清潔化作業(yè)技術(shù)探索與應(yīng)用

謝成靚

（大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠）

大慶油田井下作業(yè)井?dāng)?shù)多，地層壓力高，新《環(huán)境保護(hù)法》實(shí)施以來(lái)，對(duì)井下作業(yè)環(huán)保提出更嚴(yán)格的要求，但井下清潔化作業(yè)設(shè)備配套率和井筒控制類(lèi)工具應(yīng)用覆蓋率低，與目前環(huán)保工作的要求存在較大差距[1]。為滿足油田安全環(huán)保要求，2020年確定井下作業(yè)“無(wú)污染作業(yè)率100%、環(huán)境污染事故為零”的工作目標(biāo)，開(kāi)展作業(yè)井返排油水回收進(jìn)集油系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，即避免環(huán)境污染，又減少原油產(chǎn)量損失[2-3]。

1 油水少出井筒配套工藝研究

1.1 井下泄油器的優(yōu)選

通過(guò)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)多種泄油器，最終采用撞擊式泄油器，累計(jì)隨作業(yè)應(yīng)用2 756 口井，動(dòng)管柱打開(kāi)216口井，成功率100%，實(shí)現(xiàn)了作業(yè)過(guò)程中油管內(nèi)油水泄入井筒的目標(biāo)[4-5]。

1.2 可重復(fù)利用防滲布圍堰及鋼制圍堰全面應(yīng)用

對(duì)井口、桿、管橋及工具擺放位置做可重復(fù)利用防滲布圍堰，保證出井筒油水與工具攜帶油水不落地[6]，目前新型重復(fù)利用的防滲布已全部進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。

同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)鋼制圍堰與可重復(fù)利用防滲布相比：使用鋼材焊接，堅(jiān)固、密封，重復(fù)利用率高，從源頭上減少了防滲膜用量和二次污染產(chǎn)生；底面平整，便于井筒產(chǎn)出液的自流、集中回收[7-9]。

1.3 油水回收裝置全面應(yīng)用

將作業(yè)產(chǎn)生的油水通過(guò)負(fù)壓抽吸回收至油水回收裝置，目前所有作業(yè)隊(duì)伍均已全部配套，儲(chǔ)液容量4～8 m3，具有負(fù)壓抽吸、外排和加熱功能，部分回收裝置加熱功率較小，只能滿足于對(duì)罐內(nèi)液體進(jìn)行保溫的功能，為達(dá)到回收進(jìn)集油流程要求，目前均已整改，達(dá)到了加熱到回收進(jìn)集油流程要求的加熱功能[10]。

1.3.1 油水進(jìn)集油系統(tǒng)配套工藝研究

依據(jù)某廠井口工藝現(xiàn)狀，確定井口回收進(jìn)流程連接工藝，調(diào)查井口工藝，回收連接工藝；確定井口回收進(jìn)流程連接所需最小尺寸；隨作業(yè)改造部分井口連接工藝流程。根據(jù)井口流程特點(diǎn)，確定以下三種方式。

第一種方式為：通過(guò)自制連接彎頭和法蘭回收進(jìn)系統(tǒng)。第二種方式為：在井口與單流閥之間焊接快速連接接頭，與流程垂直連接回收進(jìn)系統(tǒng)。第三種方式為：KYGJ24.5 型采油樹(shù)從油管放空注入集油流程。第三種連接方式最為方便快捷，目前新井投產(chǎn)和老井改造均采用KYGJ24.5 型采油樹(shù)。

1.3.2 油水回收進(jìn)流程快速加熱方法

選出三種輔助加熱工藝，第一種蒸汽盤(pán)管加熱灌內(nèi)液體4 m3污水、提高溫度31 ℃、加熱時(shí)間70 min。第二種電加熱器功率18 kW、灌內(nèi)液體4 m3清水、提高溫度14 ℃、加熱時(shí)間4 h。第三種電加熱棒加熱，電加熱功率30 kW、灌內(nèi)液體4 m3污水、提高溫度60 ℃、加熱時(shí)間3.5 h。對(duì)三種加熱工藝進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)比在相同環(huán)境、水量的條件下電加熱棒加熱溫度最高，效果最好，因此確定電加熱棒為作業(yè)井返排油水回收進(jìn)集油系統(tǒng)是可行、高效的輔助加熱方法。

不同功率電加熱棒加熱情況對(duì)比見(jiàn)表1。從表1 中可以看出，當(dāng)加熱棒功率30 kW、18 kW 時(shí)，加熱溫度能夠滿足試驗(yàn)要求的回注溫度，當(dāng)加熱棒功率9 kW 時(shí)，加熱時(shí)間較長(zhǎng)，且加熱一定溫度后無(wú)上升顯示，無(wú)法滿足回注溫度。因此確定加熱功率最低標(biāo)準(zhǔn)為18 kW。

表1 不同功率電加熱棒加熱情況對(duì)比

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)井相關(guān)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)注入壓力低于摻水壓力、注入溫度高于回油溫度時(shí)，集油環(huán)暫無(wú)穿孔、堵塞風(fēng)險(xiǎn)，回注初期時(shí)回油溫度有下降趨勢(shì)（回注液體推動(dòng)環(huán)內(nèi)原油返回計(jì)量間，未與原油充分結(jié)合導(dǎo)致環(huán)溫度下降），回注排量越高初期環(huán)溫度下降越多，隨著持續(xù)注入的液體與環(huán)內(nèi)原油充分溶合，環(huán)溫度會(huì)上升。

2.1 高溫高排量注入試驗(yàn)

某井1：該井回注液量為3 m3，加熱溫度18.6～60.2 ℃，加熱時(shí)間為3 h，加熱溫度曲線見(jiàn)圖1，回注時(shí)間20 min，回注排量9 m3/h，回注環(huán)溫度46.6 ℃，回油壓力0.65 MPa，注入液體溫度高于該環(huán)溫度13.7 ℃，回油溫度下降3.9 ℃后逐漸恢復(fù)正常，該試驗(yàn)表明雖然液體溫度較高，但注入排量較大，達(dá)到9 m3/h，對(duì)集油環(huán)溫度影響較大，回油溫度與壓力變化情況見(jiàn)表2。

圖1 加熱溫度曲線

表2 回油溫度與壓力變化情況

2.2 高溫低排量注入試驗(yàn)

某井2：該井回注液量為3 m3，加熱溫度26.3～60 ℃，加熱時(shí)間為105 min，熱溫度曲線見(jiàn)圖2，回注時(shí)間30 min，回注排量6 m3/h，回注環(huán)溫度47 ℃，回油壓力0.62 MPa，注入液體溫度高于環(huán)溫度13℃，回油溫度初期下降0.5 ℃后逐漸恢復(fù)正常，該試驗(yàn)表明在注入排量不大，為6 m3/h 的情況下，對(duì)集油環(huán)溫度影響也不大，回油溫度與壓力變化情況見(jiàn)表3。

圖2 加熱溫度曲線

表3 回油溫度與壓力變化情況

2.3 低溫低排量注入試驗(yàn)

某井3：該井回注液量為3 m3，加熱溫度29.1～45 ℃，加熱時(shí)間為3 h，加熱溫度曲線見(jiàn)圖3，回注時(shí)間45 min，回注排量4 m3/h，回注環(huán)溫度37.3 ℃，回油壓力0.53 MPa，注入液體溫度高于該環(huán)溫度7.7 ℃，注入初期環(huán)溫度未下降，該試驗(yàn)表明雖然液體溫度不高，但注入排量較小，為4 m3/h，對(duì)集油環(huán)溫度影響較小，回油溫度與壓力變化情況見(jiàn)表4。

圖3 加熱溫度曲線

表4 回油溫度與壓力變化情況

通過(guò)試驗(yàn)表明，當(dāng)回注溫度高于回油溫度時(shí)，回注排量越高初期回注環(huán)溫度下降越多，隨著持續(xù)注入的液體與環(huán)內(nèi)原油充分溶合，環(huán)溫度會(huì)上升。因此為避免發(fā)生回油環(huán)穿口、堵塞風(fēng)險(xiǎn)，回注過(guò)程中應(yīng)注意回注排量控制。

截止目前開(kāi)展清潔化作業(yè)以來(lái)，通過(guò)泄油器泄入井內(nèi)液量980 m3；累計(jì)現(xiàn)場(chǎng)回收作業(yè)油水1 058井次，注入集油系統(tǒng)633 井次，回注進(jìn)集油流程液量3 170 m3，合計(jì)少產(chǎn)生液量4 150 m3。

3 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

1）撞擊式泄油器，泄油成功率100%，能夠?qū)崿F(xiàn)作業(yè)過(guò)程中油管內(nèi)油水泄入井筒的目標(biāo)，新型可重復(fù)利用防滲布圍堰已全部配備，重復(fù)利用率高，保證了出井筒油水與工具攜帶油水不落地具。

2）通過(guò)不同排量回注試驗(yàn)表明，回注排量越高初期環(huán)溫度下降越多，因此為避免發(fā)生回油環(huán)穿口、堵塞風(fēng)險(xiǎn)，回注過(guò)程中應(yīng)注意回注排量控制。

3）回注現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，回注溫度55 ℃（或高于環(huán)溫度5 ℃）以上、回注壓力1.5 MPa 以下、回注排量6 m3/h 以?xún)?nèi)的參數(shù)運(yùn)行，回油環(huán)暫無(wú)穿孔、堵塞風(fēng)險(xiǎn)。

4）所試驗(yàn)井應(yīng)用的污油污水回收裝置，在嚴(yán)格執(zhí)行下發(fā)《作業(yè)油水回收進(jìn)集油系統(tǒng)規(guī)定》和《作業(yè)油水回收進(jìn)集油系統(tǒng)規(guī)范》條件下，可滿足作業(yè)井返排油水回收進(jìn)集油系統(tǒng)要求。