CN104153731B - 一种钻井废弃泥浆回用堵水调剖工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钻井废弃泥浆回用堵水调剖工艺方法。包括以下步骤：利用高压污水枪将废弃泥浆池中的废弃泥浆冲散，利用小型起重机将潜水泥浆泵下入废弃泥浆池搅拌，泥浆罐车将回收后的泥浆拉运到堵水调剖现场；再添加药剂将废弃泥浆调配成堵水调剖用堵剂，然后泵入搅拌罐中利用搅拌器充分搅拌熟化，分早强段塞、主体段塞、封口段塞三个段塞按设计用量由智能调剖注入泵注入到油水井中实施堵水调剖工艺；本发明的优点是：消除了废弃泥浆等待固化期间对环境造成的污染；回收后的泥浆池无需固化，省去了大量的泥浆固化费用；回收的废弃泥浆经过调配后作为无机堵剂使用，满足实现地层深处的远距离封堵，提高整体堵调工艺效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种油气田钻井过程中外排危废物的利用，特别涉及一种钻井废弃泥浆回用堵水调剖工艺方法。
背景技术
在石油与天然气的开采、钻探过程中，产生大量的钻井废泥浆，施工现场所有的废弃物几乎全部排放积存于废泥浆池内，这使得钻井废弃物中的有害成分复杂化，最终形成一种由钠土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑等组成的多相悬浮性的钻井废泥浆。钻井废泥浆对环境的危害很大，目前国内每年钻井上万口，而废弃泥浆处理最常用的方法为固化法，该方法需要等到泥浆池中的水分大部分自然蒸发掉或将污水分抽出外输再将泥浆固化处理，其缺点在于处理周期长、处理成本较高，一个泥浆池短则1个月长则几个月后才能进行固化处理，每口井的废弃泥浆按300方计算，处理成本达5万元之多，并且泥浆池中的废弃泥浆等待固化处理期间对环境也造成相当影响。
中国专利文献号为102086085A，专利名称为《钻井废弃泥浆固化处理方法》，包括以下步骤:取钻井废弃泥浆100ml于塑料杯中,在均匀搅拌作用下加入水泥20g和粉煤灰10g,再加入0.5-3.5g脱稳剂,测定固化体浸出液的CODcr、pH值和强度。对降低钻井废弃泥浆中CODcr和pH值均有较好效果,同时固化产物还有一定的抗压强度。
中国专利文献号为102153265A，专利名称为《一种钻井废弃泥浆无害化处理工艺》，本发明的工艺具体步骤如下:(1)在泥浆池中搅拌加入31%的工业盐酸,中和废弃泥浆中的NaOH和CaCO3。(2)在泥浆池中搅拌加入双氧水,降低废弃泥浆中的有机物含量,除去泥浆中的硫化物。(3)在泥浆池中搅拌加入过硫酸钾,破坏废弃泥浆的乳液平衡,改变泥浆性能,防止污染物向外渗透。(4)在泥浆池中搅拌加入生石灰,吸附废弃泥浆中的水分。(5)在泥浆池中搅拌加入硅酸盐水泥,固化泥浆。
另外，对于油田开发中抑制边水和油水井调剖工艺来讲，有机堵剂存在有效期短的缺点，并且成本高，难以大剂量应用，只能在近井地带实现封堵，无法实施深部封堵，制约了堵调工艺的措施效果。多年来，业内人士一直努力寻求一种廉价且性能满足堵调措施的无机堵剂，来实施地层深处的远距离封。经过检索，钻井废弃泥浆并没有应用于堵水调剖工艺的文献。
而且，废弃泥浆的主要成分为钠基膨润土（粘土），完全可以作为无机堵剂的基料使用，依靠其水化膨胀、颗粒架桥、同时受到离子吸附和沉淀作用来堵塞大孔道，实现堵水调剖的目的。然而，废弃泥浆直接注入地层后，受到地下水动力作用，容易遭到冲刷和稀释，特别是在停注后养护阶段不稳定，影响封堵效果，并且随着后续水侵，晶层间的斥力大于连结力时．粘士颗粒就沿层面分开，出现了粘土的分散，总体表现出来为堆积体积不稳定，稳定性差，封堵强度低，抗冲刷能力较差，措施有效期短。因此单一使用废弃泥浆作为堵水调剖剂还达不到堵调工艺要求；因此需要将废弃泥浆进行调配，以达到作为无机堵剂的封堵性能要求。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种钻井废弃泥浆回用堵水调剖工艺方法，可将泥浆池中的废弃泥浆快速干净回收，达到环保要求，回收的泥浆经过调配后作为无机堵剂用于调剖、堵水施工。不但节约了废弃泥浆固化费用，消除了废弃泥浆等待固化过程中对环境造成的影响，而且极大地降低了堵水调剖工艺成本。
一种钻井废弃泥浆回用堵水调剖工艺方法，包括以下步骤：
（a）利用高压污水枪将废弃泥浆池中的废弃泥浆冲散，使其具有一定的流动性和悬浮性，在废弃泥浆池内部建立起循环，当废弃泥浆池内的泥浆密度相对均匀、悬浮性较好时进入下一步骤；
（b）利用小型起重机将潜水泥浆泵下入废弃泥浆池底部，利用泵体自带叶轮进行充分搅拌，潜水泥浆泵出口连接泥浆罐车，泥浆罐车将回收后的泥浆拉运到堵水调剖现场；
（c）运输到堵水调剖现场的废弃泥浆卸到调配罐中，再添加药剂将废弃泥浆调配成堵水调剖用堵剂，然后泵入搅拌罐中利用搅拌器充分搅拌熟化，分早强段塞、主体段塞、封口段塞三个段塞按设计用量由智能调剖注入泵注入到油水井中实施堵水调剖工艺；
所述的药剂按用途分为三种：泥浆早强减水剂、泥浆稳定剂和泥浆强化剂，所述的泥浆早强减水剂由铝酸钠、硫酸钙、氧化钙构成，其配比为0.5~1.5：0.5~1.5：0.5~1.5，使用浓度为泥浆质量分数的1-3%；所述的泥浆稳定剂由碳酸钠、亚硫酸钠、木质素磺酸钠、酚醛树脂构成，其配比为1.5~2.5：1.5~2.5：0.5~1.5：0.5~1.5，使用浓度为泥浆质量分数的3-6‰；所述的强化剂由硅酸钠、二乙醇胺、氯化铵构成，其配比为1.5~2.5：0.5~1.5：0.5~1.5，使用浓度为泥浆质量分数的1~3%。
其中，废弃泥浆在堵水调剖现场的调配及使用方法分三个段塞如下：
（1）早强段塞部分：废弃泥浆与泥浆早强减水剂调配，泥浆早强减水剂由铝酸钠、硫酸钙、氧化钙构成，其配比为0.5~1.5：0.5~1.5：0.5~1.5，使用浓度为泥浆质量分数的1-3%；具有早强和减水功能，可提高泥浆的早期强度，减少泥浆后期分散；
（2）主体段塞部分：废弃泥浆与泥浆稳定剂调配，所述的泥浆稳定剂由碳酸钠、亚硫酸钠、木质素磺酸钠、酚醛树脂构成，其配比为1.5~2.5：1.5~2.5：0.5~1.5：0.5~1.5，使用浓度为泥浆质量分数的3-6‰；在废弃泥浆中强化钠土的活化性能，提高对水分子的结合能力，增加泥浆整体堆积体积的稳定性，并适合大剂量注入；
（3）封口段塞部分：废弃泥浆与泥浆早强减水剂、泥浆稳定剂和泥浆强化剂一起调配，所述的泥浆早强减水剂由铝酸钠、硫酸钙、氧化钙构成，其配比为0.5~1.5：0.5~1.5：0.5~1.5，使用浓度为泥浆质量分数的1-3%；所述的泥浆稳定剂由碳酸钠、亚硫酸钠、木质素磺酸钠、酚醛树脂构成，其配比为1.5~2.5：1.5~2.5：0.5~1.5：0.5~1.5，使用浓度为泥浆质量分数的3-6‰；所述的强化剂由硅酸钠、二乙醇胺、氯化铵构成，其配比为1.5~2.5：0.5~1.5：0.5~1.5，使用浓度为泥浆质量分数的1~3%。在泥浆早强减水剂、泥浆稳定剂和强化剂的作用下，将泥浆形成凝胶，随着泥浆的持续注入，胶质体越来越多，该混合堵剂的强化时间可调节，随着反应的进行泥浆强度越来越高，泥浆水化固结后封堵强度高，同时调配配后的泥浆具备远距离输送能力，可以保证后期的再次有效注入。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
（1）现场泥浆回收工艺设备机动化程度高，可实现多井组、多平台间的随时搬迁，能将泥浆池中的废弃泥浆回收干净，泥浆回收工艺简洁、高效，可将每口井的泥浆处理时间缩短至5天以内，亦可与正常的钻井生产同步进行，消除了废弃泥浆等待固化期间对环境造成的污染；
（2）回收后的泥浆池无需固化，使用铲车或推土机推平即可，安全、环保，而且省去了大量的泥浆固化费用，回收的废弃泥浆作为堵剂基料使用又极大地降低了堵调工艺成本；
（3）回收的废弃泥浆经过调配后作为无机堵剂使用，无主剂直接成本，而且添加的助剂成本又低，可以大剂量使用，满足实现地层深处的远距离封堵，提高整体堵调工艺效果。
附图说明
附图1是本发明的废弃泥浆回收工艺流程图；
附图2是本发明的废弃泥浆调配及回注工艺流程图；
上图中：废弃泥浆池1、高压污水枪2、小型起重机3、潜水泥浆泵4、泥浆罐车5、调配罐6、搅拌罐7、搅拌器8、智能调剖注入泵9、油水井10。
具体实施方式
结合附图1-2，对本发明作进一步的描述：
实施例1：本发明提到的一种钻井废弃泥浆回用堵水调剖工艺方法，包括以下步骤：
（a）利用高压污水枪2将废弃泥浆池1中的废弃泥浆冲散，使其具有一定的流动性和悬浮性，在废弃泥浆池1内部建立起循环，当废弃泥浆池1内的泥浆密度相对均匀、悬浮性较好时进入下一步骤；
（b）利用小型起重机3将潜水泥浆泵4下入废弃泥浆池1底部，利用泵体自带叶轮进行充分搅拌，潜水泥浆泵4出口连接泥浆罐车5，泥浆罐车5将回收后的泥浆拉运到堵水调剖现场；这样重复抽运，直至将废弃泥浆池1中的废弃泥浆抽汲干净，抽汲干净的废弃泥浆池1直接利用推土机回填即可，既达到环保要求，又省时省力；
（c）运输到堵水调剖现场的废弃泥浆卸到调配罐6中，按早强段塞、主体段塞、封口段塞三个段塞对堵剂性能的不同要求添加一定比例的药剂将废弃泥浆调配成堵水调剖用堵剂，然后泵入搅拌罐7中利用搅拌器8充分搅拌熟化，分早强段塞、主体段塞、封口段塞三个段塞按设计用量由智能调剖注入泵9注入到油水井10中实施堵水调剖工艺。
（d）所述的药剂按用途分为三种：泥浆早强减水剂、泥浆稳定剂和泥浆强化剂，所述的泥浆早强减水剂由铝酸钠、硫酸钙、氧化钙构成，其配比为1：1：1，使用浓度为泥浆质量分数的1%；所述的泥浆稳定剂由碳酸钠、亚硫酸钠、木质素磺酸钠、酚醛树脂构成，其配比为2：2：1：1，使用浓度为泥浆质量分数的3‰；所述的强化剂由硅酸钠、二乙醇胺、氯化铵构成，其配比为2：1：1，使用浓度为泥浆质量分数的1%。
其中，废弃泥浆在堵水调剖现场的调配及使用方法分三个段塞如下：
（1）早强段塞部分：废弃泥浆与泥浆早强减水剂调配，泥浆早强减水剂由铝酸钠、硫酸钙、氧化钙构成，其配比为1：1：1，使用浓度为泥浆质量分数的1%；具有早强和减水功能，可提高泥浆的早期强度，减少泥浆后期分散；
（2）主体段塞部分：废弃泥浆与泥浆稳定剂调配，所述的泥浆稳定剂由碳酸钠、亚硫酸钠、木质素磺酸钠、酚醛树脂构成，其配比为2：2：1：1，使用浓度为泥浆质量分数的3‰；在废弃泥浆中强化钠土的活化性能，提高对水分子的结合能力，增加泥浆整体堆积体积的稳定性，并适合大剂量注入；
（3）封口段塞部分：废弃泥浆与泥浆早强减水剂、泥浆稳定剂和泥浆强化剂一起调配，所述的泥浆早强减水剂由铝酸钠、硫酸钙、氧化钙构成，其配比为1：1：1，使用浓度为泥浆质量分数的1%；所述的泥浆稳定剂由碳酸钠、亚硫酸钠、木质素磺酸钠、酚醛树脂构成，其配比为2：2：1：1，使用浓度为泥浆质量分数的3‰；所述的强化剂由硅酸钠、二乙醇胺、氯化铵构成，其配比为2：1：1，使用浓度为泥浆质量分数的1%。在泥浆早强减水剂、泥浆稳定剂和强化剂的作用下，将泥浆形成凝胶，随着泥浆的持续注入，胶质体越来越多，该混合堵剂的强化时间可调节，随着反应的进行泥浆强度越来越高，泥浆水化固结后封堵强度高，同时调配配后的泥浆具备远距离输送能力，可以保证后期的再次有效注入。
经过现场实验：草4-7x425为一口注水井，对应水驱受效生产井7口，首次注水10万方，注水压力0兆帕，7口生产井未见明显增产效果，2014年5月年对草4-7x425井实施调剖工艺，利用废弃泥浆体系调整吸水剖面，共注入废弃泥浆6000方，处理了20口井的废弃泥浆，注入压力上升至5.5兆帕，后续水驱注水压力亦上升至5兆帕，对应生产井5口井受效，其中2口井产油量由措施前的1.1吨升至3.6吨，起到了显著的增产效果。整个措施包括废弃泥浆回收、回注费用仅75万元，若采用常规调剖措施，达到相同的注入量，需费用150万元，还不包括泥浆固化费用100万元，投入产出比高达1：8，社会和经济效益显著。
实施例2：本发明提到的一种钻井废弃泥浆回用堵水调剖工艺方法，其中，在堵水调剖现场的调配的药剂按用途分为三种：泥浆早强减水剂、泥浆稳定剂和泥浆强化剂，所述的泥浆早强减水剂由铝酸钠、硫酸钙、氧化钙构成，其配比为0.5：1.5：0.5，使用浓度为泥浆质量分数的2%；所述的泥浆稳定剂由碳酸钠、亚硫酸钠、木质素磺酸钠、酚醛树脂构成，其配比为1.5：2.5：0.5：1.5，使用浓度为泥浆质量分数的5‰；所述的强化剂由硅酸钠、二乙醇胺、氯化铵构成，其配比为2.5：0.5：1.5，使用浓度为泥浆质量分数的2%。
实施例3：本发明提到的一种钻井废弃泥浆回用堵水调剖工艺方法，其中，在堵水调剖现场的调配的药剂按用途分为三种：泥浆早强减水剂、泥浆稳定剂和泥浆强化剂，所述的泥浆早强减水剂由铝酸钠、硫酸钙、氧化钙构成，其配比为1.5：0.5：1.5，使用浓度为泥浆质量分数的3%；所述的泥浆稳定剂由碳酸钠、亚硫酸钠、木质素磺酸钠、酚醛树脂构成，其配比为2.5：1.5：1.5：0.5，使用浓度为泥浆质量分数的6‰；所述的强化剂由硅酸钠、二乙醇胺、氯化铵构成，其配比为1.5：1.5：0.5，使用浓度为泥浆质量分数的3%。
以上废弃泥浆回收、调配回注工艺和几种添加药剂的机理、比例、使用浓度及各段塞的调配可以根据措施井的具体情况适当调整，所做出的变化也尽属于本发明要求保护的范围。
Claims (2)
1.一种钻井废弃泥浆回用堵水调剖工艺方法，其特征是包括以下步骤：
（a）利用高压污水枪（2）将废弃泥浆池（1）中的废弃泥浆冲散，使其具有一定的流动性和悬浮性，在废弃泥浆池（1）内部建立起循环，当废弃泥浆池（1）内的泥浆密度相对均匀、悬浮性较好时进入下一步骤；
（b）利用小型起重机（3）将潜水泥浆泵（4）下入废弃泥浆池（1）底部，利用泵体自带叶轮进行充分搅拌，潜水泥浆泵（4）出口连接泥浆罐车（5），泥浆罐车（5）将回收后的泥浆拉运到堵水调剖现场；
（c）运输到堵水调剖现场的废弃泥浆卸到调配罐（6）中，再添加药剂将废弃泥浆调配成堵水调剖用堵剂，然后泵入搅拌罐（7）中利用搅拌器（8）充分搅拌熟化，分早强段塞、主体段塞、封口段塞三个段塞按设计用量由智能调剖注入泵（9）注入到油水井（10）中实施堵水调剖工艺；
所述的药剂按用途分为三种：泥浆早强减水剂、泥浆稳定剂和泥浆强化剂，所述的泥浆早强减水剂由铝酸钠、硫酸钙、氧化钙构成，其配比为0.5~1.5：0.5~1.5：0.5~1.5，使用浓度为泥浆质量分数的1-3%；所述的泥浆稳定剂由碳酸钠、亚硫酸钠、木质素磺酸钠、酚醛树脂构成，其配比为1.5~2.5：1.5~2.5：0.5~1.5：0.5~1.5，使用浓度为泥浆质量分数的3-6‰；所述的强化剂由硅酸钠、二乙醇胺、氯化铵构成，其配比为1.5~2.5：0.5~1.5：0.5~1.5，使用浓度为泥浆质量分数的1~3%。
2.根据权利要求1所述的钻井废弃泥浆回用堵水调剖工艺方法，其特征是：废弃泥浆在堵水调剖现场的调配及使用方法分三个段塞如下：
（1）早强段塞部分：废弃泥浆与泥浆早强减水剂调配，泥浆早强减水剂由铝酸钠、硫酸钙、氧化钙构成，其配比为0.5~1.5：0.5~1.5：0.5~1.5，使用浓度为泥浆质量分数的1-3%；具有早强和减水功能，可提高泥浆的早期强度，减少泥浆后期分散；
（2）主体段塞部分：废弃泥浆与泥浆稳定剂调配，所述的泥浆稳定剂由碳酸钠、亚硫酸钠、木质素磺酸钠、酚醛树脂构成，其配比为1.5~2.5：1.5~2.5：0.5~1.5：0.5~1.5，使用浓度为泥浆质量分数的3-6‰；在废弃泥浆中强化钠土的活化性能，提高对水分子的结合能力，增加泥浆整体堆积体积的稳定性，并适合大剂量注入；
（3）封口段塞部分：废弃泥浆与泥浆早强减水剂、泥浆稳定剂和泥浆强化剂一起调配，所述的泥浆早强减水剂由铝酸钠、硫酸钙、氧化钙构成，其配比为0.5~1.5：0.5~1.5：0.5~1.5，使用浓度为泥浆质量分数的1-3%；所述的泥浆稳定剂由碳酸钠、亚硫酸钠、木质素磺酸钠、酚醛树脂构成，其配比为1.5~2.5：1.5~2.5：0.5~1.5：0.5~1.5，使用浓度为泥浆质量分数的3-6‰；所述的强化剂由硅酸钠、二乙醇胺、氯化铵构成，其配比为1.5~2.5：0.5~1.5：0.5~1.5，使用浓度为泥浆质量分数的1~3%；在泥浆早强减水剂、泥浆稳定剂和强化剂的作用下，将泥浆形成凝胶，随着泥浆的持续注入，胶质体越来越多，该混合堵剂的强化时间可调节，随着反应的进行泥浆强度越来越高，泥浆水化固结后封堵强度高，同时调配配后的泥浆具备远距离输送能力，可以保证后期的再次有效注入。
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