井下作业环保装置配套技术研究与应用

夏文发 周 渝 袁其云

（辽河工程技术分公司，辽宁 盘锦 124010）

油田井下作业作为开采石油的关键环节，也是很容易引发环境污染的工艺环节，如施工中发生的原油无法回收、外溢等现象，处理不当极易对生态环境产生恶劣影响。为此，相关人员必须积极进行井下作业的控制，加强整个工艺流程的创新管理，完善开发过程，力求有效降低污染。

1 油田井下业污染的特点

1）污染面积广、影响范围大。油田井下作业中，污染物的来源较为丰富，且存在较为明显的不确定性，原因在于污染物的排放时间、排放位置存在较大差异，无法进行精确预估，且涉及范围较大。井下作业处理中，首先，要积极进行排污范围的划分，合理结合当下技术手段对污染区域进行治理，避免大面积污染情况的发生，降低经济损失程度，这对油田井下作业的顺利开发具有积极作用，可避免严重的环境污染问题，还可有效规避二次污染问题。

2）污染的分散性和不规则性。石油资源作为一种不可再生资源，其资源分布与地理环境密切相关，可能受地理因素影响存在污染分散的特点，为此，油田井下作业中，需充分考虑污染分散的问题。油田生产作业中，一旦发生盲目开采情况，极易引发严重的环境污染，这对生态发展平衡具有负面影响。油田井下作业中，污染物的排放具有不规则性、分散性，其一般是不连续的。同时污染物的来源极为不固定引发污染问题不一，油田生产过程中极易产生突发性问题，对当地生态环境的发展平衡具有不利影响。

3）污染物种类繁多、成分复杂。油田井下作业中，存在施工工序复杂的特点。试油试采、压裂酸化等环节中，极易对环境产生负面影响，同时井下作业中污染物种类较多、成分来源广泛，使得油田井下作业的污染防治工作难度增加。

2 井下作业存在的环境问题

1）井下泥浆污染问题。在实际的井下作业过程中，泥浆是一种常用性的材料，我国对其常用的一种方式就是利用全面其质量而产生压力来进行作业。从某种角度而言，泥浆在这一作业过程中具有非常重要的作用。虽然近几年随着科技的进步与发展，我国在石油方面不断产生出新的技术与新方法，泥浆的用量也在随之减少，但是也会用到少量的，在这一过程中随之而来的也有产生废弃的泥浆。当泥浆进入到井下之后会进行不断的挥发，从而挥发出复杂繁多的元素，而且其中大多数的元素都是有害的，会对环境产生巨大的不良影响，这一情况就需要对其的使用过程加强重视力度。

2）酸液和压裂液的污染问题。在油田长期的开采中会出现物质堵塞油流通道的现象，为了很好地解决这一问题，相关的开采企业经常会依照规定的标准与要求开展一些酸液或者是压裂液配置的，以此来溶解堵塞物质。但是一般情况下，配置的酸液和压裂液具有很强劲的腐蚀性。如果后期在排污时企业没有经过严格的处理而将已使用的酸液或者是压裂液等污水直接排出，就会直接对地下水源以及土壤造成污染，间接性地对周围的事物也产生不良影响，之后这些酸液和压裂液也会与土壤中的某些元素产生相应的化学反应而会发出有毒气体。当这些有毒气体传播在大气中，便会对人们的呼吸道系统以及皮肤等部位产生严重的危害。

3）原油污染现象。在井下作业时原油的污染一直以来都是其十分关键性的环保问题，在这一方面相关企业一定要加强其重视。在石油进行开采的整个进程当中，因原油而产生的污染时有发生，而且引起其污染的因素也是多样的。当处在油井还没有投产阶段亦或是刚投入使用阶段，地面所使用的运输管线安装还没有完工，在这一情况下如果要进行射孔春喷，那么原油在流经还没有完工的管道时便会造成原油的污染。

3 井下作业环保装置配套技术

1）采油管柱密闭清洗技术。原井采油管柱清洗是井下作业主要油污产生环节。针对采油管柱的蜡垢特点，设计了以井筒内“带压射流清洗+化学热洗”相结合的采油管柱密闭清洗技术，具体包括抽油杆清洗和油管清洗。抽油杆清洗。起抽油杆作业时，利用多功能密闭清洗设备清洗系统提供的压力1-4MPa、温度80-100℃的带压热水，配套专用清洗井口建立密闭循环清洗回收通道。通过带压热水射流产生的强大冲击力剥离抽油杆表面的蜡垢，产生的油污通过多功能密闭清洗设备负压实时回收，形成射流清洗与负压回收闭环工艺。油管清洗。打开泄油器，利用多功能密闭清洗设备提供的压力2-6MPa、温度80-100℃的环保化学清洗液，推动清洗器高速旋转下行，清除管体内壁蜡垢，并溶于环保型化学清洗液中。少许外壁结蜡在高温条件下融化掉落至井筒，实现在井筒内密闭清洗采油管柱，清洗液实时负压回收或进入井筒溶于环保型化学清洗液，有效防止了污油落地造成的污染。

2）油管连续循环密闭洗井技术。油管连续循环密闭洗井技术是在传统油管洗井工艺中配套连续循环密闭洗井装置和简易沉砂除油处理撬装设备。冲砂洗井或钻磨除垢作业时，首先利用动力液压力使连续循环密闭洗井装置的自封胶芯外表面与内表面处于液压自平衡状态，实现机械与液压双补偿自封。接单根作业时，换向短节与油管相连，当下完一根油管换下一根油管时，吊卡卡住换向短节接头，此时在换向井口中的胶筒推动作用下，换向短节上的滑套打开，清水从换向井口接头注入。换好下一根油管后，下放换向短节，换向短节上的滑套通过换向井口中的胶芯，在弹簧弹力的作用下回到原位，关闭旁通。该井口配合换向短节可不停泵接单根，井口液体自动换向。返排液进入简易沉砂除油处理撬装设备的沉砂室进行旋流出砂、气浮除油，原油从出口管线回注进入生产干线，分离后的液体进入储液室回用。整个作业过程不停泵，连续、密闭，井口胶芯密封可靠，可有效阻止冲砂洗井及钻磨除垢作业时液体溢流造成落地污染。

3）分段压裂上提油管防喷技术。对于低渗透、低产、低压的油藏，绝大多数井需进行压裂增产措施，主要采用“水平井+分段压裂”方式。但分段压裂压后防喷时间长，上提管柱时液体易发生溢流，造成污油、污水落地，产生含油污泥。为此，优化设计了分段压裂上提油管防喷技术。主要采用不压井装置，在地面安装双闸板防喷器和环形防喷器，实现密封环空压力；在压裂管柱上部安装可多次激活的压控循环开关阀。上提压裂管柱时，通过压裂液反循环，在压差作用下，中心管上行关闭活门，阻断管内溢流，使上提管柱时管内无液体流出，起到管内防喷作用；压裂时，中心管下行推开活门，可正常实施压裂施工。压控循环开关阀关闭或开启活门的压差为2.0MPa，施工排量为0.6-2.0m3/min。实现压后不放喷上提油管柱连续作业，可有效阻止分段压裂作业时液体溢流造成落地污染。

4 结论

为了保证当下油田井下作业满足预期要求，相关人员必须积极进行环保管理，结合当地环境、勘察资料等对环保装置进行优化，这是十分重要的工作环节。未来环保作业技术既要保障污油污水的有效收集处理，又要满足高效率、低成本的施工需求。因此，实现油田效益开发和生态环境平衡发展，实现井下作业科学和绿色生产，是今后技术发展的重要方向。