孤東油田地處自然保護區(qū)，環(huán)境保護責任重大，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)保圍堰四項技術(shù)，經(jīng)試點優(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)濟與社會效益。
常規(guī)修井措施的缺陷?
常規(guī)修井技術(shù)在孤東油田的應用中，與自然保護區(qū)嚴苛的環(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，僅能臨時存放液體，無泥砂分離設計。當壓洗井無法進干時，洗出液體常因鐵池子容納空間不足而外溢，污染井場地面；沖砂作業(yè)產(chǎn)生的泥砂與液體混合后，難以在鐵池內(nèi)實現(xiàn)有效沉積、分離，導致液體渾濁度高，既影響后續(xù)施工質(zhì)量（如堵塞井口設備），又增加油污、污水泄漏風險，對井場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備，管柱內(nèi)殘留液體易在起鉆過程中噴溢至井場，形成直徑1-2米的局部污染區(qū)域。且針對此類突發(fā)少量污染，缺乏快速治理手段，污染范圍隨作業(yè)進程與風力擴散，不僅增加后期清理的人力（每處污染需2人清理2小時）、物力成本，還可能因污染超標面臨環(huán)保部門的整改處罰。施工完畢后的井場恢復階段，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土壤（2-3人/井），搭建效率低（單井耗時4小時）；同時，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30cm），且拆除時會對地表植被造成二次破壞，與自然保護區(qū)生態(tài)保護要求嚴重相悖。?
從整體作業(yè)流程來看，常規(guī)修井技術(shù)的缺陷導致作業(yè)現(xiàn)場清潔度長期處于較低水平，環(huán)保風險居高不下，年均發(fā)生輕微污染事件3-5起；設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間，平均每口井作業(yè)周期延長1.2天，嚴重制約孤東油田高效開發(fā)目標的實現(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）針對常規(guī)鐵池子容積不足、無分離功能的痛點，采用“清潔池+沉淀池”雙池組合結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)液體存放與泥砂分離一體化。設計初期以“滿足13m³清潔池、10m³沉淀池基礎(chǔ)需求”為目標，最終優(yōu)化后的參數(shù)如下：清潔池長度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，可集中存放罐車拉送的液體，為大排量連續(xù)沖砂作業(yè)提供充足液體儲備；沉淀池長度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流管首先進入沉淀池，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小時由人工配合小型鏟車清理1次；含少量細砂與油污的液體則進入多級過濾區(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490mm便于安裝維護；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，壓力達0.6MPa克服500N初始彈力，推動滑套關(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，彈簧推動滑套復位，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/次的壓力曲線精準定位漏失點，效率較常規(guī)“分段試壓法”提升5倍，減少壓井液浪費與污染。
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，覆蓋全場景污染治理。車載式由拖拉機拖動，以30-60馬力拖拉機為液壓源，連1.2-2.4MPa液壓泵與馬達，驅(qū)動多相泵輸送含砂≤5%的固液氣混合物。全液壓設計無需電源，適配油田“禁電”要求；HS22型帶5m³儲備罐，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：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液壓為動力，可借通井機液壓源，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，低速穩(wěn)定（50r/min）、超載能力強、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）玻璃鋼預制，模塊化設計，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/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)保護要求。
新技術(shù)裝備體系的應用與成效?
2023年1月起，項目部按“設計-試點-優(yōu)化-推廣”四階段推進。1-3月設計研發(fā)期，聯(lián)合中國石油大學（華東）完成四項技術(shù)圖紙設計與樣機加工，解決過濾精度、密封性能等關(guān)鍵問題；4-6月試點期，選孤東102區(qū)塊20口井（10口用新技術(shù)、10口常規(guī)對照），針對濾網(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個作業(yè)隊，覆蓋30%井次（約300井次），建“技術(shù)人員+作業(yè)班長”指導機制，月2次培訓，累計培訓200余人，編《操作手冊》明確流程；2024年全面推廣，覆蓋6個作業(yè)隊，截至年底用1000井次（沖砂450、鉆塞300、修井250井次），形成“應用-反饋-優(yōu)化”閉環(huán)，如高含砂井（＞8%）擴沉砂區(qū)至4m³，海上作業(yè)對車載裝置做80μm環(huán)氧富鋅防腐。?
環(huán)保效益：新技術(shù)應用后，油污污水落地率從15%降至0.5%以下，2024年環(huán)保零超標（地方月檢土壤水體均達標）；泥砂100%回收（8000余立方米），干燥篩分后鋪路替代外購砂石，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“山東省自然保護區(qū)綠色開發(fā)示范項目”。同時，員工環(huán)保意識增強，“環(huán)保責任區(qū)”劃分（3人/井監(jiān)督），形成“人人講環(huán)保”氛圍。?
經(jīng)濟效益：2024年創(chuàng)效103.5萬元。沖砂液凈化池每井省罐車費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），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。?
應用前景：技術(shù)適用性廣，2024年6月成功應用于渤海灣埕島油田CB25-1海油陸岸井，海上環(huán)境下設備故障率≤2%（陸地1.5%）。模塊化設計可按需調(diào)整，如西部高含砂油田（＞15%）擴沉砂區(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，計劃2025年引進，預計年應用5000井次以上。?
孤東油田清潔修井技術(shù)通過四項設備協(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、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)新與整合推廣可實現(xiàn)能源與生態(tài)協(xié)同發(fā)展，未來可進一步優(yōu)化參數(shù)、拓展場景，助力石油行業(yè)清潔生產(chǎn)升級。
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