我国钻井液清洁行业发展咨询介绍。、

西安赵阳

1清洁生产概念及发展过程在国际上，清洁生产概念的提出最早可追溯到1976年，20多年后的今天，“大力推进清洁生产，积极实现可持续发展”已经成为当今全球工业界的普遍共识。目前国际_L对清洁生产并未形成统一的定义，清洁生产在不同的地区和国家使用不同而相近的术语。例如，欧洲国家称之为“少废无废工艺”、“无废生产”;美国则称为“废料最少化”、“污染预防’，、“减废技术”等;日本引进清洁生产概念较晚，在日常将其称作“无公害工艺’。此外，还有“绿色T艺’、“生态工艺”、“环境友好工艺’、“生产过程与环境一体化工艺’、“循环工艺”、“源削减工艺”、“污染削减工艺”、“再循”等。这些提法从不同的角度诊释了清洁生产的内涵。我国清洁生产发展始于90年代初期。1993年10月在上海召开的第二次全国工业污染防治会议上，国务院、国家经贸委及国环保总局的领导提出清洁生产的重要意义和作用，明确了清洁生产在我国工业污染防治中的地位。1999年5月，国家经贸委发布了《关于实施清洁生产示范试点的通知》，在部分省和行业开展了试点工作。在此基础上，陆续成立了各级清洁生产推广行政主管部门。截至2000年末，全国建立了21个行业或地方的清洁生产中心。它们包括1个国家级中心、4个工业行业中心和16个地方中心。2003年1月1日，《中华人民共和国清洁生产促进法》开始实施，这部法律使清洁生产推广工作进入了法制化、规范化发展的轨道，将极大的促进清洁生产我国的开展。从石油天然气开采行业的具体情况出发，清洁生产主要是指:在整个生产过程中，着眼于污染预，全面考虑开发生产周期过程对环境的影响，最大限度地减少原料和能源的消耗，降低生产成本，提高油气资源和生产用能源的利用效率，使开发生产过程对环境的影响降到最低。我国石油系统中较早开展清洁生产工作的单位是中国石油辽河油田分公司和塔里木油田分公司单位。辽河油田2001年就开始启动清洁生产审计工作，做为辽宁省辽河油田清洁生产试点企业，沈阳采油厂率先在2001年年底通过了辽宁省清洁生产审计，此后辽河油田又有家二级单位通过了清洁生产审计工作，并有5家单位正在实施过程中。塔里木油田经国家经贸委批准，成为中国政府与加拿大政府合作清洁生产项目(石油石化行业唯一一项)的实施点，目前项目进展顺利，油田正根据加方清洁生产预评估报告提出的建议和信息需求，开展配套的清洁生产现场现状审计和评估。通过这些工作，我国石油天然气开采行业越来越认识到清生产的重要意义，并将进一步加大推行力度。大量的清洁生产实践表明，清洁生产是保障资源持续开发利用、控制工业污染、保护生态环境的根本措施;同时清洁生产注重经济技术的可实性，从而达到环境效益和经济效益的双赢目标。清洁生产的产生及其发展是一个不断演进的历史过程。在可持续发展的思想原则指导下，清洁生产仍然处于不断的丰富，深化与拓展过程中。本文主要针对国外石油天然气开采行业清洁生产技术发展动态进行总结分析。


2国外清洁生产技术发展现状清洁生产技术所涵盖内容十分丰富，其核心是将对资源与环境效益的考虑有机融入开发生产全过程中。对于石油和天然气开采行业而言，生产过程一般包括物探、钻井、井下作业(包括试油、酸化及酸压、压裂、修井)、采油及采气生产等。开展清洁生产应尽量针对每个生产过程的具体问题、具体情况进行实施。欧美发达国家的石油公司在清洁生产方面积累了较为丰富的经验和技术，值得分析、吸收和借鉴。例如，美国提出并落实清洁生产最早的国家之一，美国石油工业强调从源头控制污染的原则，提倡清洁生产，主要作法有两方面[I]:一是在生产过程中，尽可能消灭和减少污染物的产生;二如果在生产过程中仍防止不了废料的产生，应当将这些废料当做原料，尽可能回用。根据石油和天然气开采行业的工艺特点，分别从以下几方面论述国际清洁生产技术的发展。
2.1物探清洁生产技术通过各种先进的技术，确定钻井井位，提高勘探的成功率，减少钻井的数量，从而达到减少废弃物产生和排放的目的，这些技术主要包括:

2. 1. 1   3-D和4-D勘探技术的发展3-D是近25年发展起来的，4-D是近5年一10年间发展起来的。技术的进步使人们更容易了解地层以下的结构情况，可以适当减少开挖勘探井12].在美国，由于使用物探新技术，平均每桶原油的找油成本也从70和80年代的$12-$16降至当前的$4-$8;同时，在获得同样控制储量的情况下，勘探井数是20年前的一半以下，即平均单井获得的储量大幅增加，从而获得了很好的清洁生产效益。

2.   1.   2各种集成软件的应用采用先进的计算机软件技术，把三维地震资料、测井资料进行处理，提高资料解释的梢确度，确保油气勘探的成功率。通过软件模拟油层地下流体的流动模式，确定最佳二次、三次采油井网布局，减少钻井数量。通过采用老井地层分析技术及井间地震成像技术研究对单井井下地层状况进行测试，从而减少钻调整井的数量，提高单井产量。

2.   2钻井清洁生产技术

2. 2.   1设备与用品的保养与维护保持钻井用的各大型设备的完好，合理安排检修频率，减少设备可能发生的漏油等污染。保障各种化学物品和材料的合理储藏和保护，特别是各种危险化学物品应做到如下几点:设置专门的存放地点，并使其不直接落保障其不会因恶性天气而发生泄漏;保障化学品容器在非使用状态下是按标准方法封闭完好;各种化学品容器上应始终完好地保留正确的产品标识，以保证其能在任何时间被辨认;各种化学品的安全数据和其它生产信息专门登记管理。

2.   2.   2钻井工艺技术发展.PDC钻头PDC钻头的耐磨性能是普通钻头的30倍，因而能显著地减少钻井起下钻的次数，减少废弃物的数量。.水平钻井大位移的定向井、从式井技术，能显著减少钻井占地面积及钻井数量，减少废钻井液、废水季岩屑的产生，同时节约大量投资和能耗。80年代中期以来，水平井发展很快，现在每年约有2700口水平井钻井，而美国新井水平井占5%-8%,.欠平街钻井技术欠平衡钻井技术是在对井口的有效控制下，通过降低钻井液密度或采用低密度钻井液，使井底压力低于地层的孔隙压力，从而从根本上解决钻井液向地层的侵入或漏失问题。迄今为止全球已有上万口井成功地应用了欠平衡钻井技术和设备。现在美国和加拿大有143以上的井利用了欠平衡钻井技术和设备。随着油田勘探开发领域的扩大和难度的增加，欠平衡钻井技术和装备的应用范围将会越来越大。.小井眼钻井技术小井眼钻井能较大幅度地减少钻井成本和污染物的产生量[3].使用无铅套管丝扣油减少铅的污染。.AMOCO公司发明了“顶部驱动”钻井技术代替常规的“旋转钻机”，可大幅度降低钻井用水量。

2.   2.   3钻井液清洁生产技术.对钻井液进行管理，以减少井场化学添加剂的流失。包括:钻井液中化学添加剂的物料平衡研究及钻井液循环系统监测技术。很多钻井公司的实践表明，实时监测钻井液的性质可以大大减少水耗和添加剂的用量。.用无毒的或低毒的钻并液、修井液或洗井液代替有毒的易挥发的化学药剂。开发并尽量选用低毒性、易处理的化学处理剂是减少井下作业液对环境污染的根本措施。例如用无铬木质素类稀释剂替代铬木质素类稀释剂，采用胺类杀菌剂代替酚类和甲醛类，采用矿物油和豆类油代替柴油作为润滑剂等。在钻井过程中常用有机溶剂清洗钻井设备，采用可生物降解和环境毒性小的溶剂代替传统使用的三氯苯和四氯化碳等对环境毒性大的有机溶剂。

2.   2.   4润清油净化回收系统井场上使用的柴油发电机会产生一定量的废弃润滑油。一种可以净化并回收利用润滑油的装置正在推广。该装置应用过滤器将粒径大于1二的颗粒过滤掉，并同时具有净化其它杂质的功能。该装置与柴油发电机润滑油系统相联系，使净化的润滑油直接回用，从而大大减少废润滑油的产生量。

2.   2.   5钻井液固相拉制技术钻井液固相控制技术包括:合理使用钻井液振动筛、除砂器、除泥器、旋流分离器及泥浆清洁器等固控设备，减少钻井液的稀释及化学处理剂的用量，达到减少废钻井液数量的目的。固控措施与前述钻井液监测系统结合使用更可起到减少物耗和水耗的目的。

2.   2.   6注水泥操作的清洁生产在注水泥操作过程中，利用一套水泥浆密度检测控制系统，实现动态实时的投加水泥，可以减少水泥总用量，并可在系统因故停机的情况下实现废弃物产生最小化。此外，注水泥操作清洁生产技术还包括:.对施工过程中多余的水泥实现回用，比如用于井场防止水土流失工程的施工等;.使用无毒的添加剂:.将剩余的水泥干粉返还生产厂。

2.2.7钻井度物处I钻井废物主要指钻井岩屑、钻井结束后的剩余泥浆等废物。美国能源部石油技术办公室(U.S.   Departmentof Energy, National Petroleum Technology   Office)建议了一套钻井废物的处理方法选择模式，从基本思路我们也可以看出其对清洁生产的重视。.度物最小化尽量用无毒无替代有毒物;在可能的情况下采用气带泥浆;强化钻井液的固液分离，减少废物产生:从设计出发，尽量减少泥浆的用量。.废物回收利用尽量回收回用泥浆;研究钻屑回用于建筑材料的技术。.弃置后处理外运处理、就地填埋、土地播撒、地面外排、蒸发、环空回注、固化。美国油气田钻井废物中有29%采用自然蒸发的方法处理、28%通过专用的商业设施处理、13%回灌到井下、12%填埋处理、10%排放到地面水体、7%是土地耕作处理{引。

2.2.8封闭钻井液循环系统或采用V-型钻井池采用封闭钻井液循环系统，并配专门的泥浆罐使泥浆不落地，避免了钻井液的渗溢污染。而且可以回收钻井液，用十其它井的钻探，还可以节省在现场建立泥浆池和废泥浆的处理费用。据报道，美国Texas的某钻井公司，采用全密闭系统每口井节约钻井费用$10,   000,同时实现了良好的环境效益。采用v一型钻井池也具有良好的清洁生产功能。据美国某钻井公司介绍与传统泥浆池相比，v一型池建设时间节省40%，节约泥浆池内衬防渗层材料43%,运行中可节水38%，总共每口井可节约钻井费用$10,800，同时实现了良好的环境效益N2.  

2.   9钻井液脱水与回用一此钻井公司已经开始使用钻井液脱水的方法回收废水。主要采用的脱水方法是离心、水力旋流并辅以化学絮凝。另外，旧钻井液重新利用于其它井场的钻井也是一个钻井清洁生产技术的发展方向。

2.   3井下作业清洁生产技术国外在井下作业过程中特别注重无污染作业，主要采用「面的清洁生产技术。

2.3.1降低作业频次降低作业频次，延长作业周期是减少污染的根本途径之一。这方面的技术包括:.防止油井结蜡、结垢:如在井下装入磁性液体控制机，该设备能在井筒周围产生永久性强大的磁场，改变原油、蜡、垢的性质，减少结垢和结蜡，从而达到减少修井作业的目的。.使用定时、定量加药装置:定时、定量加入防垢剂、防蜡剂、防腐剂，尽可能延长油井寿命，减少修井次数

2.   3.   2井口安装高效自动关井装笠当油井出现异常现象时，油气井能自动关闭，以防止污染产生。

2.3.3采用绕性油管采用绕性油管进行洗井修井作业。不动用修井机、减少油管的起下，减少了污染机会。

2.   4采油采气清洁生产技术

2. 4.   1井下油水分离装置这种装置可在井下进行油水分离，分离后的油泵到地面，水又回注到井中。减少了采油废水在地面的处理步骤，减少了污染产生的机会。

2.4.2采油废水处置美国陆上石油勘探与开发过程中，采油废水的产生量很大。据API统计，每年采油废水产生量约20亿桶，采油废水主要通过井下回注、井下回灌、道路泼撒、农田灌溉、自然蒸发、废水处理和外排等方法处理。表1列举了美国采油废水处理情况川。表1   美国采油废水处理情况%法处理方法所占的比例6230421引回注回灌农田灌溉自然蒸发或渗透处理并外排道路泼撤

2. 4.   3受污染表层土壤处置钻井过程中井场内的表层土壤可能受到落地原油、设备润滑油或生产废水的污染，相关的清洁生产措施有:.严格操作程序，减少落地污染物产生;.在容易产污的区域内设置不透水层;.制定污染物处理预案，当落地原油等污染物产生后，在第一时间内收集液态和固态石油类污染物，并将其置于生产体系中回用;.加强管线的防腐保护，减少漏油事故。

2.4.4井场内径流污染控制井场内的降雨会冲刷设备和地面，有可能形成受污染的地表径流，防止受污染的地表径流产生的主要清洁生产措施有:，严格操作程序，保持设备的密闭和表面清洁，减少落地原油等污染物的产生;.尽量覆盖各种容易产污的设备，减少其受冲刷的可能性.将流经易产污场地(包括设备存放场地、化学品存放场地等)的水流尽量拦蓄存放并回用。

2.4.5罐底沉积物的清洁生产技术采油生产过程的工艺储罐往往产生不易处置的罐底油泥，这方面的清洁生产先进技术主要有:.在罐内添加搅拌设备，减少罐底油泥产生，或在罐内投放适宜的添加剂防止罐底油泥的产生;.用锥形罐并适当提高热处理频率;.合理规划，尽量减少储罐数量;.用钻井液离心机装置分离油泥中的水分，减少油泥量，并将剩余罐底油泥送至炼油厂处置。

3   我国相关行业清洁生产发展的建议

3.   1强化认识，完善政策目前，对部分企业来说，对清洁生产的认识还应当进一步加深。有的企业清洁生产意识不足，观念没有得到转变，甚至存在一些误解，认为，清洁生产就是“多花钱’，。应当进一步加大宣传力度，用成功企业的鲜活例子教育和启发其他企业。其次，各级政府和行业主管部门应当进一步制定配套政策措施，将清洁生产未纳入到工程建设、生产能力调整改造、污染治理及区域性环境整治等过程的基本程序中去。此外，还应制定促进清洁生产发展的激励政策。在社会上也应当建立清洁生产技术和服务的产业化系统，大力推进清洁生产市场化运作机制。目前在我国清洁生产的发展还主要是以国家政策性指导或引导驱动的，企业自主的需求驱动还不够活跃，未能营造出良好的清洁生产市场，导致专营清洁生产技术和服务的企业发展较为缓慢。

3.2加决清洁生产规程的制定在借鉴国际先进的清洁生产技术，大力发展我国石油天然气开采业的清洁生产工作的过程中，最直接最有效的方法是制定明确、详细、分类指导的行业清洁生产技术指南和审计规范，编制清洁生产操作手册，使各方面的操作人员清楚自身的清洁生产责任。编写的内容应根据我国的技术发展水平制订，并合理借鉴国外的先进技术。规范和手册的编制一般可分为三方面内容:，分工艺过程编制细则，如按勘探、钻井、井下作业的各个操作程序制定清洁生产注意事项和要求;.按生产过程中产生的同类污染物归类，统一制定污染物减少和处理方案，以便于查阅。如，落地原油可能出自于若干工艺环节，在手册中集中编排其处理方法;.污染事故应急处理预案与措施，主要针对可能发生的事故建立污染控制和回收污染物的规范规程。

3.3加强清洁生产的专门培训和试点工作促进相关政策和措施的落实应当加强清洁生产的专门培训，建立一支实践能力强、有一定理论水平的清洁生产中坚力量，加速推进公司的清洁生产工作。同时，尽快设立清洁生产示范矿区、示范岗制度，并配合相应的监督检查机制，从而以点带面，推进清洁生产的实施。