油水井小修作业先进环保工艺技术应用

闫 建 林

（辽河油田曙光工程技术处作业七大队， 辽宁 盘锦 124010）

井下作业是保证油田新区投产和老区正常生产、增产的重要措施, 现有的井下作业工艺容易发生原油、污水落地现象,造成地面环境污染。冷家油田是辽河油田下属的二级单位，二、三、五区块人口集中、耕地密集，水网发达, 井下作业造成的环境污染给当地的农业生产及人民群众的日常生活带来很大的影响, 同时也导致作业成本的增加。对井下作业环保工艺措施和相关配套技术的研究具有重要意义。井下作业造成的污染主要有以下两个方面:(1)井下原油、作业过程中的污水、固体废弃物落地对地面环境造成的污染；(2)老式修井机, 作业机带来的大气和噪声污染。为了解决和控制好这两个方面的污染因素, 通过井下作业施工对环境的影响因素的分析，在不影响井下作业施工、不增加作业成本的前提下,对症下药, 应用新技术、新工艺, 取得了不错的效果。

1 油水井小修作业中的污染源

1.1 地面环境污染

油水井小修作业是井下作业的一个分支，主要进行检泵、检杆，冲砂等各种措施作业，施工过程中, 主要有四个方面的地面环境污染:一是在提抽杆、油管过程中，管、杆壁从井内带出的原油落地对地面环境造成的污染; 二是对提出的管、杆在地面按施工要求进行清洗, 清洗的原油、污水落地对地面环境造成的污染; 三是由于提油管、抽杆时，导致油管内油气上窜喷出,从上向下淋油, 周边物体（包括抽油机、井架和井口操作人员）和地面环境受到污染;四是需要用水来进行的油井措施作业（包含洗井、冲砂、钻磨、压裂或酸化等），施工过程中，大部分水流到地面造成污染。具体污染源分布情况见表1[1,7]。

表1 井下施工作业主要污染物分布及排放情况Table 1 The distribution and treatment of main pollution sources in the downhole operation

1.2 噪声、大气污染

一、由于修井作业过去采用的柴油作业机结构为轮式或链轨式，作业时，声音大，距离居住地较近时，带来噪声污染；二、由于是柴油机，耗油量大，虽然排放的污染物符合排放标准,但也会产生废气,必造成一定的大气污染。

2 小修井下作业先进的环保工艺技术

通过对小修作业过程中，各个环节污染源的分析，曙工处作业七大队应用了一系列绿色、先进环保的工艺技术，保证了安全、清洁生产，取得了不错的效果。

2.1 地膜隔离技术

为了不污染抽油机、作业设备及井场，专为抽油机、井架等设备定制“油衣”，在搬迁到位后，在设备、油管桥、油杆桥、工具区等地方铺上防渗塑料布，这样既简单又经济，可有效回收管杆清洁产生的污染物[2]。这种防渗塑料布可以根据井场布局的不同，裁割成长宽不同的规格，分别垫铺在井口、油管杆桥下和设备下，施工结束后，将塑料布回收进行集中处理、或重复使用。

2.2 井下拉杆式泄油器

泄油器是解决提油管过程中，油管内油气喷出带来污染的有效途径。其工作原理，将原油、污水控制在井内。在提杆时，通过拉杆将泄油器打开，油管柱内的原油及污水通过泄油孔卸掉，防止污染井场周边设备及操作人员。

2.3 起油管防污染技术——井口油管高压自封

井口油管高压自封装置能够有效的防止油管外壁原油流到地面造成的污染，由于提油管时，井内原油粘附在油管外壁被带出井里流到地面，通过在井口安装高压自封胶皮进行刮油，有效的防止了该污染。高压自封胶皮具有结构简单、重量轻、体积小、不增加井口高度、使用方便，并具有很好的密封性，可以防止小件落物[3]。

工作原理：将高压自封胶皮座于大四通内，用顶丝对角顶紧，工具内部由胶筒密封管柱，密封件磨损后可拆卸更换，外部由“O”型圈密封。现场应用表明，该自封胶皮在起管柱的过程中起到了很好的刮油效果[4]。

2.4 油污外部回收装置[5]

在现场实际作业过程中，经常遇到有的井没有安装泄油器或者泄油器因故无法打开，污油外部回收装置专门针对这种情况的油井制作的，在进行起油管作业时，经常出现油水满管的情况，油水喷出会造成严重的污染。

工作原理：该装置由敞口长方体和一个弯头组成，弯头焊接到长方体下部，利用卡瓦将该装置连接到大四通一侧的闸门上，起管柱时通过将管柱公扣对准回收装置上部开口，通过回收装置管内油水进入油套环空内，管内油水全部流出后在进行下步作业，这样就防止了油水落地造成的污染。

2.5 抽油杆防污染技术——抽油杆刮蜡器

在修井作业起抽油杆时，原油所含蜡质和一些粘附物会附着在抽油杆上被带出流到地面，抽油杆刮蜡器是一种抽油杆刮蜡工具，该工具能够刮去抽油杆表面所结蜡质和其他粘附物，该工具主要由钢丝绳、卡箍、上接头等组成。这种装置制作简单，操作方便。不仅能起到井口防污效果，而且降低了刺洗抽油杆的劳动强度和时间[6]。

2.6 抽油杆防污染技术——倒置喇叭口油水回收装置

以往下抽油杆时，在井口直接装卡箍头，这样在下抽油杆的过程中，井内的原油及污水会不停地从井口冒出流至地面，从而造成很大的油液浪费和严重的井场污染。针对上述问题，专门研制了倒置喇叭口油水回收装置。它主要由倒置喇叭口、短节、卡箍头、小漏斗、弯头等组成。

倒置喇叭口油水回收装置工作原理：倒置喇叭口通过卡箍头与上法兰连接，倒置喇叭口中部割有小圆孔，小圆孔处焊接有短节，另外小漏斗通过弯头与井口套管闸门连接，在下抽油杆时，当井内的液体到达小圆孔处时，就会通过短节流到下面小漏斗内，然后通过小漏斗与套管闸门连接的密封通道进入油套环空。

该装置保证了下抽油杆无液体流到地面，减少了对环境污染，做到了清洁、环保生产，提高了生产效率，同时改善了工人工作条件。

2.7 先进的井下作业设备--电驱式作业机

针对冷家油田二、三、五区块大部分油井为浅井、中深井及小修作业施工周期短，设备承载负荷低的特点，我们使用电驱式作业机或电油双驱式作业机（电驱方式为主）进行井下作业，电驱式作业机具有噪音小，无废气排放（或少量排放）、技术先进、安全可靠、运移性好、节能环保等诸多特点。

3 存在的问题及应对措施

曙工处作业七大队通过以上环保工艺技术的应用，不仅减少了环境污染和成本支出，同时消除了作业时的安全隐患，但也有一定的局限性，因此针对这些技术引进或使用过程中存在的问题，采取了有效的控制措施。

(1) 根据我国石油天然气生产行业的特点，借鉴国际先进的清洁生产技术的经验，制定符合生产实际、操作性强的行业环保技术指南和环保设备操作手册，绿色作业制度化。

(2)地膜隔离技术的广泛应用在一定程度上保护了环境，但使用过的隔离膜易造成二次污染。曙工处作业七大队对使用后的隔离膜统一处理，这样既节约了能源又排除了二次污染。

(3) 作业施工点多、污染源分散、且污染物成份复杂是井下作业施工的主要特点，处理难度大。选择合理的油(气)田开发方案，加强油(气)井维护等措施，尽可能延长作业免修周期是解决作业污染的根本途径[8]。

(4)加强管理，严格方案审批制度，完善四级监督体系。三级方案审核把关，确保了选井准确，措施到位。

4 结束语

曙光工程技术处作业七大队在冷家二、三、五区块作业过程中，积极使用先进的环保工艺技术，基本解决了目前井下施工作业过程中对环境的污染问题，达到了HSE（健康、安全、环境）管理的要求。

［1］ 陈志雄,孟文勇.浅析石油井下作业清洁生产措施[J].安全与环境工程,2003，10（2）:40-42.

［2］ 顾文萍,苏德胜,陈碧波,朱一星. 油田井下作业清洁生产技术研究与应用[J].内江科技，2012,9（136）:13-137.

［3］ 肖天桥、薛发生. 井下作业清洁生产的影响因素及综合治理措施[J].油气田环境保护，2006，16（2）:12-14.

［4］ 苏德胜,孙玉平, 顾文萍,彭 志. 油田井下作业清洁生产配套工艺[J]. 油气田环境保护，2006, 16（2）:6-8.

［5］ 姜立红,吴永量,王中酩.绿色修井作业的环保控制[J].油气田环境保护,2009，19（增刊）:4-6.

［6］ 李会平, 杨国峰. 井下作业清洁生产技术的应用[J].安全与环境工程,2010,17(3):29-31.

［7］ 叶红, 刘海民, 颜正春, 唐京. 防止井下作业污染环境的工艺技术应用[J].石油化工环境保护,2006,29(1),59-61.

［8］ 李建青,李新亮.井下作业施工过程中的环境保护措施[J].安全健康和环境，2003，3（12）:17-18.