[发明专利]一种循环钻井液不落地的固液分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油气田井下作业产出液不落地现在处理级综合利用的工艺技术，特别涉及一种循环钻井液不落地的固液分离方法。

背景技术

钻井液是钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质，被称为钻井的血液，是钻井工程中极其重要的组成部分，其基本功能有携带和悬浮岩屑，稳定井壁和平衡压力，冷却润滑钻具。钻井液的主要作用之一是把岩屑从井底携带至地面，来自井底的钻井液与废弃物共同组成多相稳定悬浮液,其中含有很多对环境有害的物质,如油类、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、碱性物质等。因此，钻井液废弃物是石油天然气工业的主要污染源之一，其处理也是目前困扰油田的一大难题。2008年《国家危险废物名录》中已将“废弃钻井液处理产生的污泥”（废物代码071-002-08）列入国家危险废物名目内，随着国家的法津法规日益健全，地方政府环保要求的提高和油田环保意识的增强，钻井液不落地技术方法的发展势在必行。

目前，国内外钻井液废弃物处理技术主要有：简单处理排放、回注地层、异地集中处理、回填、坑内密封、土地耕作、固化、固-液分离、焚烧、微生物处理等。但这些处理方法普遍存在经济效益与环境效益不能两全的问题：环境效益好的方法，经济成本太高；经济成本低的，往往达不到环保要求。如回注地层、土壤耕种的方法，虽然能同时满足经济与环境双重效益，但局限性大，无法普及推广；固化法占地面积大，处理成本高，环境风险依然较大。此外，上述各方法对被处理的钻井液废弃物有不同的要求，并不适用于所有的钻井液废弃物处理。

据报道，已有关于钻井液不落地的固液分离方法的报道，采用泥浆罐代替挖地泥浆池进行钻井液废弃物的收集和循环，可随钻即时处理，不存在外排污水，实现钻井液废弃物的不落地循环处理，从根本上消除了钻井液废弃物对环境的污染，钻井液废弃物经回收处理可以重复利用，该项技术变“末端治理”为“全过程控制”。

目前，广泛使用的钻井液是以膨润土为基质，辅加降粘剂、降滤失剂等添加剂。因此，目前的钻井液废弃物不落地处理研究通常是针对此类钻井液产生的废弃物，此类废弃物包括加重材料、化学处理剂、污水、污油及钻屑等，同时，由于膨润土在低剪切速率时具有较高的结构粘性，因此在对此类钻井液废弃物进行不落地处理时，需设置清水洗涤、化学絮凝，甚至超滤、反渗透等步骤以达到安全排放标准，如中国专利CN101690937A，中国专利CN101279811A，中国专利CN101319607A等中所记述的。在上述处理过程中引入的使钻井液废弃物脱稳，絮凝、分离的其它化学助剂，或者用来清洗固体的大量水，这些均在无形中增加了资源的消耗，同时增加新的废物污染，因此上述方法只是钻井液废弃物的转移而非真正意义上的循环使用。此外，上述专利文献中记载的超滤或反渗透处理净化已初步纯化的废液，得到符合排放标准的废水的方法，需额外增加过滤器及反渗透装置，这些装置及滤芯的更换不仅大大的增加了经济成本，而且这些设备占用大量空间资源，同时，废弃滤芯也会对环境造成二次污染。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种基于镶嵌屏蔽钻井液的循环钻井液固液分离方法。

本发明人经过锐意研究，得到一种不依托膨润土的镶嵌屏蔽钻井液。该钻井液是一种先进的高性能无黏土水基钻井液，其包括镶嵌屏蔽剂，增粘剂，加重剂及基础液，其中，镶嵌屏蔽剂是内部为刚性无机内核，如石英砂等，外部包覆如丙烯酰胺等弹性亲水性屏蔽膜的颗粒形成的网状凝胶，外形尺寸达到40～400μm，通过静电力和拖曳力，在钻屑表面发生多点吸附，形成隔离膜，由于镶嵌屏蔽剂具有弹性可变性和直径大于储层孔隙直径的特点，在压差的作用下，镶嵌屏蔽剂颗粒部分镶嵌入孔隙入口处，将孔隙封堵住，其余部分仍在孔隙外面，起到单向封堵的作用。其中，增粘剂为酚醛树脂类有机高分子聚合物；加重剂为可溶性盐类，包括无机盐和有机盐；基础液为淡水、本区回流污水、盐水或海水，上述各组分均不会造成环境污染，并且可利用回收循环钻井液中液相部分，真正实现循环钻井液不落地循环利用。

在钻井的过程中镶嵌屏蔽剂、增粘剂、加重剂及基础液等可随循环钻井液一同被带回至井筒，经简单处理后即可再次利用。

通过使用镶嵌屏蔽钻井液，循环钻井液能容易地通过机械方法分离，固相回收利用，液相回收循环用于配制镶嵌屏蔽钻井液，真正实现钻井液不落地目标。

本发明提供的循环钻井液不落地固液分离方法是基于上述镶嵌屏蔽钻井液的优良特性，所采用的镶嵌屏蔽剂使钻井液体系抗油、盐污染并始终保持优异的性能是保证本发明顺利实施的关键。

本发明的目的在于提供如下技术方案：