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清洁生产措施在石油井下作业中的运用

刘明玺

大庆油田有限责任公司试油试采分公司作业三大队

摘要: 当前,环保问题已经逐步引起社会各界的重视,这主要是由于部分区域的环境污染现象较为严重,已经危及到了人们的健康生产与生活。因此,我国提出低碳环保的发展战略,指导各个生产企业奉行环保原则开展生产作业。石油开采过程中,作业条件较为特殊,且其中的原油和生产废水等均是重要的污染源,要想从源头上控制污染问题,则需在生产过程中优先选用清洁生产技术。下文在对石油井下作业的污染源和作业过程中的污染问题加以明确后,探究清洁生产措施的有效运用方法,旨在从源头上控制污染问题,保障石油开采事业的健康可持续发展。
关键词: 清洁生产;石油;井下作业
DOI:10.12721/ccn.2023.157273
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原油生产的过程中,原油滴落、酸化废水、压裂废水以及混合废水的产生不仅会引发环境污染问题,还会对原油生产质量产生一定程度的影响,且对石油生产效益带来一定威胁。为能改变此种石油生产现状,则要确定好污染问题的源头,并且采取有效的生产工艺降低污染影响,通过对生产工艺和生产技术的更新提高石油生产过程的环保水平,一方面降低对环境的威胁,一方面营造良好的石油井下作业环境,可改善混合废水和杂物残留等现象对原油品质的影响。

1.石油井下作业的污染源

1)含油废水。在洗井和冲砂作业的阶段,产生的废水中含有淤泥和石油成分,未经处理的情况下直接排放于自然界中必定会造成地下水污染或者河流水系污染等问题;2)原油落地。此类问题的成因与机械问题和人为操作因素相关,其中进行抽杆或者提燃料管的作业中会使部分原油滴落在地表对周边地层带来污染影响。此外,试压作业的阶段,因机器高速运转很可能使放喷盒被损坏,导致石油落地问题;3)其他污染。除上述污染源以外,在原油生产过程中所产生的残酸废液以及压裂液等均是引发污染问题的主要因素,此种废液直接由井口排放的情况下会对周边环境带来较大损害,不仅污染水资源,还可能危及人类和动植物等的健康。

2.石油井下作业过程的污染问题

2.1提管、提杆作业的污染

提管以及提杆作业均属于抽拉动作的范畴,在井下生产过程中十分常见。但在抽拉过程中可以发现,此动作会使设备压力增大,出现油气上窜的问题,在压力作用下抽拉设备中的原油飞溅而出,落在地面或者水面均会对环境带来不同程度的影响。此外,对提管以及提杆等构件进行清洗时所产生的废水对环境的影响也不可忽视,如在井下作业中存在操作不当现象,还可能导致管杆开裂,影响装置的正常运行和正常动作导致大量原油泄漏,不仅产生了资源浪费问题,也严重威胁周边环境健康。

2.2压裂、酸化作业的污染

压裂和酸化作业是石油生产中的关键作业环节,对石油生产质量起着决定性的作用。在酸化作业过程中和压裂作业过程中均会产生部分废液,且设备内部还会残留部分混合废液,在处理不当的情况下,混合废液直接被排放至自然界中会对周边环境和水体带来污染影响。此外,一些在井筒中残留的废液则会污染井下作业环境。

2.3试油作业的污染

油井使用一段时间后,对油井生产稳定性进行测试被称为“试油”。在试油作业过程,需要在井口安装一个防喷盒,避免原油出现喷溅现象。但是胶皮是防喷盒的重要组成部件,胶皮长时间使用容易被磨损或者是出现老化现象,进而使防喷盒出现间隙,降低防喷盒的防喷性能,使原油落到地面或者是落到水上,对土壤、水体带来污染。

3.清洁生产措施的运用

3.1设计科学的清洁生产方案

因井下作业过程中的多个工序均会产生废液,在废液处理不当的情况下会对周边环境产生严重影响。为此,急需在井下作业前期综合考虑环保生产要求,做好清洁生产设计工作。具体方法为,在原油开发之前,先组织专业的地质勘察人员、设备施工人员以及施工设计人员到原油开采的现场做好前期调查和设计工作,在全面了解现场作业条件和环境的基础上制定科学可行的清洁生产方案,正确指导后续开采作业。其中,积极应用先进的环保生产设备,有效降低了对环境的危害,同时也对废水处理方案进行了确定,使得生产废水得到合理处理,从源头上控制污染源。

3.2优先选用无污染的清洁作业手段

3.2.1压井进干线作业措施

此种作业措施可被分为一次压井进干线和重复压井进干线两种,主要是通过倒流程以及连线管线的方式将压井液直接排入后续的生产流程中,可有效避免原油滴落问题。实际作业中需要根据作业环境和井下作业条件选择一次或者重复压井进干线措施。该种作业措施的优势在于不会发生原油滴落问题,降低了井下作业对地层和地下水环境的污染影响。

3.2.2在油井管柱上安装泄油器

利用泄油器的排泄功能,把油管管柱内所存在的液体全部排泄在套管内,以达到对泄单条道溢出现象的合理管控,对井场施工环境实现了全方位保障。一般情况下,目前市面上所产生的泄油器大致有两个型式,一个是机械式泄油器,另一个是憋压式泄油器,而常见的泄油器类型一般有挤压式泄油器、撞滑式泄油器、销钉泄油器、承托式泄油器等。

3.2.3利用自封器控制提杆、提管污染

在提杆和提管作业中因管外留有环形缝隙,会在压力作业下产生上行性油水,且由环形缝隙流出,引发污染问题。针对此类问题,可以在抽油杆以及燃油管的特定位置分别安装自封器,目的是对环形缝隙进行封堵处理,使得作业过程中产生的上行性油水被有效阻隔,使其保留在竖井中,同时能够保障下杆的清洁程度。在燃油管中安装的自封器有两种类型可供选择,一种是普通自封器,一种为可补偿型自封装置,相对来说,适用性更加突出,阻隔油水的效果也更好。

3.2.4其他清洁作业手段

把冲砂循环管布置在井上,利用单流阀对油井的冲砂现象实施管理,并利用循环管对冲砂液进行循环管理,以有效地减少冲砂液的外排量;采取统一的酸化作业,利用密闭作业法进行油井酸化作业,防止酸液对周围环境和作业人员健康产生影响。

结语:我国的经济正在迅速发展,石油行业作为经济发展中的重要行业,加强油气田井下作业污染物的控制以及防范是首要任务。通过对井下作业的了解,制定全新的清洁方案,并提升整个石油行业的管理目标。另外,加强开发以及创新全新的井下作业工艺技术,从而进一步促进对井下作业污染物的控制措施,才能确保整个石油行业的可持续性发展。

参考文献:

[1]尹华程.油田井下作业清洁生产技术应用[J].化学工程与装备,2019(06):297-298.

[2]李迪洋.石油井下作业清洁生产措施[J].石化技术,2018,25(11):295.