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孤東油田地處自然保護(hù)區(qū)，環(huán)境保護(hù)責(zé)任重大，環(huán)保壓力突出。井下作業(yè)中，油污、污水與泥砂的產(chǎn)生易引發(fā)土壤、水體污染，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)、減少油水污染是保障作業(yè)高效開展的核心前提。以往常規(guī)修井技術(shù)設(shè)備功能單一、污染防控能力弱，難以滿足環(huán)保與生產(chǎn)需求。自2023年起，勝利油田井下作業(yè)管理中心孤東作業(yè)區(qū)項(xiàng)目部整合研發(fā)沖砂液凈化池、自泄液球座、車載式回收裝置及新型環(huán)保圍堰四項(xiàng)技術(shù)，經(jīng)試點(diǎn)優(yōu)化與全面推廣，形成成熟技術(shù)體系，有效解決污染難題，提升作業(yè)清潔水平，創(chuàng)造顯著經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。
 
常規(guī)修井措施的缺陷?
 
常規(guī)修井技術(shù)在孤東油田的應(yīng)用中，與自然保護(hù)區(qū)嚴(yán)苛的環(huán)保要求存在明顯沖突，且在作業(yè)效率上存在多重缺陷。液體存放與泥砂處理環(huán)節(jié)，常規(guī)使用的鐵池子容積小（普遍不足5m³）、功能單一，僅能臨時(shí)存放液體，無泥砂分離設(shè)計(jì)。當(dāng)壓洗井無法進(jìn)干時(shí)，洗出液體常因鐵池子容納空間不足而外溢，污染井場(chǎng)地面；沖砂作業(yè)產(chǎn)生的泥砂與液體混合后，難以在鐵池內(nèi)實(shí)現(xiàn)有效沉積、分離，導(dǎo)致液體渾濁度高，既影響后續(xù)施工質(zhì)量（如堵塞井口設(shè)備），又增加油污、污水泄漏風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)井場(chǎng)周邊土壤與水體造成潛在生態(tài)威脅。?
起鉆作業(yè)是污染高發(fā)環(huán)節(jié)，常規(guī)技術(shù)缺乏可靠的防噴溢設(shè)備，管柱內(nèi)殘留液體易在起鉆過程中噴溢至井場(chǎng)，形成直徑1-2米的局部污染區(qū)域。且針對(duì)此類突發(fā)少量污染，缺乏快速治理手段，污染范圍隨作業(yè)進(jìn)程與風(fēng)力擴(kuò)散，不僅增加后期清理的人力（每處污染需2人清理2小時(shí)）、物力成本，還可能因污染超標(biāo)面臨環(huán)保部門的整改處罰。施工完畢后的井場(chǎng)恢復(fù)階段，常規(guī)采用人工取土搭建土圍子的方式，該方式需投入大量人力搬運(yùn)土壤（2-3人/井），搭建效率低（單井耗時(shí)4小時(shí)）；同時(shí)，土圍子防滲性能差，殘留油污、污水易滲透至土壤深層（滲透深度可達(dá)30cm），且拆除時(shí)會(huì)對(duì)地表植被造成二次破壞，與自然保護(hù)區(qū)生態(tài)保護(hù)要求嚴(yán)重相悖。?
從整體作業(yè)流程來看，常規(guī)修井技術(shù)的缺陷導(dǎo)致作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)清潔度長(zhǎng)期處于較低水平，環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)居高不下，年均發(fā)生輕微污染事件3-5起；設(shè)備功能不足還造成施工頻繁中斷，如鐵池子液體外溢需暫停作業(yè)清理、土圍子搭建延誤開工時(shí)間，平均每口井作業(yè)周期延長(zhǎng)1.2天，嚴(yán)重制約孤東油田高效開發(fā)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
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創(chuàng)新清潔修井技術(shù)裝備體系?
    
沖砂液凈化池（圖1）針對(duì)常規(guī)鐵池子容積不足、無分離功能的痛點(diǎn)，采用“清潔池+沉淀池”雙池組合結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)液體存放與泥砂分離一體化。設(shè)計(jì)初期以“滿足13m³清潔池、10m³沉淀池基礎(chǔ)需求”為目標(biāo)，最終優(yōu)化后的參數(shù)如下：清潔池長(zhǎng)度6000mm、寬度2000mm、高度1150mm，有效容積13.8m³，較常規(guī)鐵池子容積提升3倍以上，可集中存放罐車?yán)偷囊后w，為大排量連續(xù)沖砂作業(yè)提供充足液體儲(chǔ)備；沉淀池長(zhǎng)度5000mm、寬度2000mm、高度1150mm，容積11.5m³，內(nèi)部創(chuàng)新性劃分沉砂區(qū)與多級(jí)過濾區(qū)域，其中沉砂區(qū)尺寸為2000mm×1000mm×1600mm，容積3.2m³，專門用于沉積井內(nèi)返出的砂子和灰漿，防止泥砂進(jìn)入清潔池污染液體。?
 
 
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圖1沖砂液凈化池
其作業(yè)原理圍繞“分離-循環(huán)”展開：沖砂作業(yè)產(chǎn)生的含砂液體通過導(dǎo)流管首先進(jìn)入沉淀池，在重力作用下，粒徑大于0.1mm的泥砂在沉砂區(qū)快速沉降，每24小時(shí)由人工配合小型鏟車清理1次；含少量細(xì)砂與油污的液體則進(jìn)入多級(jí)過濾區(qū)域，通過3層不同孔徑的濾網(wǎng)（依次為0.5mm、0.2mm、0.1mm）去除細(xì)砂顆粒，再經(jīng)隔油板分離浮油，完成油水分離；凈化后的清潔液體經(jīng)沉淀池底部出口流入清潔池，可直接泵入井內(nèi)循環(huán)使用，液體循環(huán)利用率提升至85%以上，徹底解決常規(guī)鐵池子液體外溢、泥砂分離難的問題。?
自泄液球座（圖2為配套工具，圖3為主體）是起鉆防噴溢核心設(shè)備，由工作筒、滑套裝置、密封圈、彈簧和泄液孔構(gòu)成，適配孤東油田27/8TBG扣型管柱。關(guān)鍵參數(shù)經(jīng)多輪測(cè)試確定：最小內(nèi)徑Φ35mm保障液流順暢，最大外徑108mm可下入Φ139.7mm套管，長(zhǎng)490mm便于安裝維護(hù)；適配Φ38mm/Φ40mm鋼球，分別滿足≤15MPa、≤30MPa壓力需求；工作排量＞230L/min，適配大排量施工；通道關(guān)閉壓力0.6MPa，確保試壓密封可靠。?
 
圖2 自泄液球座及配套工具
裝置通過水力壓差智能切換功能：試壓時(shí)，壓力達(dá)0.6MPa克服500N初始彈力，推動(dòng)滑套關(guān)閉泄液孔，管柱形成密閉空間，試壓成功率從85%升至98%以上；試壓后放壓至常壓，彈簧推動(dòng)滑套復(fù)位，泄液孔開啟，殘留液體以50-80L/min流速排入回收裝置，避免噴溢；若壓力不穩(wěn)（下降速率＞0.5MPa/h），重新投球，通過10秒/次的壓力曲線精準(zhǔn)定位漏失點(diǎn)，效率較常規(guī)“分段試壓法”提升5倍，減少壓井液浪費(fèi)與污染。
 
 
 
 
 
 
圖3 自泄液球座
污油污水回收裝置（圖4為車載式）含車載與便攜兩類，形成“大規(guī)模回收+分散清理”體系，覆蓋全場(chǎng)景污染治理。車載式由拖拉機(jī)拖動(dòng)，以30-60馬力拖拉機(jī)為液壓源，連1.2-2.4MPa液壓泵與馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)多相泵輸送含砂≤5%的固液氣混合物。全液壓設(shè)計(jì)無需電源，適配油田“禁電”要求；HS22型帶5m³儲(chǔ)備罐，可單車作業(yè)，零部件集成于軸距2800mm、輪距1600mm的拖車，30分鐘內(nèi)完成安裝調(diào)試。?
 
 
圖4 車載式回收裝置
車載式分三型號(hào)：HS22型（18m³/h，2.4MPa，30-50馬力，可選3-5m³油罐）、HS44型（34m³/h，1.8MPa，40-60馬力）、HS66型（50m³/h，1.2MPa，50-60馬力），按需選擇。便攜式以1.5-2.4MPa液壓為動(dòng)力，可借通井機(jī)液壓源，重≤50kg（含5米管線），單人可搬，最大排量7.5m³/h，用BM1-250擺線式馬達(dá)，低速穩(wěn)定（50r/min）、超載能力強(qiáng)、體積小（320mm×180mm×210mm）、扭矩大（250N?m），能深入井口1.5m內(nèi)回收，治理少量噴溢污染（單次≤2m³）。?  
新型環(huán)保圍堰（圖5）針對(duì)常規(guī)土圍子問題，用不飽和聚酯樹脂+無堿玻璃纖維（厚8mm）玻璃鋼預(yù)制，模塊化設(shè)計(jì)，含1000mm×500mm圍擋面板、ABS卡扣、1.5mm厚HDPE防滲膜。玻璃鋼抗壓120MPa、抗彎80MPa、重8kg/塊、耐腐（壽命≥5年），單人1小時(shí)/井完成搭建，效率較土圍子提升8倍；防滲膜滲透系數(shù)＜1×10?¹?cm/s，有效防油污滲透。?
 

圖5  新型環(huán)保圍堰
圍堰兼具防污染與輔助作業(yè)功能：可作油管橋、抽油桿橋，面板預(yù)留Φ80mm卡槽（間距300mm），快速放管，縮短開工30分鐘/井；施工后可整體回收，重復(fù)用50次以上，減少每井20m³土壤消耗，避免植被破壞，適配生態(tài)保護(hù)要求。    
 
新技術(shù)裝備體系的應(yīng)用與成效?
 
 
2023年1月起，項(xiàng)目部按“設(shè)計(jì)-試點(diǎn)-優(yōu)化-推廣”四階段推進(jìn)。1-3月設(shè)計(jì)研發(fā)期，聯(lián)合中國(guó)石油大學(xué)（華東）完成四項(xiàng)技術(shù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)與樣機(jī)加工，解決過濾精度、密封性能等關(guān)鍵問題；4-6月試點(diǎn)期，選孤東102區(qū)塊20口井（10口用新技術(shù)、10口常規(guī)對(duì)照），針對(duì)濾網(wǎng)堵塞將材質(zhì)改不銹鋼（壽命延3倍），彈簧疲勞換60Si2Mn鋼（壽命超100次），拖車移動(dòng)不便增400mm減震輪適配松軟路況。?
7-12月局部推廣期，技術(shù)配3個(gè)作業(yè)隊(duì)，覆蓋30%井次（約300井次），建“技術(shù)人員+作業(yè)班長(zhǎng)”指導(dǎo)機(jī)制，月2次培訓(xùn)，累計(jì)培訓(xùn)200余人，編《操作手冊(cè)》明確流程；2024年全面推廣，覆蓋6個(gè)作業(yè)隊(duì)，截至年底用1000井次（沖砂450、鉆塞300、修井250井次），形成“應(yīng)用-反饋-優(yōu)化”閉環(huán)，如高含砂井（＞8%）擴(kuò)沉砂區(qū)至4m³，海上作業(yè)對(duì)車載裝置做80μm環(huán)氧富鋅防腐。?
 
環(huán)保效益：新技術(shù)應(yīng)用后，油污污水落地率從15%降至0.5%以下，2024年環(huán)保零超標(biāo)（地方月檢土壤水體均達(dá)標(biāo)）；泥砂100%回收（8000余立方米），干燥篩分后鋪路替代外購(gòu)砂石，資源化利用；土壤油污滲透率從5%降至0.1%，周邊植被覆蓋率升5%（多為堿蓬、蘆葦），獲評(píng)“山東省自然保護(hù)區(qū)綠色開發(fā)示范項(xiàng)目”。同時(shí)，員工環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)，“環(huán)保責(zé)任區(qū)”劃分（3人/井監(jiān)督），形成“人人講環(huán)保”氛圍。?
經(jīng)濟(jì)效益：2024年創(chuàng)效103.5萬元。沖砂液凈化池每井省罐車費(fèi)585元（含燃油、工資），1000井次省58.5萬元；自泄液球座省壓井液5.28萬元（800元/m³，省66m³）、污染治理5萬元，共10.2萬元；回收裝置每井次省323元（30元治理+293元轉(zhuǎn)運(yùn)），1000井次省32.3萬元；圍堰每井次省25元，省2.5萬元。此外，技術(shù)縮短作業(yè)周期，多完成30口井，增原油5500噸（5噸/井/日，2500元/噸），創(chuàng)額外效益137.5萬元。?
應(yīng)用前景：技術(shù)適用性廣，2024年6月成功應(yīng)用于渤海灣埕島油田CB25-1海油陸岸井，海上環(huán)境下設(shè)備故障率≤2%（陸地1.5%）。模塊化設(shè)計(jì)可按需調(diào)整，如西部高含砂油田（＞15%）擴(kuò)沉砂區(qū)至5m³，南方多雨油田（年降雨＞1200mm）給圍堰加Φ100mm止水閥排水孔。目前新疆、遼河、大港油田考察，計(jì)劃2025年引進(jìn)，預(yù)計(jì)年應(yīng)用5000井次以上。?
孤東油田清潔修井技術(shù)通過四項(xiàng)設(shè)備協(xié)同，系統(tǒng)性解決常規(guī)技術(shù)污染防控不足、效率低的問題，構(gòu)建“預(yù)防-治理-回收-利用”全流程清潔體系。技術(shù)既滿足環(huán)保要求，又創(chuàng)顯著效益，2024年環(huán)保零超標(biāo)、創(chuàng)效300萬元，為環(huán)保約束下油田高效開發(fā)提供可行路徑。其成功證明，技術(shù)創(chuàng)新與整合推廣可實(shí)現(xiàn)能源與生態(tài)協(xié)同發(fā)展，未來可進(jìn)一步優(yōu)化參數(shù)、拓展場(chǎng)景，助力石油行業(yè)清潔生產(chǎn)升級(jí)。