油田环保作业技术研究

于海山 郭晓娟（大庆油田有限责任公司第八采油厂）

常规作业过程中容易产生污油、污水，措施采取不当不仅使操作环境湿滑带来安全隐患，而且对环境污染严重。特别是新《环境保护法》已经开始实施，加大了环境污染处罚力度，同时也增大了地面处理费用。新的形势要求井下作业生产务必加大环保投入，推行清洁化作业，实现“少产生、不落地”的目标。目前，各油田都加大了环保作业技术的研究与应用力度，但是从现有技术来看，尚不系统，要实现适合油田应用的清洁化作业技术，还有待融入油田特殊因素予以完善[1-8]。因此，有必要对现有清洁化作业技术进行研究分析，并针对现场施工需求，研究适应油田应用和技术发展方向的清洁化作业技术装置。

1 技术研究现状

目前，各油田针对各自现场需求研究或应用了一些清洁作业技术装置，成型的集成化装置主要有以下几种。

1.1 撬装式超导清洁作业装置

此装置通过车载或板房式超导设备应用，可实现杆管套内清洗。套内清洗工艺采用高温热水，可实现杆管在线清洗，并将油、蜡直接落入井筒内，减少油量损失，作业过程中不需要频繁热洗，减少了油层污染和排液时间。

1.2 清洁作业一体化装置

此装置通过蒸汽清洗与污油回收一体化设计，可实现杆管高温高压在线清洗、地面清洗、污油回收以及回注等功能。高温高压在线清洗功能通过井口设计的清洗装置，可以对杆管外壁进行清洗（图1），并通过清洗装置对油管内油水及清洗产生的废液进行回收、回注。

图1 清洁作业一体化装置井口在线清洗结构

1.3 二合一清洁作业装置

此装置通过高压清洗与凸轮转子式污油污水回收一体化设计，可实现高温地面杆管外壁清洗、污油回收、回注等功能。高温高压在线清洗技术通过特殊设计的平台，可以实现杆管外壁清洗，使井口操作安全环保（图2）。

1.4 拖拽板房式清洁作业配套装置

此装置通过集成式设计，可实现井口安全操作及污油污水收集、油管原油自吸回收、油管猫道等功能。井口安全环保操作通过特制的分体式操作平台实现，适用于现场井口工艺多样的特殊要求。

图2 二合一装置井口辅助平台结构

1.5 井筒内蒸汽除蜡密闭回收装置

此装置通过改装锅炉车与井口蒸汽清洗装置的设计，可实现高温高压杆管在线外壁、内壁清洗、污油污水不出井筒回收功能（图3）。高温高压杆管在线外壁、内壁清洗技术通过特殊设计的井口清洗装置配合泄油器的应用来实现，清洗后杆管可以直接放在排架上，下方不用铺设防渗布，清洁程度较高。

图3 井筒内蒸汽除蜡密闭回收工艺流程

2 技术对比分析

2.1 性能

从清洁化作业的角度出发，使作业过程不产生或少产生污油，产生的污油不落地，使作业过程零污染是各油田清洁作业的最终目标。实现在线清洗技术，污油不出井筒回收、回注技术，是实现这个目标的关键技术。

从各油田应用的清洁化作业装置性能可以看出，在应用中实现的技术效果有所不同，优缺点较为明显（表1）。在线清洗抽油杆、油管外壁的技术实现不难，但应根据各油田特征不断改进完善。油管内壁清洗技术首先依赖井下泄油工具将油管内原油泄出，对无法泄油的井实现也较为困难；操作平台是井口安全操作的重要保障，但如何实现安全、稳定、方便、适用的目标，需要结合井况与施工习惯不断改进；污油无污染回收后的加热回注，是实现零污染作业的最终环节，而如何设定回注压力及回注时间，需要结合油田管线情况不断探索；实现冬季施工，是各技术应用的关键，在低温环境下保证作业过程出井筒污油顺利回收、回注，需要不断完善保障措施。

表1 现有清洁化作业技术性能分析

2.2 研究方向

将现有先进技术融入油田特征元素，实现“少产生、不落地”目标的清洁作业技术应具有以下功能：

1）杆管内外壁在线高温高压清洗功能。通过密闭式清洗装置，实现杆管在线清洗，相对比现场排架清洗的油水四溅具有较大的技术优势和环保能力，是清洁作业的必然趋势。

2）污油不出井筒回收、沉砂、排砂功能。目前油田内出砂井较多，将回收的污油进行沉砂再利用是一项较为先进的清洁作业措施。

3）污油加热、回注功能。通常情况下，由罐车保障作业污油污水的回收，排放需要办理各种审批、环保指标等要求。这项功能通过将收集到的没有出井筒的污油污水加热，回注到井口流程内，可解决大量人力物力，回注技术已经成为清洁作业发展趋势。

4）井口安全环保操作功能。为施工操作提供一个安全平台，避免雨水、井口流出的污油污水造成的湿滑环境影响，同时具有一定的积液功能，增加安全环保系数。特别是分体式设计，符合油田井口工艺流程复杂的实际情况，对各种类型的井口工艺均有很好的适应性。

5）井下泄油功能。配合油管内壁清洗必须先实现井下泄油功能，可以通过泄油器和泄油泵来实现。从目前井下作业工具及杆泵管理方式和泄油器、泄油泵的成本、效果来看，应用泄油泵的成本较低，并且容易普及。

6）360 V、660 V电压下安全变电功能。油田应用的抽油机井电压分660 V和380 V，若没有变压控制功能，设备在很多井上的应用将会受到局限。

7）高压软管便捷收放功能。对污油污水回收、回注管线使用高压软管十分方便，其收放及存放应便于操作。

8）电控系统安全防爆、可燃气体浓度报警功能。对于部分油田原油含气量较大，部分井套管气量较大，为实现作业过程的安全，电控系统必须是安全防爆的装置，必须具备可燃气体的报警功能。

9）高度集成及便捷控制功能。清洁化作业技术涉及到的功能较多，各装置必须实现高度集成化，便于运输及相互操作的配合，各装置的控制必须简单方便。

3 结论

1）实现作业过程零污染的目标，需从井下和地面两个方面入手。井下应用泄油器或泄油泵，便于油管内污油、污水泄入井内，作业时不带出地面，实现“少产生”的目标。地面应用高温高压杆管内外壁在线清洗和污油、污水不出井筒回收、回注技术，实现“不落地”的目标。

2）适用本油田的清洁作业技术，还需要将先进技术不断融入油田特征元素进行改进完善，主要的技术有杆管内外壁在线高温高压清洗技术，污油不出井筒回收、沉砂、排砂技术，污油加热、回注技术，井口安全环保操作台，井下泄油技术，安全变电技术，高压软管便捷收放技术，电控系统安全防爆、可燃气体浓度报警技术，高度集成及便捷控制技术。

3）实现清洁化作业技术，可以节约防渗布及带油废弃物处理费用，进一步节约处理带油废弃物所需要的能耗，还可以带来巨大的环境效益。