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1、贝克休斯流体环境服务贝克休斯流体环境服务Baker Hughes Fluids Environmental Service为中国陆地海上石油勘探与开发服务为中国陆地海上石油勘探与开发服务陈来新陈来新贝克休斯公司泥浆商务拓展经理贝克休斯公司泥浆商务拓展经理(北亚地区北亚地区)贝克休斯技术展览会贝克休斯技术展览会2009年中国成都年中国成都2Dwg 258-1 rev 000May 6th 2008SgChina WM Overview废物管理 概览废物管理 概览CHINA 20093Dwg 258-2 rev 000May 6th 2008SgChina WM Overview水水固体碎片固体碎
2、片池与罐中的残渣余液池与罐中的残渣余液雨水雨水钻井水钻井水/冲洗水冲洗水地层水地层水地层岩石地层岩石水泥水泥商用固相商用固相 (重晶石重晶石)商用固相商用固相 (重晶石重晶石)地层低密度固相地层低密度固相废钻井液废钻井液化学品包装化学品包装钻井液产生的主要废物流钻井液产生的主要废物流钻完井液产生的污染物钻完井液产生的污染物4Dwg 258-3 rev 000May 6th 2008SgChina WM Overview增加在钻井成本预算所占百分比增加在钻井成本预算所占百分比带走有用的钻井液带走有用的钻井液增加环境污染的风险增加环境污染的风险增加废物量和处理成本钻完井液产生的污染物增加废物量和处
3、理成本钻完井液产生的污染物5Dwg 258-4 rev 000May 6th 2008SgChina WM Overview钻井周期例图钻井周期例图6Dwg 258-5 rev 000May 6th 2008SgChina WM Overview井眼尺寸井眼尺寸 (mm)井段长度井段长度 (m)规则井眼规则井眼 (方方)规则井眼钻屑体积规则井眼钻屑体积 (方方),2倍的倍的 井眼容积规则井眼钻屑体积井眼容积规则井眼钻屑体积(方方),2.7倍的倍的 井眼容积井眼容积 雪佛龙模式雪佛龙模式311.152000.00152.00304.00410.35215.901500.0055.00110.00
4、148.18岩屑废物体积岩屑废物体积0.0050.00100.00150.00200.00250.00300.00350.00400.00450.00规则井眼规则井眼 2倍的规则井眼倍的规则井眼 2.7倍倍cubic metr12-1/4 hole8-1/2 hole钻屑废物体积基准图钻屑废物体积基准图7Dwg 258-6 rev 000May 6th 2008SgChina WM Overview钻屑废物管理基准钻屑废物管理基准cubic metrescubic metrescubic metrescubic metres8Dwg 258-7 rev 000May 6th 2008SgChi
5、na WM Overview钻井液消耗基准钻井液消耗基准9Dwg 258-8 rev 000May 6th 2008SgChina WM Overview把废物产生的数量降到最低定义隔离效率把废物产生的数量降到最低定义隔离效率钻台泥浆(特别是为油基)收集盘改进作业程序改进作业程序淘汰不好用的,如水力旋流器评估成本效益评估成本效益成本与震动筛的使用效果对照10Dwg 258-9 rev 000May 6th 2008SgChina WM Overview废物处理程序遵守环保规定遵守公司政策遵守废物处理程序遵守环保规定遵守公司政策遵守HSE预算限定弄清废物种类废物体积预算限定弄清废物种类废物体积
6、(最小化最小化)处理率处理率- 加工能力处理的选择成本评估废物加工能力处理的选择成本评估废物管理管理方案方案监测测量监测测量11贝克休斯钻井液环保服务能提供么贝克休斯钻井液环保服务能提供么 ?贝克休斯钻井液环保服务能提供么贝克休斯钻井液环保服务能提供么 ?钻屑运输设备钻屑运输设备真空真空裝置旋式传输机?钻屑的排放钻屑的排放在内陆湖泊河流或城市农村附近等生态区钻井在内陆湖泊河流或城市农村附近等生态区钻井(即使水基泥浆即使水基泥浆)使用油基泥浆或不许可排放的合成基泥浆在陆地水域及海上钻井使用油基泥浆或不许可排放的合成基泥浆在陆地水域及海上钻井?钻屑回注钻屑回注在内陆湖泊河流或城市农村附近等生态区钻
7、井在内陆湖泊河流或城市农村附近等生态区钻井(即使水基泥浆即使水基泥浆)使用油基泥浆或不许可排放的合成基泥浆在陆地水域及海上钻井使用油基泥浆或不许可排放的合成基泥浆在陆地水域及海上钻井?钻屑的干燥钻屑的干燥使用许可的合成基泥浆在陆地水域及海上钻井使用许可的合成基泥浆在陆地水域及海上钻井?全封闭体系全封闭体系 / 钻屑固控设备钻屑固控设备?另外出租的设备另外出租的设备单独或与上述服务一起12钻屑的排放?选择选择1 - 真空运输钻屑到真空运输钻屑到25 桶的箱子桶的箱子13钻屑的排放?选择选择2 -旋式传转运输钻削到旋式传转运输钻削到25 桶的箱桶的箱14岩屑回注大小大小: 4.9 x 2.44 x
8、 4.7米米重量重量: 9.75吨吨处理率处理率: 25 吨吨/小时小时钻屑浆化钻屑浆化15岩屑回注大小大小: 4.57 x 2.44 x 2.13米重量米重量: 8.4吨处理率吨处理率: 可达可达0.8方方/分钟分钟三缸回注泵三缸回注泵16钻屑回注?选择1 真空传转到浆化器17钻屑回注?选择2 -旋式传转到浆化器18钻屑干燥机19钻屑干燥机?选择1 真空传转钻屑到钻削干燥机20钻屑干燥机?选择2 旋式传转到钻屑干燥机21通过干燥减少钻屑上的油0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%20%重百分比重百分比t6.9%是美国环保署规定的底线 振动筛干燥机22全封闭体系 / 钻屑固控设备2
9、3泥浆清洗器泥浆清洗器 / 流体调节器流体调节器24陆地用陆地用全封闭体系钻屑回注钻屑回注26钻屑回注简介钻屑回注简介?将废物泵入地下合适的地层的处置方法将废物泵入地下合适的地层的处置方法.?回注井要设计成能提供一个通道回注井要设计成能提供一个通道,以传送液体或浆体进入地层以传送液体或浆体进入地层/储层储层,而不会对环境造成不利影响而不会对环境造成不利影响.?回注目的层应与有用水源隔离回注目的层应与有用水源隔离?挑选的地层应有足够空间容纳大量液体或浆体挑选的地层应有足够空间容纳大量液体或浆体.?回注井需要正确管理回注井需要正确管理,确保使用寿命长确保使用寿命长.?回注层不能含有商业开采价值的油
10、气回注层不能含有商业开采价值的油气.?岩屑回注是一种处置方法而非处理方法岩屑回注是一种处置方法而非处理方法.?岩屑回注被认为是一种负岩屑回注被认为是一种负 “责任的处置责任的处置”27地层反应地层反应砂岩页岩灰岩可回注浆体比砂岩容量小可回注浆体压裂距离较短压裂距离较长压裂距离较短高破裂压力较低破裂压力高破裂压力低裂缝发育大裂缝发育低裂缝发育盖封性好砂岩页岩灰岩可回注浆体比砂岩容量小可回注浆体压裂距离较短压裂距离较长压裂距离较短高破裂压力较低破裂压力高破裂压力低裂缝发育大裂缝发育低裂缝发育盖封性好28压裂模型压裂模型?回注井回注井: 井身井身 / 套管套管/ 井口井口?地质地质: 区域构造地质区
11、域构造地质 / 岩性剖面岩性剖面 / 地下水面地下水面?岩石特性岩石特性: 应力应力 / 渗透率渗透率 / 孔隙度孔隙度 / 孔隙孔隙?录井录井: 垂深垂深/ 测深测深 / 历史数据历史数据?钻井设计钻井设计: 井的数量井的数量 / 持续周期持续周期 / 钻速钻速 / 钻机数据钻机数据?有关废物的资料有关废物的资料: 浆体浆体 / 泥浆类型泥浆类型 / 被污染的水被污染的水?环境环境: 法律法律 / 遵守遵守?监测监测: 协议协议 / 作业限制作业限制2930岩屑回注层位的选择岩屑回注层位的选择31施工案例施工案例-北海北海 北北ALWYN油田油田回注深度回注深度: 2591 2743米 垂深
12、米 垂深破裂压力破裂压力: 3,500 - 4,500 psi (24 - 31兆帕兆帕)回注压力回注压力: 1,900 - 2,800 psi (13-19.3兆帕兆帕)回注速率回注速率: 1 - 3 b/m (0.16-0.48 方方/分分)32TOTAL北海北海 北北ALWYN油田岩屑回注日报油田岩屑回注日报33岩屑回注每日图表岩屑回注每日图表0500100015002000250030003500400045005000662266226622662266226622662266226622662266226622Time压力压力 psi.051015202530Rate (BPM),
13、 Vol (M3)CRIpress psiRate BPMVolume Cubic Metres6TH AUG 2006TOTAL北海北海北北ALWYN油田岩屑回注每日图表油田岩屑回注每日图表34确保质量控制, 预防回注地层出问题?(马氏漏斗)粘度过50-80 (sec/qt) ?固相体积百分比20-30 % ?比重 10.5-12.5 ppg (1.1-1.3 S.G.) (用压力比重秤)?粒度尺寸 300 micron (0.3MM) 或更小 (90%-95%)?含油量0.5-2% (如果是油基泥浆钻的岩屑)?动切力 20-25 lbs/100 sq.ft回注浆体的性能回注浆体的性能 (质
14、量控制质量控制)35井段钻速井眼体积浆液体积3:1浆液体积5:117 ”38 m/hr125 ft/hr12 ”76 m/hr250 ft /hr8 ”160 m/hr528 ft/hr1.5 m3/hr37 bbls/hr(13.5 mt/hr)6.0 m3/hr 148 bbls/hr0.1 m3/min2.5bbls/min9.0 m3/hr222 bbls/hr0.15 m3/min3.7 bbls/min处理能力处理能力36?井场废物如螺母井场废物如螺母/栓栓, 绳索绳索,袋子等袋子等?堵漏材料堵漏材料?井下磨铣作业产生的金属屑井下磨铣作业产生的金属屑?未熟水泥未熟水泥(呈绿色呈绿色
15、): 应该运走应该运走, 以防污染以防污染?返出的被污染水泥返出的被污染水泥: 可先用缓凝剂处理可先用缓凝剂处理?应水泥应水泥: 大块扔掉大块扔掉, 小块处理小块处理无法处理的废物无法处理的废物37化学添加剂化学添加剂化学品化学品目的目的添加速度添加速度除氧剂除氧剂防止氧腐蚀防止氧腐蚀45 公斤公斤/分钟分钟杀菌剂杀菌剂杀菌杀菌45 公斤公斤/分钟分钟增粘剂增粘剂有助于悬浮固相有助于悬浮固相5-6 kg / 50bbls 石灰石石灰石23 kg / 50 bbls 白垩白垩“粘土自悬浮粘土自悬浮”38回注地层出问题时的指示回注地层出问题时的指示压力持续上升压力持续上升由于注入浆体使地层裂缝变小
16、由于注入浆体使地层裂缝变小, 从而压力逐步上升从而压力逐步上升显示低压裂传播显示低压裂传播考虑考虑: 在压裂发生前在压裂发生前,压力可能已升到极限以上压力可能已升到极限以上打压与回压打压与回压打压至地层围压上限打压至地层围压上限回压至压裂波进入新层位和流体回压至压裂波进入新层位和流体放压放压考虑考虑: 压裂有可能上行至表面压裂有可能上行至表面压力急生压力急生压力 由于地层闭锁而快速上升压力 由于地层闭锁而快速上升要对回注设计进行认真评估要对回注设计进行认真评估考虑考虑: 应该评估浆体性能以防堵塞地层应该评估浆体性能以防堵塞地层39CUTTING RE-INJECTION (CRI) OVERV
17、IEW ARCO PRINCIPLE40岩屑回注设备岩屑回注设备浆化装操作平增粘浆化装操作平增粘振荡筛振荡筛41岩屑回注设备岩屑回注设备交流电驱交流电驱96方 浆罐充填方 浆罐充填42?压力压力 (PSI)?罐的液面罐的液面 (bbls)?回注专用发电机电流回注专用发电机电流 (Amps)?邻井压力邻井压力 (PSI)?泵冲数泵冲数?泵速泵速 (bbls/min)?总体积总体积 (bbls)?日报日报?完井报告完井报告?不足之处不足之处?保持精确记录保持精确记录?资料易传输资料易传输数据记录数据记录4301234567890246810121416Number of wellsCost ($M
18、)专门的回注井专门的回注井收集并运输收集并运输环空回注环空回注经济效果对比经济效果对比: 收集并运输到岸上 与在海上回注收集并运输到岸上 与在海上回注44优势优势避免了向海里排放避免了向海里排放, 实现了实现了 “零排放零排放”.对环境没有不利影响对环境没有不利影响对泥浆体系没有限制对泥浆体系没有限制 - 能处理盐水基能处理盐水基, 油基和重金属基体系油基和重金属基体系.通常是最经济的选择通常是最经济的选择可以处理雨水和井场废水可以处理雨水和井场废水, 而无需额外成本而无需额外成本避免了废液的储存与运输避免了废液的储存与运输处理过程基本上很简单处理过程基本上很简单有可能综合利用现有井场设备有可
19、能综合利用现有井场设备, 如固井泵如固井泵, 泥浆泵泥浆泵, 泥浆池和管道泥浆池和管道.回注处理不受恶劣天气影响回注处理不受恶劣天气影响减少了岸上的作业减少了岸上的作业, 后勤和搬运工作后勤和搬运工作.45局限局限能成功进行回注的地层有限能成功进行回注的地层有限有些地区不允许有些地区不允许有时侯需要地质资料和压裂数据有时侯需要地质资料和压裂数据需要备用方案以防回注失败需要备用方案以防回注失败, 该点该点 “非常重要非常重要”对压裂预测的不确定性对压裂预测的不确定性, 即即 “泵入多少才安全泵入多少才安全?”为确保井的完整为确保井的完整, 就得关心不要损坏井眼或套管就得关心不要损坏井眼或套管在钻
20、速快时在钻速快时, 可能要等待回注可能要等待回注 (处理不及处理不及)海上设施储存空间有限海上设施储存空间有限产生圈闭压力产生圈闭压力要保证压裂波不能抵达海床或表面要保证压裂波不能抵达海床或表面46 自自1989年年, 迄今完成了迄今完成了350口井的回注口井的回注 自自1995年至今共注入了年至今共注入了350万桶万桶(56万方万方)浆体浆体 多种回注选择多种回注选择多种回注选择多种回注选择: 环空环空, 油管油管/射孔射孔, 附属油管回注附属油管回注, 油管油管/砾石充填砾石充填, 与注水结合等与注水结合等 多种地层多种地层多种地层多种地层: 泥岩泥岩, 砂岩砂岩, 页岩页岩, 煤层煤层, 白垩白垩, 灰岩灰岩岩屑回注经验岩屑回注经验47CRI Customer Base
