修井作業(yè)環(huán)保清洗工藝

鄭本桐

（大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠，黑龍江 大慶 163000）

1 實(shí)施背景

新《環(huán)境保護(hù)法》頒布以來，對油田綠色作業(yè)、清潔作業(yè)提出了更高的要求，給油井作業(yè)中管、桿清蠟工作帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。以前修井作業(yè)桿、管清蠟一直采用地面清蠟工藝無法滿足新環(huán)保法的要求。為此大慶油田第5采油廠成立了攻關(guān)小組，并到環(huán)保開展好的遼河、勝利油田進(jìn)行調(diào)研。他們都采用后場清蠟方式，雖達(dá)到環(huán)保要求但投入較大。其它油田均未解決油井作業(yè)清蠟過程中的環(huán)保問題。

大慶油田圍繞如何實(shí)現(xiàn)作業(yè)環(huán)保這一課題，展開攻關(guān)，在公司開發(fā)部與資產(chǎn)設(shè)備管理部的指導(dǎo)下，創(chuàng)新研發(fā)了修井作業(yè)環(huán)保清洗工藝，實(shí)現(xiàn)了油、蠟不落地，直接回收到生產(chǎn)系統(tǒng)。經(jīng)過逐步完善，現(xiàn)已在第五采油廠推廣。

2 傳統(tǒng)地面清蠟存在的弊端

（1）地面清蠟受風(fēng)向及環(huán)境影響，落地油污不易控制。地面清蠟就是用高溫高壓蒸汽將管、桿上油蠟融化并帶走的清蠟方式。每口井油蠟污染面積都在150m2以上。

（2）防滲布鋪設(shè)面積大，投入費(fèi)用高。為防止油污落地，每口井需鋪設(shè)400m2防滲布，約4200元。

（3）被污染的防滲布又形成了新的污染源。油蠟落到防滲布后造成防滲布又臟又沉，很難再次利用。而污染的防滲布沒有有效處理手段，現(xiàn)被大量堆積待處理。

3 具體的做法

（1）為實(shí)現(xiàn)井下作業(yè)管、桿在線清蠟工藝，我們首先設(shè)計(jì)、制造出抽油桿在線清蠟井口控制器、油管在線清蠟井口控制器，從而保證為清洗液提供循環(huán)進(jìn)口。具體結(jié)構(gòu)如圖1。

（2）起抽油桿過程中清蠟，清蠟液井筒內(nèi)的循環(huán)通道為油管進(jìn)、套管出，必須在油管上為清蠟液循環(huán)提供一個(gè)進(jìn)入套管的出口。利用篩管實(shí)現(xiàn)抽油桿井筒內(nèi)在線清蠟小循環(huán)是一個(gè)簡便易行的方法，根據(jù)最佳循環(huán)距離，將篩管下入油管上，上部用油管連接，實(shí)現(xiàn)抽油桿在線清蠟的最佳循環(huán)控制。具體工藝如圖2。

（3）起油管過程中清蠟，清蠟液井筒內(nèi)的循環(huán)通道只能選擇在油套環(huán)形空間內(nèi)形成，需要研制油管井筒內(nèi)在線清蠟裝置，利用油管自封封住套管環(huán)形空間，使熱水經(jīng)油管外壁流至套管放空閥，實(shí)現(xiàn)油管在線清蠟液的最佳循環(huán)控制。具體工藝如圖3。

圖1

圖2

圖 3

4 特點(diǎn)與效果

管桿在線清蠟工藝與傳統(tǒng)地面清蠟相比需要在較短時(shí)間內(nèi)將油蠟清洗干凈，并有效回收，主要依托以下三個(gè)突破實(shí)現(xiàn)的。

突破1：高溫水代替高溫高壓蒸汽清洗效果好，通過理論計(jì)算，相同體積的水與水蒸汽的熱量相差56.4倍，采用70～90℃熱水更利于管桿清蠟。

以往地面清蠟都是采用高溫高壓蒸汽進(jìn)行刺洗。在油蠟較多情況下，刺洗時(shí)間很長而且不徹底。如果井口在線清蠟也采用蒸汽，將大大延長起管、桿時(shí)間。也將加大井控、環(huán)保等工作難度，這是作業(yè)施工人員無法接受的。于是我們科研小組需要尋找一種比高溫高壓蒸汽更好的介質(zhì)。經(jīng)過實(shí)踐與理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)采用70～90℃熱水的清蠟效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于高溫蒸汽，可以在較短時(shí)間內(nèi)將油蠟清洗干凈，為管桿井口處在線清蠟?zāi)軌驅(qū)嵤┐蛳铝嘶A(chǔ)。

突破2：短流程熱洗清洗比長流程效果好，“全井長流程”清蠟就是以前的洗井，費(fèi)用高、耗時(shí)長、工作量大；“小循環(huán)短流程”清洗效果好，油層污染小，工作效率高。

以全井長流程洗井進(jìn)行清蠟的方式效果很差，經(jīng)過理論計(jì)算及實(shí)際測量，70℃熱水經(jīng)過洗井后達(dá)到地面時(shí)只有40℃左右，而我廠結(jié)蠟的熔點(diǎn)是43℃左右，含聚井結(jié)蠟的熔點(diǎn)是52℃左右。所以要想清蠟需要大量的熱水進(jìn)行洗井。我們經(jīng)過試驗(yàn)，只有把水溫提到75℃，水量提到150m3，全井管桿才能達(dá)到要求。此方法我們使用了半年，浪費(fèi)了大量的清水及能源，加重了企業(yè)的負(fù)擔(dān)。而我們研發(fā)的短流程只有10m，水溫下降小，甚至管、桿溫度都能達(dá)到70℃以上，清蠟效果非常好。

突破三：清蠟不必化蠟，只要蠟塊在油管內(nèi)壁脫落即可。地面清蠟由外而內(nèi)逐層融化，完全融化用時(shí)長，清洗不徹底。在線清蠟油管內(nèi)壁融化，蠟塊整體脫離，融蠟少、用時(shí)短、清蠟徹底。

以前清蠟都是采用蒸汽刺洗的方式，需要逐層融蠟、排蠟。只有把所有結(jié)蠟全部融化后再用蒸汽帶走才能清洗干凈。結(jié)蠟越多、越厚，清蠟的時(shí)間就越長。而我們的油管清蠟工藝只需在油管內(nèi)壁融化一薄層，就能使蠟塊整體脫離，融蠟少、用時(shí)短、清蠟徹底。

截止到2017年8月，應(yīng)用井筒內(nèi)在線清蠟662口井，起出后桿管可以滿足直接下井條件。清蠟效果及清蠟數(shù)據(jù)如圖4。

圖4

通過662口井桿管在線清蠟試驗(yàn)可以得出下述結(jié)論。

（1）從清蠟效果上看，抽油桿在線清蠟效果明顯優(yōu)于鍋爐車清蠟，油管在線清蠟效果與鍋爐車清蠟基本相同。

（2）從工作效率看，采用在線清蠟可節(jié)省油污回收處理時(shí)間3h/井。

表1 按年清蠟1800井次計(jì)算兩種清蠟方式效益對比表

（3）從安全環(huán)?？矗划a(chǎn)生高壓，無油水落地，安全環(huán)保有保障。

5 效益分析

5.1 系統(tǒng)效益

以地面蒸氣清蠟和井筒在線清蠟做對比，地面蒸氣清蠟設(shè)備需要鍋爐車1臺(tái)，在線清蠟設(shè)備需要超導(dǎo)車1臺(tái)、水罐車1臺(tái)。從用人工上看，兩種方式用人數(shù)相同（超導(dǎo)車可由作業(yè)工人操作）。從防滲布鋪設(shè)面積上看，地面蒸氣清蠟需要鋪設(shè)近400m2的防滲布，且只能用1口井，而在線清蠟只需要鋪設(shè)200m2的防滲布，可以用2口井。從地面油污處理上看，地面蒸氣清蠟工作量較大，單井回收油污需要約2000元，費(fèi)用較高，井筒內(nèi)在線清蠟不需要地面油污處理。

5.2 直接經(jīng)濟(jì)效益

按5廠年施工油井1800井次計(jì)算，地面蒸氣清蠟需要費(fèi)用1305萬元，井筒內(nèi)在線清蠟?zāi)曩M(fèi)用約400.73萬元，年可節(jié)省費(fèi)用約904.27萬元，經(jīng)濟(jì)效益可觀。見表1。

5.3 社會(huì)效益

在線清蠟可以避免環(huán)境污染，油蠟直接落入井筒內(nèi)，減少原油損失，且不需要作業(yè)過程中頻繁熱洗，減少油層污染和排液時(shí)間，安全性也得到大幅度提高，具有很大的社會(huì)效益。