潘琳莉宋衛(wèi)東/ .勝利油田鉆井工程技術(shù)公司職工培訓(xùn)中心.勝利油田河口采油廠作業(yè)7隊(duì)

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關(guān)于油水井通井清潔生產(chǎn)技術(shù)的探討

潘琳莉1宋衛(wèi)東2/ 1.勝利油田鉆井工程技術(shù)公司職工培訓(xùn)中心2.勝利油田河口采油廠作業(yè)27隊(duì)

【摘 要】清潔生產(chǎn)是兼顧經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的最優(yōu)生產(chǎn)方式，是企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，解決資源與環(huán)境問(wèn)題最有效途徑。文章在對(duì)通井工序現(xiàn)狀調(diào)查的基礎(chǔ)上，分析了通井施工特點(diǎn)，研制、配套了專用工具及設(shè)備，完善了通井作業(yè)程序，消除了環(huán)境污染及潛在的井控安全隱患，實(shí)現(xiàn)了通井作業(yè)清潔生產(chǎn)。

【關(guān)鍵詞】油水井通井；現(xiàn)狀；思考；清潔生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用；效果

油水井通井作業(yè)是檢視油層套管完好程度，去除套管內(nèi)壁殘存雜物，確保大直徑工具順利下井的主要技術(shù)手段之一。目前，通井作業(yè)還存在管柱設(shè)計(jì)不合理、井液外溢無(wú)實(shí)時(shí)內(nèi)控手段，操作環(huán)境存在安全隱患及井場(chǎng)環(huán)境污染等諸多問(wèn)題，對(duì)油田安全發(fā)展、綠色低碳發(fā)展提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，有必要進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有工藝流程的技術(shù)改造，解決通井過(guò)程中的現(xiàn)實(shí)技術(shù)問(wèn)題，提升油田生態(tài)文明建設(shè)水平。

一、目前油、水井通井施工作業(yè)現(xiàn)狀

修井作業(yè)過(guò)程中，通井作為一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，在新井投產(chǎn)和措施施工中被廣泛應(yīng)用，年施工能力在萬(wàn)余井次以上。通井作業(yè)時(shí)，通常將通井規(guī)連接在管柱底端，隨管柱下井，用以對(duì)目標(biāo)套管通徑，且刮除套管內(nèi)壁中殘存的雜物。在通井管柱下井過(guò)程中，油、套管環(huán)形空間安裝防噴器與自封進(jìn)行靜態(tài)和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制。由于通井作業(yè)采用的通井規(guī)則為直通式，內(nèi)徑暢通，不具備控制功能，當(dāng)井筒內(nèi)充滿泥漿或其他井液時(shí)，隨著通井管柱下入井內(nèi)，井內(nèi)大量液體受壓后從油管向外溢出。據(jù)統(tǒng)計(jì)，幾乎每口新投井施工，都存在不同程度的泥漿污染，這些在通井過(guò)程中溢出的泥漿，或堆積在井口附近，或圍在井場(chǎng)圍堰內(nèi)，如不及時(shí)治理，在雨季會(huì)隨雨水?dāng)U散，造成井場(chǎng)更大程度的地面環(huán)境污染，嚴(yán)重違反油田清潔生產(chǎn)的根本要求。

而當(dāng)具有一定自溢能力油、水進(jìn)行措施施工前通井作業(yè)時(shí)，井液外溢現(xiàn)象更為嚴(yán)重，這些溢出地面的液體，使井口變得濕滑，惡劣的操作環(huán)境，使井口操作難度增加，降低作業(yè)時(shí)效，極易誘發(fā)安全事故。通井作業(yè)過(guò)程中，由于無(wú)內(nèi)控裝置，當(dāng)遇有井噴預(yù)兆時(shí)，只能通過(guò)搶裝旋塞閥這種事后應(yīng)急手段解決，這也大大增大了作業(yè)井控風(fēng)險(xiǎn)。

二、在通井中實(shí)施清潔生產(chǎn)是企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的基礎(chǔ)保障

當(dāng)前，隨著國(guó)家新的《安全生產(chǎn)法》、《環(huán)境保護(hù)法》全面實(shí)施，環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和污染治理要求越來(lái)越高，環(huán)境監(jiān)測(cè)體系越來(lái)越完善，結(jié)構(gòu)調(diào)整范圍更廣，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管控更嚴(yán)，對(duì)油田安全發(fā)展、綠色低碳發(fā)展提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。為此，油田提出要堅(jiān)持綠色低碳發(fā)展戰(zhàn)略，加快實(shí)施“碧水藍(lán)天”工程，防治并舉，提升油田生態(tài)文明建設(shè)水平。

在通井作業(yè)中實(shí)施清潔生產(chǎn)技術(shù)，符合油田發(fā)展戰(zhàn)略，是大勢(shì)所趨。當(dāng)前，油田處在轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，在推進(jìn)綠色低碳發(fā)展中，把降低能耗物耗、污物排放和二氧化碳等作為轉(zhuǎn)型升級(jí)的切入點(diǎn)和重點(diǎn)工作，強(qiáng)化了油泥沙、作業(yè)廢液等重點(diǎn)治理。因此，修井作業(yè)清潔生產(chǎn)工作越早動(dòng)手，就越變得主動(dòng)。

在通井作業(yè)中實(shí)施清潔生產(chǎn)技術(shù)，投入少，效益大。通井管柱的動(dòng)態(tài)控制難度不大，只要在現(xiàn)有裝備的基礎(chǔ)上，對(duì)下井工具和作業(yè)流程有針對(duì)性的改造，就能實(shí)現(xiàn)通井全過(guò)程密閉施工，從而消除井液外溢現(xiàn)象，消滅污染來(lái)源，既減少污染物治理帶來(lái)的人力物力損耗，又有更多精力實(shí)施有效益的經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)成本，提高了效益，一舉兩得。

在通井作業(yè)中實(shí)施清潔生產(chǎn)技術(shù)，有利于實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全化。眾所周知，現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化操作是消除安全隱患的重要手段，在通井作業(yè)中，井液外溢會(huì)導(dǎo)致的井口操作條件極度變差，給井口操作帶來(lái)難度，降低了作業(yè)時(shí)效和施工質(zhì)量，極易誘發(fā)安全事故。一個(gè)潔凈舒適的工作條件，符合油田“以人為本”的安全理念，更利于操作者身心健康，提升勞動(dòng)效率。

因此，通井清潔生產(chǎn)技術(shù)可以減少污染物產(chǎn)生，降低污染治理費(fèi)用和工作量，實(shí)現(xiàn)從末端治理向全過(guò)程預(yù)防的為主的根本性轉(zhuǎn)變，對(duì)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

三、通井施工清潔生產(chǎn)技術(shù)的主要實(shí)施內(nèi)容

通井作業(yè)的全密閉施工涉及因素較多，當(dāng)管柱下入井內(nèi)后，井內(nèi)液體隨油管內(nèi)和油、套管環(huán)形空間兩條通道竄出，同時(shí)，由于井內(nèi)液體不可壓縮，因此須保留一條通道供井液受控流出，而流出后的井液能暫存、易回收，能得到重復(fù)利用或無(wú)害化處理。因此，清潔生產(chǎn)技術(shù)主要分油、套管環(huán)形空間動(dòng)態(tài)壓力控制技術(shù)研究、管柱內(nèi)壓差平衡及壓力控制技術(shù)研究、修井廢液儲(chǔ)存、回收再利用及無(wú)害化處理三方面。

（一）油、套管環(huán)形空間動(dòng)態(tài)壓力控制技術(shù)

通井作業(yè)施工油、套管環(huán)形空間的控制可分為空井及停工時(shí)靜態(tài)控制和下管柱過(guò)程中的動(dòng)態(tài)控制。研制的2SFZ18-35手動(dòng)雙閘板防噴器能完成井內(nèi)有管柱和無(wú)管柱時(shí)的關(guān)井，而自封封井裝置在下管柱時(shí)動(dòng)態(tài)承壓不低于12Mpa，滿足了下管柱過(guò)程中的油、套管密封。

1. 2FZ18-35雙閘板防噴器對(duì)管柱環(huán)空的靜態(tài)控制。

2SFZ18-35雙閘板防噴器（圖1）自上至下由上法蘭、本體、下法蘭、側(cè)門及密封組件、絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)組件、閘板及密封膠塊等件構(gòu)成。殼體主體尺寸主要受閘板腔結(jié)構(gòu)等參數(shù)和保證殼體承受足夠的應(yīng)力載荷等限制綜合考慮，并進(jìn)行了最大程度優(yōu)化。在中間本體部分，安裝兩層閘板總成，上層為半封閘板總成；下層為全封閘板總成。作業(yè)施工中無(wú)論井內(nèi)是否有油管，一旦出現(xiàn)溢流等井噴預(yù)兆或井噴發(fā)生，實(shí)現(xiàn)安全封井。配套的油管旋塞閥可用于管柱內(nèi)控。

圖1　雙閘板防噴器

2.自封封井裝置對(duì)管柱環(huán)空的動(dòng)態(tài)控制。

研制了與雙閘板防噴配套的自封封井器，用于油管起下過(guò)程中動(dòng)態(tài)壓力控制。自封承壓能力為14Mpa。安裝后井口高度僅增加50mm，即能防小件工具落井，又能在通井管柱下入過(guò)程中實(shí)現(xiàn)油套環(huán)空的動(dòng)態(tài)密封。

3.井控管匯對(duì)返出廢液的控制。

當(dāng)井液返出時(shí)通過(guò)井控管匯控制井內(nèi)流體的流動(dòng)，使井液順利進(jìn)入儲(chǔ)液罐。同時(shí)，節(jié)流閥可提高井壓，確保自封封井器密封良好。

（二）管柱內(nèi)控及壓差平衡研究

1.通井工具的控制功能再造。

為實(shí)現(xiàn)管柱下井過(guò)程中的實(shí)時(shí)內(nèi)控，研發(fā)了可堵塞通井規(guī)。

可堵塞式由上接頭、通井規(guī)本體、堵塞器、洗井循環(huán)孔、承接筐、單刮刀等部件組成（圖2）。

作用原理：上接頭與本體絲扣連接，堵塞器裝于本體內(nèi)與上接頭絲扣連接，在堵塞器的下方連接設(shè)有液流窗口的承接筐，堵塞器內(nèi)裝有單向塞。本體用于通、刮套管內(nèi)通徑，單向塞可用于驗(yàn)證井下管柱的密封性能，節(jié)省施工工序，同時(shí)防止下井過(guò)程中井液返出井口；打通堵塞器后，承接筐可用于承接被打落的單向塞，建立正、反循環(huán)洗井通道。當(dāng)井內(nèi)只泥漿等雜物沉淀時(shí)，可用工具底部的單刮刀輕輕拔動(dòng)，破碎沉淀物后沖洗出井外。該工具更換堵塞器剪切銷釘后，即可重復(fù)使用。

圖2　可堵塞通井規(guī)

2.井內(nèi)管柱內(nèi)、外壓差的平衡。

由于通井規(guī)堵塞后，油管內(nèi)無(wú)液體進(jìn)入，這樣，隨著油、套管間壓差增加，會(huì)對(duì)堵塞器和油管密封造成不利影響，因此，要求每下入300米管柱即向油管內(nèi)灌注清水一次，同時(shí)，通井規(guī)內(nèi)置的堵塞器設(shè)計(jì)為單向塞，以防下鉆過(guò)程中，液體沖擊至剪釘剪斷，導(dǎo)致管柱被打通堵塞失效情況發(fā)生。

（三）廢液的儲(chǔ)存、回收處理

為滿足井內(nèi)內(nèi)返出液的循環(huán)、計(jì)量、儲(chǔ)存、回收無(wú)害處理，設(shè)計(jì)配備了一池一罐。一是多功能雙層循環(huán)池，可方便進(jìn)行循環(huán)洗井時(shí)井內(nèi)壓力控制，兼具清砂、灌注等功能。二是多功能儲(chǔ)液罐池，其容量為40立方米，且具有自收，自儲(chǔ)功能，便于修井廢液的儲(chǔ)存、回收再利用及無(wú)害化處理。

四、通井作業(yè)全過(guò)程動(dòng)態(tài)密閉作業(yè)的實(shí)現(xiàn)方式

結(jié)合（圖3），通井作業(yè)全過(guò)程動(dòng)態(tài)密閉作業(yè)的實(shí)現(xiàn)方式為：將可堵塞通井規(guī)接在管柱底部，隨管柱下入井內(nèi)，井口安裝雙閘板防噴器、自封及井控管匯。下管柱過(guò)程中，可堵塞通井規(guī)內(nèi)的堵塞器封堵住油管通道，阻止液體上行，自封則動(dòng)態(tài)控制油、套管環(huán)形空間。井內(nèi)液體受壓后由井控管匯控制進(jìn)入回收罐。當(dāng)管柱下至人工井底或設(shè)計(jì)深度后，從油管內(nèi)加液壓12MPa，以驗(yàn)證管柱密封性，合格后繼續(xù)升壓至14MPa剪斷銷釘，將堵塞器內(nèi)的單向塞打落至承接筐內(nèi)，打開(kāi)循環(huán)洗井通道，即可進(jìn)行正、反替泥漿及沖洗作業(yè)。當(dāng)井內(nèi)只泥漿沉淀時(shí)，可用工具底部的單刮刀輕輕拔動(dòng)，破碎沉淀物后沖洗出井外。

圖3　通井作業(yè)清潔生產(chǎn)流程圖

五、油水井通井作業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用效果

2012年5月，該技術(shù)在D35-8-X5井、E5-10-斜26井、D81-側(cè)更38井、E5-9-斜11井、E441-斜10井等15口新井投產(chǎn)及措施施工井進(jìn)行試驗(yàn)應(yīng)用，整個(gè)通井過(guò)程始終處于可控狀態(tài)下進(jìn)行，未發(fā)生井液外溢現(xiàn)象，試驗(yàn)獲得成功。隨后，該工藝技術(shù)在勝利油田渤南油區(qū)等新井、有自溢能力的措施井等應(yīng)用615井次，成功率100％，達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)效果，據(jù)石油工程定額測(cè)算，已累計(jì)創(chuàng)效達(dá)611.925萬(wàn)元， 2014年被推薦為勝利油田職工創(chuàng)新成果推廣項(xiàng)目，在全油田推廣應(yīng)用，取得良好應(yīng)用效果。

六、結(jié)論

油、水井通井清潔生產(chǎn)技術(shù)的實(shí)施，滿足了油田綠色低碳發(fā)展和安全發(fā)展的要求，實(shí)現(xiàn)了油田從末端治理向全過(guò)程預(yù)防為主的根本性轉(zhuǎn)變。全過(guò)程封閉施工條件，源頭控制污染物產(chǎn)生，從根本上解決了環(huán)境污染與生態(tài)破壞問(wèn)題，最大限度減少原材料和能源的消耗。全過(guò)程有效控制，消除了井控安全。通井工藝內(nèi)容的完善，大大改善了施工條件，提高了作業(yè)時(shí)效，也為油田推行現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化操作提供了基礎(chǔ)支撐。

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