修井作業環保清洗工藝

鄭本桐

（大慶油田有限責任公司第五采油廠，黑龍江 大慶 163000）

1 實施背景

新《環境保護法》頒布以來，對油田綠色作業、清潔作業提出了更高的要求，給油井作業中管、桿清蠟工作帶來了前所未有的挑戰。以前修井作業桿、管清蠟一直采用地面清蠟工藝無法滿足新環保法的要求。為此大慶油田第5采油廠成立了攻關小組，并到環保開展好的遼河、勝利油田進行調研。他們都采用后場清蠟方式，雖達到環保要求但投入較大。其它油田均未解決油井作業清蠟過程中的環保問題。

大慶油田圍繞如何實現作業環保這一課題，展開攻關，在公司開發部與資產設備管理部的指導下，創新研發了修井作業環保清洗工藝，實現了油、蠟不落地，直接回收到生產系統。經過逐步完善，現已在第五采油廠推廣。

2 傳統地面清蠟存在的弊端

（1）地面清蠟受風向及環境影響，落地油污不易控制。地面清蠟就是用高溫高壓蒸汽將管、桿上油蠟融化并帶走的清蠟方式。每口井油蠟污染面積都在150m2以上。

（2）防滲布鋪設面積大，投入費用高。為防止油污落地，每口井需鋪設400m2防滲布，約4200元。

（3）被污染的防滲布又形成了新的污染源。油蠟落到防滲布后造成防滲布又臟又沉，很難再次利用。而污染的防滲布沒有有效處理手段，現被大量堆積待處理。

3 具體的做法

（1）為實現井下作業管、桿在線清蠟工藝，我們首先設計、制造出抽油桿在線清蠟井口控制器、油管在線清蠟井口控制器，從而保證為清洗液提供循環進口。具體結構如圖1。

（2）起抽油桿過程中清蠟，清蠟液井筒內的循環通道為油管進、套管出，必須在油管上為清蠟液循環提供一個進入套管的出口。利用篩管實現抽油桿井筒內在線清蠟小循環是一個簡便易行的方法，根據最佳循環距離，將篩管下入油管上，上部用油管連接，實現抽油桿在線清蠟的最佳循環控制。具體工藝如圖2。

（3）起油管過程中清蠟，清蠟液井筒內的循環通道只能選擇在油套環形空間內形成，需要研制油管井筒內在線清蠟裝置，利用油管自封封住套管環形空間，使熱水經油管外壁流至套管放空閥，實現油管在線清蠟液的最佳循環控制。具體工藝如圖3。

圖1

圖2

圖 3

4 特點與效果

管桿在線清蠟工藝與傳統地面清蠟相比需要在較短時間內將油蠟清洗干凈，并有效回收，主要依托以下三個突破實現的。

突破1：高溫水代替高溫高壓蒸汽清洗效果好，通過理論計算，相同體積的水與水蒸汽的熱量相差56.4倍，采用70～90℃熱水更利于管桿清蠟。

以往地面清蠟都是采用高溫高壓蒸汽進行刺洗。在油蠟較多情況下，刺洗時間很長而且不徹底。如果井口在線清蠟也采用蒸汽，將大大延長起管、桿時間。也將加大井控、環保等工作難度，這是作業施工人員無法接受的。于是我們科研小組需要尋找一種比高溫高壓蒸汽更好的介質。經過實踐與理論計算發現采用70～90℃熱水的清蠟效果遠遠好于高溫蒸汽，可以在較短時間內將油蠟清洗干凈，為管桿井口處在線清蠟能夠實施打下了基礎。

突破2：短流程熱洗清洗比長流程效果好，“全井長流程”清蠟就是以前的洗井，費用高、耗時長、工作量大；“小循環短流程”清洗效果好，油層污染小，工作效率高。

以全井長流程洗井進行清蠟的方式效果很差，經過理論計算及實際測量，70℃熱水經過洗井后達到地面時只有40℃左右，而我廠結蠟的熔點是43℃左右，含聚井結蠟的熔點是52℃左右。所以要想清蠟需要大量的熱水進行洗井。我們經過試驗，只有把水溫提到75℃，水量提到150m3，全井管桿才能達到要求。此方法我們使用了半年，浪費了大量的清水及能源，加重了企業的負擔。而我們研發的短流程只有10m，水溫下降小，甚至管、桿溫度都能達到70℃以上，清蠟效果非常好。

突破三：清蠟不必化蠟，只要蠟塊在油管內壁脫落即可。地面清蠟由外而內逐層融化，完全融化用時長，清洗不徹底。在線清蠟油管內壁融化，蠟塊整體脫離，融蠟少、用時短、清蠟徹底。

以前清蠟都是采用蒸汽刺洗的方式，需要逐層融蠟、排蠟。只有把所有結蠟全部融化后再用蒸汽帶走才能清洗干凈。結蠟越多、越厚，清蠟的時間就越長。而我們的油管清蠟工藝只需在油管內壁融化一薄層，就能使蠟塊整體脫離，融蠟少、用時短、清蠟徹底。

截止到2017年8月，應用井筒內在線清蠟662口井，起出后桿管可以滿足直接下井條件。清蠟效果及清蠟數據如圖4。

圖4

通過662口井桿管在線清蠟試驗可以得出下述結論。

（1）從清蠟效果上看，抽油桿在線清蠟效果明顯優于鍋爐車清蠟，油管在線清蠟效果與鍋爐車清蠟基本相同。

（2）從工作效率看，采用在線清蠟可節省油污回收處理時間3h/井。

表1 按年清蠟1800井次計算兩種清蠟方式效益對比表

（3）從安全環保看，不產生高壓，無油水落地，安全環保有保障。

5 效益分析

5.1 系統效益

以地面蒸氣清蠟和井筒在線清蠟做對比，地面蒸氣清蠟設備需要鍋爐車1臺，在線清蠟設備需要超導車1臺、水罐車1臺。從用人工上看，兩種方式用人數相同（超導車可由作業工人操作）。從防滲布鋪設面積上看，地面蒸氣清蠟需要鋪設近400m2的防滲布，且只能用1口井，而在線清蠟只需要鋪設200m2的防滲布，可以用2口井。從地面油污處理上看，地面蒸氣清蠟工作量較大，單井回收油污需要約2000元，費用較高，井筒內在線清蠟不需要地面油污處理。

5.2 直接經濟效益

按5廠年施工油井1800井次計算，地面蒸氣清蠟需要費用1305萬元，井筒內在線清蠟年費用約400.73萬元，年可節省費用約904.27萬元，經濟效益可觀。見表1。

5.3 社會效益

在線清蠟可以避免環境污染，油蠟直接落入井筒內，減少原油損失，且不需要作業過程中頻繁熱洗，減少油層污染和排液時間，安全性也得到大幅度提高，具有很大的社會效益。