井下作業環保裝置配套技術研究與應用

夏文發 周 渝 袁其云

（遼河工程技術分公司，遼寧 盤錦 124010）

油田井下作業作為開采石油的關鍵環節，也是很容易引發環境污染的工藝環節，如施工中發生的原油無法回收、外溢等現象，處理不當極易對生態環境產生惡劣影響。為此，相關人員必須積極進行井下作業的控制，加強整個工藝流程的創新管理，完善開發過程，力求有效降低污染。

1 油田井下業污染的特點

1）污染面積廣、影響范圍大。油田井下作業中，污染物的來源較為豐富，且存在較為明顯的不確定性，原因在于污染物的排放時間、排放位置存在較大差異，無法進行精確預估，且涉及范圍較大。井下作業處理中，首先，要積極進行排污范圍的劃分，合理結合當下技術手段對污染區域進行治理，避免大面積污染情況的發生，降低經濟損失程度，這對油田井下作業的順利開發具有積極作用，可避免嚴重的環境污染問題，還可有效規避二次污染問題。

2）污染的分散性和不規則性。石油資源作為一種不可再生資源，其資源分布與地理環境密切相關，可能受地理因素影響存在污染分散的特點，為此，油田井下作業中，需充分考慮污染分散的問題。油田生產作業中，一旦發生盲目開采情況，極易引發嚴重的環境污染，這對生態發展平衡具有負面影響。油田井下作業中，污染物的排放具有不規則性、分散性，其一般是不連續的。同時污染物的來源極為不固定引發污染問題不一，油田生產過程中極易產生突發性問題，對當地生態環境的發展平衡具有不利影響。

3）污染物種類繁多、成分復雜。油田井下作業中，存在施工工序復雜的特點。試油試采、壓裂酸化等環節中，極易對環境產生負面影響，同時井下作業中污染物種類較多、成分來源廣泛，使得油田井下作業的污染防治工作難度增加。

2 井下作業存在的環境問題

1）井下泥漿污染問題。在實際的井下作業過程中，泥漿是一種常用性的材料，我國對其常用的一種方式就是利用全面其質量而產生壓力來進行作業。從某種角度而言，泥漿在這一作業過程中具有非常重要的作用。雖然近幾年隨著科技的進步與發展，我國在石油方面不斷產生出新的技術與新方法，泥漿的用量也在隨之減少，但是也會用到少量的，在這一過程中隨之而來的也有產生廢棄的泥漿。當泥漿進入到井下之后會進行不斷的揮發，從而揮發出復雜繁多的元素，而且其中大多數的元素都是有害的，會對環境產生巨大的不良影響，這一情況就需要對其的使用過程加強重視力度。

2）酸液和壓裂液的污染問題。在油田長期的開采中會出現物質堵塞油流通道的現象，為了很好地解決這一問題，相關的開采企業經常會依照規定的標準與要求開展一些酸液或者是壓裂液配置的，以此來溶解堵塞物質。但是一般情況下，配置的酸液和壓裂液具有很強勁的腐蝕性。如果后期在排污時企業沒有經過嚴格的處理而將已使用的酸液或者是壓裂液等污水直接排出，就會直接對地下水源以及土壤造成污染，間接性地對周圍的事物也產生不良影響，之后這些酸液和壓裂液也會與土壤中的某些元素產生相應的化學反應而會發出有毒氣體。當這些有毒氣體傳播在大氣中，便會對人們的呼吸道系統以及皮膚等部位產生嚴重的危害。

3）原油污染現象。在井下作業時原油的污染一直以來都是其十分關鍵性的環保問題，在這一方面相關企業一定要加強其重視。在石油進行開采的整個進程當中，因原油而產生的污染時有發生，而且引起其污染的因素也是多樣的。當處在油井還沒有投產階段亦或是剛投入使用階段，地面所使用的運輸管線安裝還沒有完工，在這一情況下如果要進行射孔春噴，那么原油在流經還沒有完工的管道時便會造成原油的污染。

3 井下作業環保裝置配套技術

1）采油管柱密閉清洗技術。原井采油管柱清洗是井下作業主要油污產生環節。針對采油管柱的蠟垢特點，設計了以井筒內“帶壓射流清洗+化學熱洗”相結合的采油管柱密閉清洗技術，具體包括抽油桿清洗和油管清洗。抽油桿清洗。起抽油桿作業時，利用多功能密閉清洗設備清洗系統提供的壓力1-4MPa、溫度80-100℃的帶壓熱水，配套專用清洗井口建立密閉循環清洗回收通道。通過帶壓熱水射流產生的強大沖擊力剝離抽油桿表面的蠟垢，產生的油污通過多功能密閉清洗設備負壓實時回收，形成射流清洗與負壓回收閉環工藝。油管清洗。打開泄油器，利用多功能密閉清洗設備提供的壓力2-6MPa、溫度80-100℃的環?；瘜W清洗液，推動清洗器高速旋轉下行，清除管體內壁蠟垢，并溶于環保型化學清洗液中。少許外壁結蠟在高溫條件下融化掉落至井筒，實現在井筒內密閉清洗采油管柱，清洗液實時負壓回收或進入井筒溶于環保型化學清洗液，有效防止了污油落地造成的污染。

2）油管連續循環密閉洗井技術。油管連續循環密閉洗井技術是在傳統油管洗井工藝中配套連續循環密閉洗井裝置和簡易沉砂除油處理撬裝設備。沖砂洗井或鉆磨除垢作業時，首先利用動力液壓力使連續循環密閉洗井裝置的自封膠芯外表面與內表面處于液壓自平衡狀態，實現機械與液壓雙補償自封。接單根作業時，換向短節與油管相連，當下完一根油管換下一根油管時，吊卡卡住換向短節接頭，此時在換向井口中的膠筒推動作用下，換向短節上的滑套打開，清水從換向井口接頭注入。換好下一根油管后，下放換向短節，換向短節上的滑套通過換向井口中的膠芯，在彈簧彈力的作用下回到原位，關閉旁通。該井口配合換向短節可不停泵接單根，井口液體自動換向。返排液進入簡易沉砂除油處理撬裝設備的沉砂室進行旋流出砂、氣浮除油，原油從出口管線回注進入生產干線，分離后的液體進入儲液室回用。整個作業過程不停泵，連續、密閉，井口膠芯密封可靠，可有效阻止沖砂洗井及鉆磨除垢作業時液體溢流造成落地污染。

3）分段壓裂上提油管防噴技術。對于低滲透、低產、低壓的油藏，絕大多數井需進行壓裂增產措施，主要采用“水平井+分段壓裂”方式。但分段壓裂壓后防噴時間長，上提管柱時液體易發生溢流，造成污油、污水落地，產生含油污泥。為此，優化設計了分段壓裂上提油管防噴技術。主要采用不壓井裝置，在地面安裝雙閘板防噴器和環形防噴器，實現密封環空壓力；在壓裂管柱上部安裝可多次激活的壓控循環開關閥。上提壓裂管柱時，通過壓裂液反循環，在壓差作用下，中心管上行關閉活門，阻斷管內溢流，使上提管柱時管內無液體流出，起到管內防噴作用；壓裂時，中心管下行推開活門，可正常實施壓裂施工。壓控循環開關閥關閉或開啟活門的壓差為2.0MPa，施工排量為0.6-2.0m3/min。實現壓后不放噴上提油管柱連續作業，可有效阻止分段壓裂作業時液體溢流造成落地污染。

4 結論

為了保證當下油田井下作業滿足預期要求，相關人員必須積極進行環保管理，結合當地環境、勘察資料等對環保裝置進行優化，這是十分重要的工作環節。未來環保作業技術既要保障污油污水的有效收集處理，又要滿足高效率、低成本的施工需求。因此，實現油田效益開發和生態環境平衡發展，實現井下作業科學和綠色生產，是今后技術發展的重要方向。