油田修井作业中杆管清洁技术分析

摘要：修井作业是油田开发中保持油水井正常生产、实施各种增产增注措施的重要工作。伴随修井作业的环境污染防控，具有点多面广、流动性强、易发频发、监管难度大的特点，是油田企业推行清洁生产的重要一环。常规修井起下杆管时潜在的污染有井口溢流；起原井杆管时油气水上窜喷出；杆管提升带出的污油污水随风飘洒，管内残液落地；井场清蜡时蒸汽携带油雾横飞，油水渗漏造成污染等。对此，各油田本着简单、实用、安全、低成本的原则，研发了一系列杆管清洁生产技术。

关键词：油田；修井；作业；杆管清洁；技术分析

1杆管外壁清洁技术

（1）井口机械刮油。用于起杆起管时撸、刮掉杆管外壁上的油和蜡。其中，抽油杆刮油器按结构不同，可分为弹性胶板刮油、弹性胶芯刮油和绳带刮油等多种型式。使用前将刮油器与井口或井内油管连接，起杆时杆壁上的软蜡、污油刮下后，经集油盒底部的排出口回流到井内或引流到井场收油池（槽）。油管本体与接箍外径差异不大，管柱外壁相对光滑，因此油管刮油器通常由弹性刮油胶芯、压盖和调整螺栓等组成，安装在闸板防喷器上面，起管时把油管外壁的污油刮到套管内或引流到收油池（槽）。井口机械式杆、管刮油器的优点是结构简单、体积小、搬运及安装快捷，但存在以下问题：①不适用于带扶正器的杆和定向井，起杆时扶正器、刮蜡器很容易撞坏刮油、密封部件；②对于稠油井及结蜡严重的井，刮下的油蜡凝固堆积在集油盒里，需人工清除，增加了工作量；③刮油不彻底，起出的杆管有时残留死油、硬蜡，达不到下井要求；④缺乏加热降黏功能，不适用于冬季作业；⑤井口密封性差，存在跑油漏气现象。因此该工艺仅用于结蜡不严重的稀油井。

（2）井口热流密闭刺洗。为克服机械刮油器的应用局限性，提高杆管外壁清除油蜡的能力，研发出井口在线蒸汽（或热水）清洗器。基本结构是刺洗腔下部设有若干喷嘴，对杆管外壁油蜡进行高压蒸汽刺洗；上部有自封胶筒，阻止蒸汽上窜，并兼有一定的防喷功能；外部集油盒收集清洗废液，通过负压泵、管线抽到回收罐。刺洗所需蒸汽来自锅炉车或可调式快速加热锅炉，通过高压软管向喷嘴供汽。有的作业队用超导热洗车产生的高温高压热水作为清洗液，但由于用水量大，不能长时间提供热水。现场应用发现：①井口蒸汽清洗器结构简单，安装快捷，刺洗效果较机械刮油好，可在普通稠油井和多数结蜡井作业时在线清除杆管外壁油蜡，还可在冬季施工；②负压抽汲收液可有效避免蒸汽外窜，减少油管溢流发生；③收集的废液温度达4５℃以上，流动性好，便于回注；④设备坚固耐用，维护简便。但由于喷嘴对快速起出杆管外壁的刺洗时间很短，部分死油、硬蜡来不及充分受热融化和刺洗，故该工艺对结蜡少的井效果好，否则只能慢起、多次刺洗，导致施工效率下降，有时起出的杆管还需在井场补洗才能达到下井标准。

（3）井内热流密闭刺洗。为破解结蜡严重井的杆管在线清洗难题，提高清洗效率，对井口蒸汽清洗工艺作了改进，形成井内杆管高温热水（或蒸汽）清洗工艺。①抽油杆密闭清洗。首先，在第2-3根油管下面安装１根花管，用于连通油套。花管下部带有皮碗，用来封隔油套环空，防止清洗液落井，减少热损，提高清洗效果。其次，安装抽油杆防喷器和清洗器，接好清洗供热及废液回收管线，做起杆准备。清洗原理是向抽油杆清洗器注入90-110℃热水，经喷嘴刺洗杆壁后，高温热水沿杆壁向下流动，清洗废液经花管流入油套环空，由负压泵从套管阀门处抽出、回收，形成井内小循环热洗。②油管外壁密闭清洗。当起完抽油杆后，卸下抽油杆清洗器和防喷器，安装闸板防喷器，拆卸油管挂和花管，安装预热衬管并悬挂在井口四通上，再把油管清洗器安装在闸板防喷器上，接好清洗、回收管线即可清洗。基本原理是向油管清洗器注入高温热水，经喷嘴刺洗油管外壁后，清洗液沿油管外壁向下流动，经预热衬管与套管间的环空返回，在负压泵的抽吸下，从套管阀门处回收。

该工艺的最大特点是：①在进行杆、管卸扣时，热水（或蒸汽）循环预热井内待起的下一根杆、管，使杆、管外壁油蜡得到充分受热融化，以便在起杆、起管时被高温热水经喷嘴刺掉；②从清洗到废液回收，实现了全密闭洗、排；③不降低起杆、起管速度；④清洗效果好，即使是抽油杆接箍、扶正器端面和刮蜡器的沟槽内也能刺洗干净。该技术较好地解决了稠油、高凝油、结蜡严重井的杆管外壁在线清洗问题。

2.油管内壁清洗技术

（1）井口单根油管清洗工艺。给油管接箍端戴上注汽帽，游车大钩提升油管过程中，通过井口清洁生产技术清除油管外壁污油。当油管单根出井后，将管柱坐在井口吊卡上或被卡盘卡住。卸开油管扣，但不分离，井口收液筒就位，跨接箍抱住上、下管体。稍提起油管10-20cm，使其外螺纹端离开接箍，但仍处在收液筒内，油管内污油污水立即流入收液桶。此时打开蒸汽控制开关，通过注汽帽从油管顶端注汽，融化油管内壁油蜡，融化的油蜡也流入收液筒，再从底部的排液管流出，进入井筒或回收罐。但对于结蜡严重的井，由于蒸汽在油管中心突进，沿程热损大，对管壁融蜡、刺洗效果不佳，单根油管清洗时间长达5-10min，甚至更长。对此研制一种油管接箍定位清洗技术。基本原理是起油管前将一个带有旋转刮刀的油管内壁清洗器插入井口油管，戴好注汽帽。当起出油管卸扣并稍提起后，打开注汽开关，在蒸汽推动和清洗器自重作用下，清洗器下端的刮刀高速旋转刮蜡并快速下行，将从油管内壁刮下的油蜡连同蒸汽冷凝液一同推入井口收液桶，再经导管流到井筒或回收罐。当清洗器从油管下端出来后，自动插入并悬挂在下一根油管的顶端。如此循环进行，即可实现每根油管内壁清洗。现场试验表明，该技术清蜡速度快，提高工效一倍以上。

（2）井口连续管清洗工艺。该工艺是向井下油管内下入一根小直径输水管，与油管形成管中管正洗井替油工艺。盘在输水管收放机滚筒上的高压输水软管的一端接至超导热洗车出水口，另一端与清洗器相连。清洗前，将高压输水软管绕过井口上方的导向滑轮、泄水盒、抽油杆防喷器，将清洗器插入井口油管。来自超导热洗车的高压热水经清洗器上的喷嘴一边刺洗管壁油蜡，一边靠加重杆和输水软管自重推动清洗器下行。被刺洗下来的油蜡随洗井热水经高压输水软管与油管形成的小环空替出井口，再经泄水盒流到回收罐。该技术一次可清洗油管内壁深度500ｍ，清洗完毕回收高压输水软管时，清洗器上的抽子可将清洗管段的大部分清洗液抽出井口，起管时无需收液，大大提高了工效。

3.井场杆管清洗技术

传统的井场油管清洗方法是在锅炉车蒸汽管前端接一根前头砸扁的铁管，人工将铁管伸入油管内，利用蒸汽热能将油管内壁的油蜡融化，清洗液从油管的另一端排出。该工艺虽简单，但存在许多弊端：①由于大量蒸汽从油管中心喷射突进，对管壁油蜡的融化、刺洗效果较差；②蒸汽从油管前端刺到末端时，动力、温度明显降低，刺洗效果变差；③刺洗过程密闭性差，存在蒸汽携带油雾飘散问题。对此，研究出前端带有转动刀片（或叶片、喷嘴）的油管内壁通管规刺洗工艺。在蒸汽的驱动作用下，通管规前端的刀片高速旋转切削管壁的油蜡，蒸汽的大部分热能只能从油管和通管规间的间隙通过，大大提高了刺洗效率。

4.结论与建议

充分考虑油田所处环境生态敏感性，超前进行污染风险识别，根据地层、井筒、井史资料等选配实用高效的杆管清洁生产工艺、设备和工具，并写入作业施工设计；明确作业队与采油作业区双方在修前准备、修中监管和修后交接时的具体职责，并将执行情况作为绩效考核奖罚依据。