施，依據實踐經驗和不斷改進，從源頭控制、生產過程控制、廢棄物處理等環節入手，結合《國家環境保護法》等法律法規，完善清潔生產管理制度，加大硬件設施配套投入，立足“減量化、資源化、無害化”要求，生產廢水得到有效控制，清潔化生產工作得到了穩步發展。

關鍵要:鉆井；清潔生產；環保；廢水；資源化

一、鉆井在線清潔生產發展的背景分析

過去，鉆井巖屑和鉆井液沒有采取不落地收集，依靠生產作業區域的廢水引流溝和人工轉運方式清理，巖屑等固廢主要集中在鋼混收集池暫存，工程項目完成后，集中采用水泥固化填埋、覆土還耕。由于川渝地區地層的異常復雜性，暴雨等自然災害時有發生，鉆井周期超過一年的工程項目比比皆是，長時間暫存的巖屑等固廢膨脹系數增加，廢水產生量大，廢水外泄和溢漏引發環境突發事件的風險大，未過多考慮固廢的“減量化與資源化”。今天的清潔生產，實際是過去的完井固化發展演變和業務升級轉型而來，川渝地區率先從事在線清潔生產服務的單位是華氣能源工程技術服務公司（桑園1井、合川75井組），場內清潔生產是從殼牌反承包項目開始。隨著2015年1月1日新《國家環境保護法》的實施，對鉆井清潔生產的發展有了更高的要求，“減量化、資源化、無害化”等要求迫在眉睫，“過去是盡力搞清潔生產，如今是全面推行清潔生產”。為此，工程技術服務企業和建設單位引起了高度重視，環保治理資金單列預算，清潔生產治理項目紛紛上馬。川渝地區占據清潔生產服務主力市場的是蜀渝建安工程公司旗下的多元經濟經營單位，還有成都大有石油鉆采工程公司、重慶越創公司、鉆井液公司和安檢院的環境監測研究所，這四家單位主要從事水基巖屑期間的在線清潔生產，安檢院具備試驗微生物處理技術的能力，鉆井液公司從事的是油基巖屑的轉場工廠化集中處理。社會化市場主要有華氣能源、恩承油氣和仁智石化公司，仁智石化主要針對轉場固化填埋處置，還有部分有實力的地方環保科技企業，也逐步進入油氣田鉆井清潔生產和環保治理技術服務競爭之列。對于健康中國與生態文明建設的迫切需求，清潔生產發展有較大市場經濟前景和社會效益。

二、清潔生產發展的趨勢與現狀

（一）走向清潔生產發展之路的必然性

隨著科學技術的發展，社會的進步，對環境保護的要求也越來越高，特別是新的《國家環境保護法》的頒布實施，對環境污染事故的處罰也更加嚴厲，這也是近年來環境保護領域最為嚴實的一道防火墻，首次將生態保護紅線寫入法律。環境保護工作是關系到生態、社會和經濟可持續發展的大事，環境保護法除了是歷史最嚴，更是與法律法規相提并論，各行各業都深感畏懼與責任重大。中國石油集團股份公司相繼下發了《鉆井廢棄物管理規定（暫行）》，要求嚴禁向重點生態功能區、生態環境敏感區和脆弱區等國家和地方政府禁止的區域傾倒、堆放、掩埋鉆井廢棄物。依據國家環境劃分相關要求，結合當地自然環境特點對鉆井作業區域劃分環境敏感區和環境非敏感區，并根據不同自然環境特點和環境敏感程度以及鉆井液體系特點、工作量等選擇就地處理或集中處理方式。在環境敏感地區，鉆井廢棄物處理應采用不落地或集中處理技術實施廢棄物的固液分離和無害化處理，減量化、資源化和無害化要求越來越高。因此，全面推行鉆井在線清潔化生產勢在必行。

（二）當前清潔生產治理技術研究與發展現狀

1、水基巖屑處理技術目前川渝地區的水基巖屑等固廢治理，基本運用的是物理化學法收集和固化填埋，也在探索微生物自然降解技術。一是采用不落地裝置將固體廢棄物收集到巖屑箱，然后使用叉車（或管輸裝置）轉運至巖屑攪拌罐，加入相關藥劑配方，攪拌均勻后轉至固化填埋池填埋處理。二是用不落地裝置將固體廢棄物收集到攪拌器，加入相關處理劑配方攪拌均勻，裝車轉運至集中處理場進行處理。三是試點探索微生物自然降解技術和資源化利用技術，目前也取得一定成效。如制培植土、磚和砌塊。2、油基巖屑處理技術含油巖屑通過立式甩干機甩干后，巖屑含油量能達到5%以下，但廢棄物固化填埋標準要求低于1%，必須通過生物處理或熱解析（熱脫浮）技術處理后，含油量才能達到低于1%。當前國際上采用的技術主要有：美國采用食油菌群培養生物技術處理含油巖屑，但還不能廣泛推廣；熱解析技術尚不成熟，成本高，也不具備條件；高溫焚燒技術，含油量能達到要求，但易造成煙塵二次污染，且設備性能不成熟，成本較高。川渝地區含油巖屑主要集中在頁巖氣區塊，通過對龍馬溪地層的頁巖元素成分分析，對比水泥的主要添加劑（粉煤灰）化學結構基本一致，結合當前技術發展現狀，分析探索實施了甩干分離、熱解析技術、研磨資源化利用等綜合措施，終端產品作為水泥添加劑輔料，實現了節能減排與資源化利用。另外，目前也在探索油基巖屑資源化制作燃料漿綜合利用技術試點，最終成為一種燃料替代燃煤實現變廢為寶。

三、清潔生產應用取得的主要階段性成效

針對鉆井作業過程中產生的廢棄物數量大、成分復雜、有機物含量高、難以降解等特點，通過對清潔生產工藝技術與設備配套的研究，從源頭控制、生產過程控制、廢棄物處理等環節入手，完善清潔生產管理制度，立足“減量化、資源化、無害化”要求，采取鉆井廢棄物隨鉆不落地收集與密閉傳輸、集雨裝置、清潔生產鉆前功能配套方案優化和工藝技術配方研究等措施，降低勞動強度和安全環保風險，實現節能減排和綠色鉆井目標。通過近幾年的探索實踐，川渝地區先后完成了100余口井的鉆井在線清潔生產治理工作，清潔生產工作得到了穩步發展，并取得了階段性效果。

（一）形成了一套清潔生產獨立工程項目管理體系

開工驗收技術交底二過程管理竣工驗收三鉆前驗收開工準備一為了更好的落實國家環境保護環保法要求，先后與建設單位和環保研究單位進行多次技術交流，立足清潔生產設計和四川油氣田《鉆井固體廢棄物無害化治理技術規范》/0267-2015和相關標準，制定清潔生產管理制度、工藝流程、作業指南，探索鉆井隊一體化管理模式，從清潔生產鉆前配套功能驗收、準備、開工驗收與技術交底、實驗配方與取樣檢測、過程管理與監督、成本寫實、竣工驗收等入手，并規范相關資料建檔，基本形成了一套獨立工程項目管理體系。實現生產組織程序模塊化（參見左圖），促進了物料平衡管理和經營成本的精細化管理，為工程質量和責任的追溯與跟蹤提供原始依據，降低環保糾紛和法律風險，推動清潔生產工程項目管理轉型升級十分關鍵。

（二）廢水等污物產生量得到明顯控制

通過鉆井清潔生產配套技術的集成應用，推動一體化、全過程管控模式，實現了鉆井“固體廢物減量、廢水零排放”的目標。從2016年在線清潔生產完成的雙探3井、磨溪119井和邛崍2等井來看，實現鉆井廢水零轉運，平時收集暫存的少量廢水基本會用完。通過量化比較分析，川渝地區某鉆探公司2016年鉆井廢水產生和轉運量同比2015年下降了近50%（表1），同類型井鉆井固廢實現減量10-20%，同比過去的完井固化模式，廢水產生量得到明顯控制，大大節約了廢水和巖屑污泥治理成本。

（三）資源化利用技術探索應用取得成效

立足節能減排、資源化利用和無害化要求，川渝地區實現生活廢水撬裝智能處理達標排放，水基鉆井巖屑等固廢治理向土壤化轉變，開展的微生物菌種培養、馴化與現場試點等工作取得階段性研究與應用成果。水基巖屑固廢轉化為免燒陶粒、磚或者條石砌塊，強度等相關指標達到行業要求和國家標準，目前已正式投入在磨高地區和川西北部地區的鉆前工程使用，美觀實用性較強；油基巖屑資源化治理綜合治理技術在頁巖氣項目得到應用，終端產物成為生產水泥添加劑或者燃料漿，用于基礎建設和燃料，實現變廢為寶。得到行業和地方相關部門的高度評價，也引起了民間和社會輿論的關注和贊許。2016年6月24日，新華社四川分社、人民網四川頻道、四川日報、四川電視臺等13家中央駐川媒體和四川省媒體15名記者，到磨溪氣田資源化利用場站進行“綠色發展”現場采訪。

（四）取得了良好的邊際貢文和社會效益

為了適應鉆井清潔生產工藝要求，企業投入了專項配套經費，自制研發不落地裝置、巖屑收集罐、巖屑管輸裝置、負壓吸排清掏罐裝置和生活廢水處理裝置等，還聯合建設了長寧油基巖屑處理流水線工廠和免燒磚（砌塊條石）的集中處理廠站等，對相關設備的研發制造能力已初具規模化和專業化。根據川渝地區雨水多的特點，改變傳統井場修建模式，采用了一體化設計的雨污分流與分區防滲系統，取消井場排污溝、廢水池和巖屑池。單井建設單位投資節約池類修建費用100余萬元。清潔生產的實施，達到了減少環境污染，實現鉆井廢水零轉運；鉆井巖屑管輸裝置及配套設備的應用，實現了鉆井廢棄物不落地、收集、轉運，降低了員工勞動強度和叉車轉移帶來的安全環保風險，有效解決了川渝地區鉆井清潔生產場地受井位部署和地理位置影響的問題，實現了節能減排、綠色鉆井。

四、結論與建議

（一）優化清潔生產設備配套與研究，整合現有資源，推行“鉆井隊一體化管理”模式，有利于污物源頭控制和節能減排提升，有效推動清潔生產管理和業務統籌升級轉型。（二）強化環保治理和鉆井清潔生產的系統研究，將鉆井固廢“減量化、資源化和無害化”進一步深挖，實現終端產物轉化為市場價值和社會效益，也是石油鉆探企業踐行國家生態文明建設和環境保護的發展理念和具體體現。（三）加快川渝地區高密度磺化體系鉆井液的固液分離破膠技術研究，解決閑置鉆井液和報廢鉆井液的轉運、儲存和高成本維護難題，有效降低環保壓力和成本。

作者:肖波 尹詩溢 單位:中國石油川慶鉆探工程有限公司川西鉆探公司

參考文獻:

[1]代君.鉆井巖屑廢水處理新技術[J].天津科技，2011年05期.

[2]孫佑海.如何在經濟發展新常態中推進環境法治[J].環境保護，2015年01期.

[3]趙麗彬，王新新等.一株鉆井巖屑Cr(Ⅵ)還原菌的分離篩選及還原能力測定[A].2014中國環境科學學會學術年會論文集（第八、九章），2014年.

[4]楊知勛.海洋鉆井平臺廢棄稅基泥漿生物降解技術研究[D].華東理工大學，2012年.

[5]張博廉，操衛平等.油基鉆井巖屑處理技術展望[J].當代化工，2014年第12期.

[6]侯寶才，劉振華等.壓裂返排液處理技術現狀與展望[J].油氣田環境保護，2015年02月.