關于油水井通井清潔生產技術的探討

潘琳莉宋衛東/ .勝利油田鉆井工程技術公司職工培訓中心.勝利油田河口采油廠作業7隊

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關于油水井通井清潔生產技術的探討

潘琳莉1宋衛東2/ 1.勝利油田鉆井工程技術公司職工培訓中心2.勝利油田河口采油廠作業27隊

【摘 要】清潔生產是兼顧經濟效益和環境效益的最優生產方式，是企業實現可持續發展戰略，解決資源與環境問題最有效途徑。文章在對通井工序現狀調查的基礎上，分析了通井施工特點，研制、配套了專用工具及設備，完善了通井作業程序，消除了環境污染及潛在的井控安全隱患，實現了通井作業清潔生產。

【關鍵詞】油水井通井；現狀；思考；清潔生產技術應用；效果

油水井通井作業是檢視油層套管完好程度，去除套管內壁殘存雜物，確保大直徑工具順利下井的主要技術手段之一。目前，通井作業還存在管柱設計不合理、井液外溢無實時內控手段，操作環境存在安全隱患及井場環境污染等諸多問題，對油田安全發展、綠色低碳發展提出嚴峻挑戰。因此，有必要進行研究，通過對現有工藝流程的技術改造，解決通井過程中的現實技術問題，提升油田生態文明建設水平。

一、目前油、水井通井施工作業現狀

修井作業過程中，通井作為一項基礎工作，在新井投產和措施施工中被廣泛應用，年施工能力在萬余井次以上。通井作業時，通常將通井規連接在管柱底端，隨管柱下井，用以對目標套管通徑，且刮除套管內壁中殘存的雜物。在通井管柱下井過程中，油、套管環形空間安裝防噴器與自封進行靜態和實時動態控制。由于通井作業采用的通井規則為直通式，內徑暢通，不具備控制功能，當井筒內充滿泥漿或其他井液時，隨著通井管柱下入井內，井內大量液體受壓后從油管向外溢出。據統計，幾乎每口新投井施工，都存在不同程度的泥漿污染，這些在通井過程中溢出的泥漿，或堆積在井口附近，或圍在井場圍堰內，如不及時治理，在雨季會隨雨水擴散，造成井場更大程度的地面環境污染，嚴重違反油田清潔生產的根本要求。

而當具有一定自溢能力油、水進行措施施工前通井作業時，井液外溢現象更為嚴重，這些溢出地面的液體，使井口變得濕滑，惡劣的操作環境，使井口操作難度增加，降低作業時效，極易誘發安全事故。通井作業過程中，由于無內控裝置，當遇有井噴預兆時，只能通過搶裝旋塞閥這種事后應急手段解決，這也大大增大了作業井控風險。

二、在通井中實施清潔生產是企業轉型發展的基礎保障

當前，隨著國家新的《安全生產法》、《環境保護法》全面實施，環境保護標準和污染治理要求越來越高，環境監測體系越來越完善，結構調整范圍更廣，環境風險管控更嚴，對油田安全發展、綠色低碳發展提出嚴峻挑戰。為此，油田提出要堅持綠色低碳發展戰略，加快實施“碧水藍天”工程，防治并舉，提升油田生態文明建設水平。

在通井作業中實施清潔生產技術，符合油田發展戰略，是大勢所趨。當前，油田處在轉型發展的關鍵時期，在推進綠色低碳發展中，把降低能耗物耗、污物排放和二氧化碳等作為轉型升級的切入點和重點工作，強化了油泥沙、作業廢液等重點治理。因此，修井作業清潔生產工作越早動手，就越變得主動。

在通井作業中實施清潔生產技術，投入少，效益大。通井管柱的動態控制難度不大，只要在現有裝備的基礎上，對下井工具和作業流程有針對性的改造，就能實現通井全過程密閉施工，從而消除井液外溢現象，消滅污染來源，既減少污染物治理帶來的人力物力損耗，又有更多精力實施有效益的經營生產，降低了生產成本，提高了效益，一舉兩得。

在通井作業中實施清潔生產技術，有利于實現本質安全化。眾所周知，現場標準化操作是消除安全隱患的重要手段，在通井作業中，井液外溢會導致的井口操作條件極度變差，給井口操作帶來難度，降低了作業時效和施工質量，極易誘發安全事故。一個潔凈舒適的工作條件，符合油田“以人為本”的安全理念，更利于操作者身心健康，提升勞動效率。

因此，通井清潔生產技術可以減少污染物產生，降低污染治理費用和工作量，實現從末端治理向全過程預防的為主的根本性轉變，對企業可持續發展具有重要意義。

三、通井施工清潔生產技術的主要實施內容

通井作業的全密閉施工涉及因素較多，當管柱下入井內后，井內液體隨油管內和油、套管環形空間兩條通道竄出，同時，由于井內液體不可壓縮，因此須保留一條通道供井液受控流出，而流出后的井液能暫存、易回收，能得到重復利用或無害化處理。因此，清潔生產技術主要分油、套管環形空間動態壓力控制技術研究、管柱內壓差平衡及壓力控制技術研究、修井廢液儲存、回收再利用及無害化處理三方面。

（一）油、套管環形空間動態壓力控制技術

通井作業施工油、套管環形空間的控制可分為空井及停工時靜態控制和下管柱過程中的動態控制。研制的2SFZ18-35手動雙閘板防噴器能完成井內有管柱和無管柱時的關井，而自封封井裝置在下管柱時動態承壓不低于12Mpa，滿足了下管柱過程中的油、套管密封。

1. 2FZ18-35雙閘板防噴器對管柱環空的靜態控制。

2SFZ18-35雙閘板防噴器（圖1）自上至下由上法蘭、本體、下法蘭、側門及密封組件、絲杠螺母傳動組件、閘板及密封膠塊等件構成。殼體主體尺寸主要受閘板腔結構等參數和保證殼體承受足夠的應力載荷等限制綜合考慮，并進行了最大程度優化。在中間本體部分，安裝兩層閘板總成，上層為半封閘板總成；下層為全封閘板總成。作業施工中無論井內是否有油管，一旦出現溢流等井噴預兆或井噴發生，實現安全封井。配套的油管旋塞閥可用于管柱內控。

圖1　雙閘板防噴器

2.自封封井裝置對管柱環空的動態控制。

研制了與雙閘板防噴配套的自封封井器，用于油管起下過程中動態壓力控制。自封承壓能力為14Mpa。安裝后井口高度僅增加50mm，即能防小件工具落井，又能在通井管柱下入過程中實現油套環空的動態密封。

3.井控管匯對返出廢液的控制。

當井液返出時通過井控管匯控制井內流體的流動，使井液順利進入儲液罐。同時，節流閥可提高井壓，確保自封封井器密封良好。

（二）管柱內控及壓差平衡研究

1.通井工具的控制功能再造。

為實現管柱下井過程中的實時內控，研發了可堵塞通井規。

可堵塞式由上接頭、通井規本體、堵塞器、洗井循環孔、承接筐、單刮刀等部件組成（圖2）。

作用原理：上接頭與本體絲扣連接，堵塞器裝于本體內與上接頭絲扣連接，在堵塞器的下方連接設有液流窗口的承接筐，堵塞器內裝有單向塞。本體用于通、刮套管內通徑，單向塞可用于驗證井下管柱的密封性能，節省施工工序，同時防止下井過程中井液返出井口；打通堵塞器后，承接筐可用于承接被打落的單向塞，建立正、反循環洗井通道。當井內只泥漿等雜物沉淀時，可用工具底部的單刮刀輕輕拔動，破碎沉淀物后沖洗出井外。該工具更換堵塞器剪切銷釘后，即可重復使用。

圖2　可堵塞通井規

2.井內管柱內、外壓差的平衡。

由于通井規堵塞后，油管內無液體進入，這樣，隨著油、套管間壓差增加，會對堵塞器和油管密封造成不利影響，因此，要求每下入300米管柱即向油管內灌注清水一次，同時，通井規內置的堵塞器設計為單向塞，以防下鉆過程中，液體沖擊至剪釘剪斷，導致管柱被打通堵塞失效情況發生。

（三）廢液的儲存、回收處理

為滿足井內內返出液的循環、計量、儲存、回收無害處理，設計配備了一池一罐。一是多功能雙層循環池，可方便進行循環洗井時井內壓力控制，兼具清砂、灌注等功能。二是多功能儲液罐池，其容量為40立方米，且具有自收，自儲功能，便于修井廢液的儲存、回收再利用及無害化處理。

四、通井作業全過程動態密閉作業的實現方式

結合（圖3），通井作業全過程動態密閉作業的實現方式為：將可堵塞通井規接在管柱底部，隨管柱下入井內，井口安裝雙閘板防噴器、自封及井控管匯。下管柱過程中，可堵塞通井規內的堵塞器封堵住油管通道，阻止液體上行，自封則動態控制油、套管環形空間。井內液體受壓后由井控管匯控制進入回收罐。當管柱下至人工井底或設計深度后，從油管內加液壓12MPa，以驗證管柱密封性，合格后繼續升壓至14MPa剪斷銷釘，將堵塞器內的單向塞打落至承接筐內，打開循環洗井通道，即可進行正、反替泥漿及沖洗作業。當井內只泥漿沉淀時，可用工具底部的單刮刀輕輕拔動，破碎沉淀物后沖洗出井外。

圖3　通井作業清潔生產流程圖

五、油水井通井作業清潔生產技術應用效果

2012年5月，該技術在D35-8-X5井、E5-10-斜26井、D81-側更38井、E5-9-斜11井、E441-斜10井等15口新井投產及措施施工井進行試驗應用，整個通井過程始終處于可控狀態下進行，未發生井液外溢現象，試驗獲得成功。隨后，該工藝技術在勝利油田渤南油區等新井、有自溢能力的措施井等應用615井次，成功率100％，達到預期設計效果，據石油工程定額測算，已累計創效達611.925萬元， 2014年被推薦為勝利油田職工創新成果推廣項目，在全油田推廣應用，取得良好應用效果。

六、結論

油、水井通井清潔生產技術的實施，滿足了油田綠色低碳發展和安全發展的要求，實現了油田從末端治理向全過程預防為主的根本性轉變。全過程封閉施工條件，源頭控制污染物產生，從根本上解決了環境污染與生態破壞問題，最大限度減少原材料和能源的消耗。全過程有效控制，消除了井控安全。通井工藝內容的完善，大大改善了施工條件，提高了作業時效，也為油田推行現場標準化操作提供了基礎支撐。

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