CN113102124A

CN113102124A - 一种合成基钻井液回收再利用方法

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Publication number: CN113102124A
Application number: CN202010028633.9A
Authority: CN
Inventors: 陈二丁; 赵红香; 张海青; 王俊; 王金利; 邱春阳; 王雪晨
Original assignee: Sinopec Oilfield Service Corp; Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp; Drilling Technology Research Institute of Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp
Current assignee: Sinopec Oilfield Service Corp; Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp; Drilling Technology Research Institute of Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp
Priority date: 2020-01-11
Filing date: 2020-01-11
Publication date: 2021-07-13

Abstract

一种合成基钻井液回收再利用方法，包括以下步骤：将回收的合成基钻井液存入1#罐中，开启搅拌机，搅拌钻井液使之均匀；将1#罐中合成基钻井液泵入离心机进行离心分离，分离出的固相进行回收，液相的合成基钻井液泵入2#罐；在2#罐中的合成基钻井液中加入絮凝剂，絮凝分离钻井液中的细分散颗粒，将上部清液泵入3#罐等待供井，下部的沉渣进行回收。本发明首先回收循环池中的合成基钻井液并拉运到处理站；利用离心机分离合成基钻井液固相颗粒；使用絮凝剂，絮凝合成基钻井液中的细分散固相颗粒，去除回收后的合成基钻井液中的有害固相，使合成基钻井液达到再利用的目的。本发明可以有效减少钻井废弃物排放，降低合成基钻井液的使用成本。

Description

一种合成基钻井液回收再利用方法

技术领域

本发明涉及钻井液无害化资源化处理技术领域，尤其涉及一种合成基钻井液回收再利用处理方法。

背景技术

合成基钻井液体系兼具油基钻井液和水基钻井液的优点，具有很强的页岩抑制能力、润滑性能和抗污染能力，而且密度范围可调控、易于维护，环境可接受性强。目前合成基钻井液技术已发展成为开发高温深井、水平井、大斜度定向井和各种复杂地层的重要技术。

国内外应用实践表明，合成基钻井液在重复使用5次之后，由于钻井液中的细分散固相颗粒固控设备无法有效清除，导致钻井液的固相积累，钻井液增稠严重性能调整困难，库存合成基钻井液数量不断增多，必须重新配制新的合成基钻井液。随着油气勘探大力开发，工作量也将逐步扩大，油基钻井液废弃物处理技术逐渐受到重视。然而，大量基础油的使用带来了许多环境问题。

由此可见，降低合成基钻井液废弃物处理成本是长期以来困扰油气田环境保护工作者的一大技术难题，为了降低钻完井成本，实现减排增效的目的，需要对合成基钻井液回收再利用，降低回收的合成基钻井液中亚微米颗粒含量，提高合成基钻井液重复利用率，有效延长合成基钻井液的使用寿命，以达到良好的经济和社会效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种合成基钻井液回收再利用处理方法。通过回收后离心处理分离，调节合成基钻井液性能，达到供井再利用的要求，提高合成基钻井液循环利用次数，减少钻井投资成本。在环境要求高、陆地、海洋复杂地层尤其是页岩气勘探开发可以应用和推广。

一种合成基钻井液回收再利用方法，包括以下步骤：

（1）将回收的合成基钻井液存入1#罐中，开启搅拌机，搅拌钻井液使之均匀；

（2）将1#罐中合成基钻井液泵入离心机进行离心分离，分离出的固相进行回收，液相的合成基钻井液泵入2#罐；

（3）在2#罐中的合成基钻井液中加入絮凝剂，絮凝分离钻井液中的细分散颗粒，将上部清液泵入3#罐等待供井，下部的沉渣进行回收。

其中：

合成基钻井液回收到1#罐后进行搅拌，搅拌时间为20-60min。

所述离心机选用卧式离心机。

所述卧式离心机为柱-锥组合型，设有两个独立回转的转子，一个为圆柱-圆锥型无孔转鼓，另一个为带有螺旋叶片的螺旋，二者同轴水平地套装在一起；离心机的转筒为逆时针旋转，转鼓与其内的螺旋同心同向旋转，转鼓速度稍快于螺旋。

所述卧式离心机，进料泵频率为15~25Hz，转鼓频率为29~32Hz，螺旋频率为25~29Hz，转速在2000rpm—3000rpm，处理合成基钻井液能力4～45m³/h。

所述絮凝剂包括纳米铝盐和铁盐的聚合物，或者纳米活性碳纤维。所述纳米活性碳纤维包括酚醛基纤维、黏胶基纤维、沥青基纤维中的一种或几种。

絮凝剂加量占2#罐中的合成基钻井液的质量比为0.5%-10%，使合成基钻井液粒径<100nm的固相颗粒含量降低到含量0.3%。

处理后的合成基钻井液电稳定性>400V, 塑性粘度在15-30 mPa.s，满足供井再利用的要求。

本发明的合成基钻井液回收再利用方法，钻井完井后，首先回收循环池中的合成基钻井液并拉运到处理站；利用离心机分离合成基钻井液固相颗粒；使用絮凝剂，絮凝合成基钻井液中的细分散固相颗粒，去除回收后的合成基钻井液中的有害固相，使合成基钻井液达到再利用的目的。本发明可以有效减少钻井废弃物排放，降低合成基钻井液的使用成本。

附图说明：

图1为本发明实施例三提供的合成基钻井液回收再利用的流程框图。

图2为离心后的合成基钻井液固相粒径分布。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参照附图1，作为本发明的最佳实施方式如下：

综合实施例

一种合成基钻井液回收再利用方法具体包括以下步骤：

a.将回收的合成基钻井液存入1#罐中，并开启搅拌机，搅拌钻井液使之均匀。

b.将合成基钻井液泵入离心机进行离心分离，分离出的固相进行回收，液相的合成基钻井液泵入2#罐。

c.在2#罐的合成基钻井液中加入絮凝剂，絮凝分离钻井液中的细分散颗粒，将上部清液泵入3#罐等待供井，下部的沉渣进行收集。

所述a步骤中，回收的合成基钻井液可选用桶装或罐装运输。

所述a步骤中，合成基钻井液回收到1#罐后进行搅拌，搅拌时间为20-60min。

所述b步骤中，离心机选用卧式离心机。卧式离心机为柱一锥组合型，由两个独立回转的转子组成，一个为圆柱一圆锥型无孔转鼓，一个为带有螺旋叶片的螺旋，二者同轴水平地套装在一起。离心机的转筒为逆时针旋转，转鼓与其内的螺旋同心同向旋转，转鼓速度稍快于螺旋。当悬浮液由进料管导入螺旋内腔，经分配口进入转鼓的沉降区，在离心力作用下，比重较大的固相物沉积在转鼓内壁，被螺旋叶片推出沉降区，通过干燥区由转鼓小端排出，被澄清的分离液沿螺旋叶片通道流向转鼓的大端由溢流孔排出，悬浮液的固、液两项由此得到分离。

所述b步骤中，离心机处理条件优选，进料泵工作频率为15~25Hz，转鼓工作频率为29~32Hz，螺旋工作频率为25~29Hz，转速在2000rpm—3000rpm，处理合成基钻井液能力4～45m³/h。

所述c步骤中，絮凝剂可选用铝盐和铁盐的聚合物或者酚醛基纤维、黏胶基纤维、沥青基纤维等纳米活性碳中的一种或几种。絮凝剂活性炭纤维为原料，使用亲油处理剂等进行表面改性，减少其对液相、气相的吸附，提高活性炭纤维在油基钻井液中的分散性并能更好的选择吸附絮凝油基钻井液中的固相小颗粒。

所述c步骤中，絮凝剂加量占2#罐中的合成基钻井液的质量比0.5%-10%，使合成基钻井液粒径<100nm的固相颗粒含量降低到含量0.3%。

所述c步骤中，处理后的合成基钻井液电稳定性>400V, 塑性粘度在15-30 mPa.s，满足供井再利用的要求。

具体实施例

本发明的合成基钻井液回收再利用方法中，首先将回收的钻井液放入1#罐中，由于合成基钻井液存放后增稠严重，需要开启搅拌机，搅拌钻井液使之均匀。开启螺杆泵将合成基钻井液泵入到离心机，选用进料泵频率为15~25Hz，转鼓为29~32Hz，螺旋为25~29Hz，转速在2000rpm—3000rpm，处理合成基钻井液能力4～45m³/h。处理后的钻井液存入2#罐中，固废物收集。在2#罐中加入絮凝剂，进一步絮凝细分散颗粒，降低合成基合成基钻井液的固相含量，达到供井要求后可装车运输到井上。

本发明采用的合成基钻井液搅拌机搅拌时间为30-60 min。离心机可以选用卧式离心机。卧式离心机为柱一锥组合型，由两个独立回转的转子组成，一个为圆柱一圆锥型无孔转鼓，一个为带有螺旋叶片的螺旋，二者同轴水平地套装在一起。离心机的转筒为逆时针旋转，转鼓与其内的螺旋同心同向旋转，转鼓速度稍快于螺旋。当悬浮液由进料管导入螺旋内腔，经分配口进入转鼓的沉降区，在离心力作用下，比重较大的固相物沉积在转鼓内壁，被螺旋叶片推出沉降区，通过干燥区由转鼓小端排出，被澄清的分离液沿螺旋叶片通道流向转鼓的大端由溢流孔排出，悬浮液的固、液两项由此得到分离。

絮凝剂可选用铝盐和铁盐的聚合物、酚醛基纤维、黏胶基纤维、沥青基纤维等纳米活性碳中的一种或几种。絮凝剂加量在2%-10%，使合成基钻井液粒径<100nm的固相颗粒含量降低到含量0.3%，分离的下部固废物统一处理。上部的合成基钻井液存入到3#罐，保持电稳定性>400V, 塑性粘度在15-30 mPa.s，滤失量<0.2mL，满足供井要求。

下面的实施例只用于详细说明本发明，并不以任何方式限制发明的保护范围。

典型实施例1：合成基钻井液离心机处理

将胜利坨826区块施工的150m³合成基钻井液进行了回收，测试合成基钻井液流变性参数，见表1。

开启卧式离心机，转速在2000rpm，利用螺杆泵将合成基钻井液泵入离心机分离，离心后的固废物14.91m³。

在离心机的溢流孔处取合成基钻井液400mL，测试分离后的合成基钻井液流变性，离心前后合成基钻井液性能对比如下表。

表1 合成基钻井液离心分离前后的性能对比

将离心后的合成基钻井液再次泵入到离心机后，合成基钻井液在离心机出口与入口处密度一致，也就是说离心机最多能使密度达到1.09g/cm³。

利用激光粒度分析仪测试离心后的合成基钻井液，得到钻井液中的固相颗粒粒径分布。根据分布图2可以看出，固相颗粒基本在0.6~44.1μm之间，这个粒径级别的固相颗粒不容易被离心机分离。

典型实施例2：合成基钻井液絮凝剂处理

将离心后的合成基钻井液存入2#罐，加入5%絮凝剂，搅拌15-30min后，静置一段时间，分离出下部絮凝固相，测试钻井液絮凝前后的体积。

表2 絮凝剂分离效果

典型实施例3：合成基钻井液再利用

将处理后的合成基钻井液132.56 m³全部应用到永123-平3井，回收后处理的合成基钻井液进行室内实验结果：

表3 再利用的合成基钻井液性能

表1显示，再利用的合成基钻井液满足永123-平3井现场用要求，电稳定性>400V, 塑性粘度在15-40 mPa.s，满足再利用要求。在现场施工中可根据永123-平3井具体设计进行性能调整。

Claims

1.一种合成基钻井液回收再利用方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的合成基钻井液回收再利用方法，其特征在于，合成基钻井液回收到1#罐后进行搅拌，搅拌时间为20-60min。

3.根据权利要求1所述的合成基钻井液回收再利用方法，其特征在于，所述离心机选用卧式离心机。

4.根据权利要求3所述的合成基钻井液回收再利用方法，其特征在于，所述卧式离心机为柱-锥组合型，设有两个独立回转的转子，一个为圆柱-圆锥型无孔转鼓，另一个为带有螺旋叶片的螺旋，二者同轴水平地套装在一起；离心机的转筒为逆时针旋转，转鼓与其内的螺旋同心同向旋转，转鼓速度稍快于螺旋。

5.根据权利要求4所述的合成基钻井液回收再利用方法，其特征在于，所述卧式离心机，进料泵频率为15~25Hz，转鼓频率为29~32Hz，螺旋频率为25~29Hz，转速在2000rpm—3000rpm，处理合成基钻井液能力4～45m³/h。

6.根据权利要求1-5任一所述的合成基钻井液回收再利用方法，其特征在于，所述絮凝剂包括纳米铝盐和铁盐的聚合物，或者纳米活性碳纤维，酚醛基纤维、黏胶基纤维、沥青基纤维等纳米活性碳中的一种或几种。

7.根据权利要求6所述的合成基钻井液回收再利用方法，其特征在于，所述纳米活性碳纤维包括酚醛基纤维、黏胶基纤维、沥青基纤维中的一种或几种。

8.根据权利要求6所述的合成基钻井液回收再利用方法，其特征在于，絮凝剂加量占2#罐中的合成基钻井液的质量比为0.5%-10%，使合成基钻井液粒径<100nm的固相颗粒含量降低到含量0.3%。

9.根据权利要求1所述的合成基钻井液回收再利用方法，其特征在于，处理后的合成基钻井液电稳定性>400V, 塑性粘度在15-30 mPa.s，满足供井再利用的要求。