油田環保作業技術研究

于海山 郭曉娟（大慶油田有限責任公司第八采油廠）

常規作業過程中容易產生污油、污水，措施采取不當不僅使操作環境濕滑帶來安全隱患，而且對環境污染嚴重。特別是新《環境保護法》已經開始實施，加大了環境污染處罰力度，同時也增大了地面處理費用。新的形勢要求井下作業生產務必加大環保投入，推行清潔化作業，實現“少產生、不落地”的目標。目前，各油田都加大了環保作業技術的研究與應用力度，但是從現有技術來看，尚不系統，要實現適合油田應用的清潔化作業技術，還有待融入油田特殊因素予以完善[1-8]。因此，有必要對現有清潔化作業技術進行研究分析，并針對現場施工需求，研究適應油田應用和技術發展方向的清潔化作業技術裝置。

1 技術研究現狀

目前，各油田針對各自現場需求研究或應用了一些清潔作業技術裝置，成型的集成化裝置主要有以下幾種。

1.1 撬裝式超導清潔作業裝置

此裝置通過車載或板房式超導設備應用，可實現桿管套內清洗。套內清洗工藝采用高溫熱水，可實現桿管在線清洗，并將油、蠟直接落入井筒內，減少油量損失，作業過程中不需要頻繁熱洗，減少了油層污染和排液時間。

1.2 清潔作業一體化裝置

此裝置通過蒸汽清洗與污油回收一體化設計，可實現桿管高溫高壓在線清洗、地面清洗、污油回收以及回注等功能。高溫高壓在線清洗功能通過井口設計的清洗裝置，可以對桿管外壁進行清洗（圖1），并通過清洗裝置對油管內油水及清洗產生的廢液進行回收、回注。

圖1 清潔作業一體化裝置井口在線清洗結構

1.3 二合一清潔作業裝置

此裝置通過高壓清洗與凸輪轉子式污油污水回收一體化設計，可實現高溫地面桿管外壁清洗、污油回收、回注等功能。高溫高壓在線清洗技術通過特殊設計的平臺，可以實現桿管外壁清洗，使井口操作安全環保（圖2）。

1.4 拖拽板房式清潔作業配套裝置

此裝置通過集成式設計，可實現井口安全操作及污油污水收集、油管原油自吸回收、油管貓道等功能。井口安全環保操作通過特制的分體式操作平臺實現，適用于現場井口工藝多樣的特殊要求。

圖2 二合一裝置井口輔助平臺結構

1.5 井筒內蒸汽除蠟密閉回收裝置

此裝置通過改裝鍋爐車與井口蒸汽清洗裝置的設計，可實現高溫高壓桿管在線外壁、內壁清洗、污油污水不出井筒回收功能（圖3）。高溫高壓桿管在線外壁、內壁清洗技術通過特殊設計的井口清洗裝置配合泄油器的應用來實現，清洗后桿管可以直接放在排架上，下方不用鋪設防滲布，清潔程度較高。

圖3 井筒內蒸汽除蠟密閉回收工藝流程

2 技術對比分析

2.1 性能

從清潔化作業的角度出發，使作業過程不產生或少產生污油，產生的污油不落地，使作業過程零污染是各油田清潔作業的最終目標。實現在線清洗技術，污油不出井筒回收、回注技術，是實現這個目標的關鍵技術。

從各油田應用的清潔化作業裝置性能可以看出，在應用中實現的技術效果有所不同，優缺點較為明顯（表1）。在線清洗抽油桿、油管外壁的技術實現不難，但應根據各油田特征不斷改進完善。油管內壁清洗技術首先依賴井下泄油工具將油管內原油泄出，對無法泄油的井實現也較為困難；操作平臺是井口安全操作的重要保障，但如何實現安全、穩定、方便、適用的目標，需要結合井況與施工習慣不斷改進；污油無污染回收后的加熱回注，是實現零污染作業的最終環節，而如何設定回注壓力及回注時間，需要結合油田管線情況不斷探索；實現冬季施工，是各技術應用的關鍵，在低溫環境下保證作業過程出井筒污油順利回收、回注，需要不斷完善保障措施。

表1 現有清潔化作業技術性能分析

2.2 研究方向

將現有先進技術融入油田特征元素，實現“少產生、不落地”目標的清潔作業技術應具有以下功能：

1）桿管內外壁在線高溫高壓清洗功能。通過密閉式清洗裝置，實現桿管在線清洗，相對比現場排架清洗的油水四濺具有較大的技術優勢和環保能力，是清潔作業的必然趨勢。

2）污油不出井筒回收、沉砂、排砂功能。目前油田內出砂井較多，將回收的污油進行沉砂再利用是一項較為先進的清潔作業措施。

3）污油加熱、回注功能。通常情況下，由罐車保障作業污油污水的回收，排放需要辦理各種審批、環保指標等要求。這項功能通過將收集到的沒有出井筒的污油污水加熱，回注到井口流程內，可解決大量人力物力，回注技術已經成為清潔作業發展趨勢。

4）井口安全環保操作功能。為施工操作提供一個安全平臺，避免雨水、井口流出的污油污水造成的濕滑環境影響，同時具有一定的積液功能，增加安全環保系數。特別是分體式設計，符合油田井口工藝流程復雜的實際情況，對各種類型的井口工藝均有很好的適應性。

5）井下泄油功能。配合油管內壁清洗必須先實現井下泄油功能，可以通過泄油器和泄油泵來實現。從目前井下作業工具及桿泵管理方式和泄油器、泄油泵的成本、效果來看，應用泄油泵的成本較低，并且容易普及。

6）360 V、660 V電壓下安全變電功能。油田應用的抽油機井電壓分660 V和380 V，若沒有變壓控制功能，設備在很多井上的應用將會受到局限。

7）高壓軟管便捷收放功能。對污油污水回收、回注管線使用高壓軟管十分方便，其收放及存放應便于操作。

8）電控系統安全防爆、可燃氣體濃度報警功能。對于部分油田原油含氣量較大，部分井套管氣量較大，為實現作業過程的安全，電控系統必須是安全防爆的裝置，必須具備可燃氣體的報警功能。

9）高度集成及便捷控制功能。清潔化作業技術涉及到的功能較多，各裝置必須實現高度集成化，便于運輸及相互操作的配合，各裝置的控制必須簡單方便。

3 結論

1）實現作業過程零污染的目標，需從井下和地面兩個方面入手。井下應用泄油器或泄油泵，便于油管內污油、污水泄入井內，作業時不帶出地面，實現“少產生”的目標。地面應用高溫高壓桿管內外壁在線清洗和污油、污水不出井筒回收、回注技術，實現“不落地”的目標。

2）適用本油田的清潔作業技術，還需要將先進技術不斷融入油田特征元素進行改進完善，主要的技術有桿管內外壁在線高溫高壓清洗技術，污油不出井筒回收、沉砂、排砂技術，污油加熱、回注技術，井口安全環保操作臺，井下泄油技術，安全變電技術，高壓軟管便捷收放技術，電控系統安全防爆、可燃氣體濃度報警技術，高度集成及便捷控制技術。

3）實現清潔化作業技術，可以節約防滲布及帶油廢棄物處理費用，進一步節約處理帶油廢棄物所需要的能耗，還可以帶來巨大的環境效益。