油田環(huán)保作業(yè)技術(shù)研究

于海山 郭曉娟（大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠）

常規(guī)作業(yè)過程中容易產(chǎn)生污油、污水，措施采取不當(dāng)不僅使操作環(huán)境濕滑帶來(lái)安全隱患，而且對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。特別是新《環(huán)境保護(hù)法》已經(jīng)開始實(shí)施，加大了環(huán)境污染處罰力度，同時(shí)也增大了地面處理費(fèi)用。新的形勢(shì)要求井下作業(yè)生產(chǎn)務(wù)必加大環(huán)保投入，推行清潔化作業(yè)，實(shí)現(xiàn)“少產(chǎn)生、不落地”的目標(biāo)。目前，各油田都加大了環(huán)保作業(yè)技術(shù)的研究與應(yīng)用力度，但是從現(xiàn)有技術(shù)來(lái)看，尚不系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)適合油田應(yīng)用的清潔化作業(yè)技術(shù)，還有待融入油田特殊因素予以完善[1-8]。因此，有必要對(duì)現(xiàn)有清潔化作業(yè)技術(shù)進(jìn)行研究分析，并針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工需求，研究適應(yīng)油田應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展方向的清潔化作業(yè)技術(shù)裝置。

1 技術(shù)研究現(xiàn)狀

目前，各油田針對(duì)各自現(xiàn)場(chǎng)需求研究或應(yīng)用了一些清潔作業(yè)技術(shù)裝置，成型的集成化裝置主要有以下幾種。

1.1 撬裝式超導(dǎo)清潔作業(yè)裝置

此裝置通過車載或板房式超導(dǎo)設(shè)備應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)桿管套內(nèi)清洗。套內(nèi)清洗工藝采用高溫?zé)崴蓪?shí)現(xiàn)桿管在線清洗，并將油、蠟直接落入井筒內(nèi)，減少油量損失，作業(yè)過程中不需要頻繁熱洗，減少了油層污染和排液時(shí)間。

1.2 清潔作業(yè)一體化裝置

此裝置通過蒸汽清洗與污油回收一體化設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)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(shè)計(jì)的清洗裝置，可以對(duì)桿管外壁進(jìn)行清洗（圖1），并通過清洗裝置對(duì)油管內(nèi)油水及清洗產(chǎn)生的廢液進(jìn)行回收、回注。

圖1 清潔作業(yè)一體化裝置井口在線清洗結(jié)構(gòu)

1.3 二合一清潔作業(yè)裝置

此裝置通過高壓清洗與凸輪轉(zhuǎn)子式污油污水回收一體化設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)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(shù)通過特殊設(shè)計(jì)的平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)桿管外壁清洗，使井口操作安全環(huán)保（圖2）。

1.4 拖拽板房式清潔作業(yè)配套裝置

此裝置通過集成式設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)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(huán)保操作通過特制的分體式操作平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，適用于現(xiàn)場(chǎng)井口工藝多樣的特殊要求。

圖2 二合一裝置井口輔助平臺(tái)結(jié)構(gòu)

1.5 井筒內(nèi)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(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)高溫高壓桿管在線外壁、內(nèi)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(nèi)壁清洗技術(shù)通過特殊設(shè)計(jì)的井口清洗裝置配合泄油器的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)，清洗后桿管可以直接放在排架上，下方不用鋪設(shè)防滲布，清潔程度較高。

圖3 井筒內(nèi)蒸汽除蠟密閉回收工藝流程

2 技術(shù)對(duì)比分析

2.1 性能

從清潔化作業(yè)的角度出發(fā)，使作業(yè)過程不產(chǎn)生或少產(chǎn)生污油，產(chǎn)生的污油不落地，使作業(yè)過程零污染是各油田清潔作業(yè)的最終目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)在線清洗技術(shù)，污油不出井筒回收、回注技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)。

從各油田應(yīng)用的清潔化作業(yè)裝置性能可以看出，在應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果有所不同，優(yōu)缺點(diǎn)較為明顯（表1）。在線清洗抽油桿、油管外壁的技術(shù)實(shí)現(xiàn)不難，但應(yīng)根據(jù)各油田特征不斷改進(jìn)完善。油管內(nèi)壁清洗技術(shù)首先依賴井下泄油工具將油管內(nèi)原油泄出，對(duì)無(wú)法泄油的井實(shí)現(xiàn)也較為困難；操作平臺(tái)是井口安全操作的重要保障，但如何實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定、方便、適用的目標(biāo)，需要結(jié)合井況與施工習(xí)慣不斷改進(jìn)；污油無(wú)污染回收后的加熱回注，是實(shí)現(xiàn)零污染作業(yè)的最終環(huán)節(jié)，而如何設(shè)定回注壓力及回注時(shí)間，需要結(jié)合油田管線情況不斷探索；實(shí)現(xiàn)冬季施工，是各技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵，在低溫環(huán)境下保證作業(yè)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(xiàn)有清潔化作業(yè)技術(shù)性能分析

2.2 研究方向

將現(xiàn)有先進(jìn)技術(shù)融入油田特征元素，實(shí)現(xiàn)“少產(chǎn)生、不落地”目標(biāo)的清潔作業(yè)技術(shù)應(yīng)具有以下功能：

1）桿管內(nèi)外壁在線高溫高壓清洗功能。通過密閉式清洗裝置，實(shí)現(xiàn)桿管在線清洗，相對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)排架清洗的油水四濺具有較大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和環(huán)保能力，是清潔作業(yè)的必然趨勢(shì)。

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

3）污油加熱、回注功能。通常情況下，由罐車保障作業(yè)污油污水的回收，排放需要辦理各種審批、環(huán)保指標(biāo)等要求。這項(xiàng)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(nèi)，可解決大量人力物力，回注技術(shù)已經(jīng)成為清潔作業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。

4）井口安全環(huán)保操作功能。為施工操作提供一個(gè)安全平臺(tái)，避免雨水、井口流出的污油污水造成的濕滑環(huán)境影響，同時(shí)具有一定的積液功能，增加安全環(huán)保系數(shù)。特別是分體式設(shè)計(jì)，符合油田井口工藝流程復(fù)雜的實(shí)際情況，對(duì)各種類型的井口工藝均有很好的適應(yīng)性。

5）井下泄油功能。配合油管內(nèi)壁清洗必須先實(shí)現(xiàn)井下泄油功能，可以通過泄油器和泄油泵來(lái)實(shí)現(xiàn)。從目前井下作業(yè)工具及桿泵管理方式和泄油器、泄油泵的成本、效果來(lái)看，應(yīng)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(yīng)用的抽油機(jī)井電壓分660 V和380 V，若沒有變壓控制功能，設(shè)備在很多井上的應(yīng)用將會(huì)受到局限。

7）高壓軟管便捷收放功能。對(duì)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(yīng)便于操作。

8）電控系統(tǒng)安全防爆、可燃?xì)怏w濃度報(bào)警功能。對(duì)于部分油田原油含氣量較大，部分井套管氣量較大，為實(shí)現(xiàn)作業(yè)過程的安全，電控系統(tǒng)必須是安全防爆的裝置，必須具備可燃?xì)怏w的報(bào)警功能。

9）高度集成及便捷控制功能。清潔化作業(yè)技術(shù)涉及到的功能較多，各裝置必須實(shí)現(xiàn)高度集成化，便于運(yùn)輸及相互操作的配合，各裝置的控制必須簡(jiǎn)單方便。

3 結(jié)論

1）實(shí)現(xiàn)作業(yè)過程零污染的目標(biāo)，需從井下和地面兩個(gè)方面入手。井下應(yīng)用泄油器或泄油泵，便于油管內(nèi)污油、污水泄入井內(nèi)，作業(yè)時(shí)不帶出地面，實(shí)現(xiàn)“少產(chǎn)生”的目標(biāo)。地面應(yīng)用高溫高壓桿管內(nèi)外壁在線清洗和污油、污水不出井筒回收、回注技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“不落地”的目標(biāo)。

2）適用本油田的清潔作業(yè)技術(shù)，還需要將先進(jìn)技術(shù)不斷融入油田特征元素進(jìn)行改進(jìn)完善，主要的技術(shù)有桿管內(nèi)外壁在線高溫高壓清洗技術(shù)，污油不出井筒回收、沉砂、排砂技術(shù)，污油加熱、回注技術(shù)，井口安全環(huán)保操作臺(tái)，井下泄油技術(shù)，安全變電技術(shù)，高壓軟管便捷收放技術(shù)，電控系統(tǒng)安全防爆、可燃?xì)怏w濃度報(bào)警技術(shù)，高度集成及便捷控制技術(shù)。

3）實(shí)現(xiàn)清潔化作業(yè)技術(shù)，可以節(jié)約防滲布及帶油廢棄物處理費(fèi)用，進(jìn)一步節(jié)約處理帶油廢棄物所需要的能耗，還可以帶來(lái)巨大的環(huán)境效益。