油井杆管清洗技术效果分析

2020-01-15高丽唐海军中国石化江苏油田分公司石油工程技术研究院江苏扬州225009

化工管理 2020年7期

高丽唐海军(中国石化江苏油田分公司石油工程技术研究院，江苏扬州 225009)

0 引言

油井作业过程中，如何实现作业清洁化是近年来困扰油田生产的难题。目前油井作业过程中，有三种清洗方式：现场蒸汽清洗、运送至专业清洗厂清洗和井筒密闭蒸汽清洗。

1 现场蒸汽清洗[1]

修井作业现场采用锅炉车产生的蒸汽对杆管进行人工刺洗。清洗前将管杆码放在专门配备的管垛上。清洗时，操作人员手握刺枪喷刺管杆，高温气流从枪口喷刺杆管，将油管内外壁、抽杆表面的蜡、死油融化，实现清洗，返出的污油水直接落到铺有环保塑料垫的地面上。现场蒸汽清洗工艺主要存在以下问题：(1)刺洗时间长，平均每根油管的综合刺洗时间为3min，含蜡严重的油管至少需要8min；(2)若油管内死油堵塞严重，返出的污油水会直接从油管接箍处喷出，刺向操作人员和附近抽油机等设备，威胁现场操作人员人身安全，污染附近地面环境、设备。在有些油管很难刺通的情况下，需要水泥车用清水打通后才能清洗；(3)枪头与油管接箍处密封不严，油管末端出口无阻挡，蒸汽损耗大，热能利用率低；(4)操作人员手持刺洗枪，劳动强度大。操作时，需要1 人手握刺枪刺洗，另1 人在油管末端堵挡和观察，占用人力资源，在人手紧张时，有时不得不停工。

目前，随着环保标准提高、作业管控加强，现场管杆清洗已基本不用。

2 运送至专业清洗厂清洗[2]

最初采用的油管清洗方法是用清洗剂浸泡和蒸汽刺扫，这种清洗工艺清洗质量差，工人劳动强度较大。后来采用中频高压清洗油管工艺对油管修复清洗。主要设备为中频加热设备和高压旋转内、外清洗设备。杆管外壁清洗工艺采用刷式清洗机与高压射流装置结合；管内壁采用清洗钻通与高压射流装置结合。中频高压清洗油管过程中，油管本体经过中频加热瞬间达到120～200℃，再通过高压水射流设备，清除油管内外壁的油污。其优点是：(1)节约锅炉维护费，减少生产运行安全环保风险；(2)满足环境保护要求；(3)自动传输管杆，减少操作人员，降低工人劳动强度；(4)根据温度变化和杆管结蜡严重程度，自动设置，达到清洁环保的目的。但由于杆管集中回收清洗涉及运输、清洗等环节，不仅存在运输过程中油污的跑、冒、滴、漏的安全环保风险，且工期长，影响作业时效。具体体现在：(1)自动化操作系统时有故障，长时间超负荷运转，容易因故障停工，进而导致区域现场作业全面停工；(2)实施杆管整体回收后，油管、抽油杆运输量增加，采用吊卡组合或自卸吊的方式进行回收，运输效率及安全性都有一定的局限；(3)管杆传输过程附带的油污滴落，污染设备、地面；(4)因噪音问题产生的工农关系，增加夜班不可行，影响作业进度。

新两法已正式实施，两法要求：“不具备安全环保生产条件的，不得从事生产经营活动”，环境污染的性质已由“违规”上升为“违法”。如何满足新两法的基本要求，适当降低人工、运输费用，解决小修作业过程油水不落地的问题，是杆管清洗技术迫切需要解决的问题。

3 管杆井筒内蒸汽清洗密闭回收技术[3]

合法合规、经济高效是当前环保工作面临的首要任务。管杆井筒内蒸汽清洗密闭回收技术应运而生。管杆现场密闭清洗技术以高温蒸汽密闭清洗为核心，实现抽油杆、油管密闭连续清洗，清洗液回收。该技术装备包括抽油机节能环保作业工程车、油管内外壁清洗装置和抽油杆清洗装置。

(1)主要设备构成。由三个部分组成：冷水加热热水加压部分、油气水回收分离处理循环再利用部分、配套井口专用清洗装置部分。

冷水加热热水加压部分：真空传导，升温快，最高温度达180℃，刺洗压力最高达10MPa。由换热主机、燃烧器、补水泵集合成多功能高温车。

油气水回收分离处理循环再利用部分：清洗过程中产生的污油污水及井下气体，可以同步回收、分离、处理，处理后的分离水循环再利用供清洗油管杆使用，不污染地层。

配套井口专用清洗装置部分：包括井口油杆外壁清洗装置和井口油管外壁清洗装置。

(3)工作原理。采用加热及双级加压技术，将冷水加温加压成高温高压水，通过井口刺洗装置对油杆、管起出井口时同步清洗，即在油管、杆起出井口时完成外壁清洗；油管内壁清洗，将油管内壁射流清蜡器下入油管中，经高温蒸汽热水加压后，油管内壁射流清蜡器运行至管柱底部，完成清洗油管内壁清洗，从而达到作业清洁化的目标。

抽油杆清洗工艺：将抽油杆专用清洗器安装在采油树上，加热的水经过清洗泵加压后，直接送入抽油杆清洗器，在温度和压力的双重作用下，在起抽油杆过程中，将抽油杆刺洗干净。

油管清洗工艺：采用油管内壁射流清蜡器、油管内壁清洗快速堵头、气动回收桶，快速清洗油管内壁。

(3)配套技术。井筒内蒸汽清洗密闭回收工艺技术已形成清洁环保节能配套技术系列。

(a)管漏、卡泵(无溢流)直接采用井筒内蒸汽除蜡密闭回收技术。(b)断脱井、无泄油器或泄油器无法打开井采用密闭回收技术与井口接液箱配合使用，油管内壁在地面清洗，采用挡板接液箱回收清洗液，箱满由高温车负压回收。(c)结垢、结蜡严重井将油管内壁清洗器前部改成旋转刮削器，利用旋转刮削器进行刮蜡、刮垢通径二次处理。(d)溢流大和特种举升的井应用便携式软体清洁工艺或钢制环保平台。(e)溢流较小的水井采用密闭回收技术与井口接液箱配合使用，油管内壁在地面清洗，采用挡板接液箱回收清洗液，箱满由高温车负压回收。

同时，为确保作业井安全、环保，降低施工风险，配套相关井控设备，降低作业风险。

油管内溢流井处置：采取溢流暂堵器进行控制溢流。

无泄油器井油管液及地面清蜡控制措施：采取安装暂堵器进行控制。管内壁地面清洗时，采用清洗枪与回收系统互相配合进行，保障清洗液不落地。

清洗抽油管内外壁过程中的井控安全措施：根据井控要求，将快速堵头设计压力7 兆帕，并在气动回收夹桶上部安装防喷盒。

4 经济评价

为了评价密闭清洗回收技术的经济效益，在常规作业的基础上开展整井回收和密闭清洗作业经济效益分析。管杆整体回收与常规作业相比，通过对60 井次的整井回收开展经营效益分析，可产生的费用合计283.3 万元；对比整井回收额外增加的303.1 万元成本，考虑到一次性投入场地整改费用20 万，费用基本持平。密闭清洗回收经济效益与常规作业相比，作业效率有效缩短了施工及清蜡时间，作业时效节约41 分钟，作业人员减少7 名，作业设备减少3 台，单井运行费用降低1657 元。通过整井回收和密闭清洗回收作业分别与常规作业经济效益分析，整井回收基本持平，密闭清洗工艺单井降低费用1657 元。