修井作业环保清洗工艺

郑本桐

（大庆油田有限责任公司第五采油厂，黑龙江 大庆 163000）

1 实施背景

新《环境保护法》颁布以来，对油田绿色作业、清洁作业提出了更高的要求，给油井作业中管、杆清蜡工作带来了前所未有的挑战。以前修井作业杆、管清蜡一直采用地面清蜡工艺无法满足新环保法的要求。为此大庆油田第5采油厂成立了攻关小组，并到环保开展好的辽河、胜利油田进行调研。他们都采用后场清蜡方式，虽达到环保要求但投入较大。其它油田均未解决油井作业清蜡过程中的环保问题。

大庆油田围绕如何实现作业环保这一课题，展开攻关，在公司开发部与资产设备管理部的指导下，创新研发了修井作业环保清洗工艺，实现了油、蜡不落地，直接回收到生产系统。经过逐步完善，现已在第五采油厂推广。

2 传统地面清蜡存在的弊端

（1）地面清蜡受风向及环境影响，落地油污不易控制。地面清蜡就是用高温高压蒸汽将管、杆上油蜡融化并带走的清蜡方式。每口井油蜡污染面积都在150m2以上。

（2）防渗布铺设面积大，投入费用高。为防止油污落地，每口井需铺设400m2防渗布，约4200元。

（3）被污染的防渗布又形成了新的污染源。油蜡落到防渗布后造成防渗布又脏又沉，很难再次利用。而污染的防渗布没有有效处理手段，现被大量堆积待处理。

3 具体的做法

（1）为实现井下作业管、杆在线清蜡工艺，我们首先设计、制造出抽油杆在线清蜡井口控制器、油管在线清蜡井口控制器，从而保证为清洗液提供循环进口。具体结构如图1。

（2）起抽油杆过程中清蜡，清蜡液井筒内的循环通道为油管进、套管出，必须在油管上为清蜡液循环提供一个进入套管的出口。利用筛管实现抽油杆井筒内在线清蜡小循环是一个简便易行的方法，根据最佳循环距离，将筛管下入油管上，上部用油管连接，实现抽油杆在线清蜡的最佳循环控制。具体工艺如图2。

（3）起油管过程中清蜡，清蜡液井筒内的循环通道只能选择在油套环形空间内形成，需要研制油管井筒内在线清蜡装置，利用油管自封封住套管环形空间，使热水经油管外壁流至套管放空阀，实现油管在线清蜡液的最佳循环控制。具体工艺如图3。

图1

图2

图 3

4 特点与效果

管杆在线清蜡工艺与传统地面清蜡相比需要在较短时间内将油蜡清洗干净，并有效回收，主要依托以下三个突破实现的。

突破1：高温水代替高温高压蒸汽清洗效果好，通过理论计算，相同体积的水与水蒸汽的热量相差56.4倍，采用70～90℃热水更利于管杆清蜡。

以往地面清蜡都是采用高温高压蒸汽进行刺洗。在油蜡较多情况下，刺洗时间很长而且不彻底。如果井口在线清蜡也采用蒸汽，将大大延长起管、杆时间。也将加大井控、环保等工作难度，这是作业施工人员无法接受的。于是我们科研小组需要寻找一种比高温高压蒸汽更好的介质。经过实践与理论计算发现采用70～90℃热水的清蜡效果远远好于高温蒸汽，可以在较短时间内将油蜡清洗干净，为管杆井口处在线清蜡能够实施打下了基础。

突破2：短流程热洗清洗比长流程效果好，“全井长流程”清蜡就是以前的洗井，费用高、耗时长、工作量大；“小循环短流程”清洗效果好，油层污染小，工作效率高。

以全井长流程洗井进行清蜡的方式效果很差，经过理论计算及实际测量，70℃热水经过洗井后达到地面时只有40℃左右，而我厂结蜡的熔点是43℃左右，含聚井结蜡的熔点是52℃左右。所以要想清蜡需要大量的热水进行洗井。我们经过试验，只有把水温提到75℃，水量提到150m3，全井管杆才能达到要求。此方法我们使用了半年，浪费了大量的清水及能源，加重了企业的负担。而我们研发的短流程只有10m，水温下降小，甚至管、杆温度都能达到70℃以上，清蜡效果非常好。

突破三：清蜡不必化蜡，只要蜡块在油管内壁脱落即可。地面清蜡由外而内逐层融化，完全融化用时长，清洗不彻底。在线清蜡油管内壁融化，蜡块整体脱离，融蜡少、用时短、清蜡彻底。

以前清蜡都是采用蒸汽刺洗的方式，需要逐层融蜡、排蜡。只有把所有结蜡全部融化后再用蒸汽带走才能清洗干净。结蜡越多、越厚，清蜡的时间就越长。而我们的油管清蜡工艺只需在油管内壁融化一薄层，就能使蜡块整体脱离，融蜡少、用时短、清蜡彻底。

截止到2017年8月，应用井筒内在线清蜡662口井，起出后杆管可以满足直接下井条件。清蜡效果及清蜡数据如图4。

图4

通过662口井杆管在线清蜡试验可以得出下述结论。

（1）从清蜡效果上看，抽油杆在线清蜡效果明显优于锅炉车清蜡，油管在线清蜡效果与锅炉车清蜡基本相同。

（2）从工作效率看，采用在线清蜡可节省油污回收处理时间3h/井。

表1 按年清蜡1800井次计算两种清蜡方式效益对比表

（3）从安全环保看，不产生高压，无油水落地，安全环保有保障。

5 效益分析

5.1 系统效益

以地面蒸气清蜡和井筒在线清蜡做对比，地面蒸气清蜡设备需要锅炉车1台，在线清蜡设备需要超导车1台、水罐车1台。从用人工上看，两种方式用人数相同（超导车可由作业工人操作）。从防渗布铺设面积上看，地面蒸气清蜡需要铺设近400m2的防渗布，且只能用1口井，而在线清蜡只需要铺设200m2的防渗布，可以用2口井。从地面油污处理上看，地面蒸气清蜡工作量较大，单井回收油污需要约2000元，费用较高，井筒内在线清蜡不需要地面油污处理。

5.2 直接经济效益

按5厂年施工油井1800井次计算，地面蒸气清蜡需要费用1305万元，井筒内在线清蜡年费用约400.73万元，年可节省费用约904.27万元，经济效益可观。见表1。

5.3 社会效益

在线清蜡可以避免环境污染，油蜡直接落入井筒内，减少原油损失，且不需要作业过程中频繁热洗，减少油层污染和排液时间，安全性也得到大幅度提高，具有很大的社会效益。