孤东油田地处自然保护区，环境保护责任重大，环保压力突出。井下作业中，油污、污水与泥砂的产生易引发土壤、水体污染，实现清洁生产、减少油水污染是保障作业高效开展的核心前提。以往常规修井技术设备功能单一、污染防控能力弱，难以满足环保与生产需求。自2023年起，胜利油田井下作业管理中心孤东作业区项目部整合研发冲砂液净化池、自泄液球座、车载式回收装置及新型环保围堰四项技术，经试点优化与全面推广，形成成熟技术体系，有效解决污染难题，提升作业清洁水平，创造显著经济与社会效益。
 
常规修井措施的缺陷​
 
常规修井技术在孤东油田的应用中，与自然保护区严苛的环保要求存在明显冲突，且在作业效率上存在多重缺陷。液体存放与泥砂处理环节，常规使用的铁池子容积小（普遍不足5m³）、功能单一，仅能临时存放液体，无泥砂分离设计。当压洗井无法进干时，洗出液体常因铁池子容纳空间不足而外溢，污染井场地面；冲砂作业产生的泥砂与液体混合后，难以在铁池内实现有效沉积、分离，导致液体浑浊度高，既影响后续施工质量（如堵塞井口设备），又增加油污、污水泄漏风险，对井场周边土壤与水体造成潜在生态威胁。​
起钻作业是污染高发环节，常规技术缺乏可靠的防喷溢设备，管柱内残留液体易在起钻过程中喷溢至井场，形成直径1-2米的局部污染区域。且针对此类突发少量污染，缺乏快速治理手段，污染范围随作业进程与风力扩散，不仅增加后期清理的人力（每处污染需2人清理2小时）、物力成本，还可能因污染超标面临环保部门的整改处罚。施工完毕后的井场恢复阶段，常规采用人工取土搭建土围子的方式，该方式需投入大量人力搬运土壤（2-3人/井），搭建效率低（单井耗时4小时）；同时，土围子防渗性能差，残留油污、污水易渗透至土壤深层（渗透深度可达30cm），且拆除时会对地表植被造成二次破坏，与自然保护区生态保护要求严重相悖。​
从整体作业流程来看，常规修井技术的缺陷导致作业现场清洁度长期处于较低水平，环保风险居高不下，年均发生轻微污染事件3-5起；设备功能不足还造成施工频繁中断，如铁池子液体外溢需暂停作业清理、土围子搭建延误开工时间，平均每口井作业周期延长1.2天，严重制约孤东油田高效开发目标的实现。
​
创新清洁修井技术装备体系​
    
冲砂液净化池（图1）针对常规铁池子容积不足、无分离功能的痛点，采用“清洁池+沉淀池”双池组合结构，实现液体存放与泥砂分离一体化。设计初期以“满足13m³清洁池、10m³沉淀池基础需求”为目标，最终优化后的参数如下：清洁池长度6000mm、宽度2000mm、高度1150mm，有效容积13.8m³，较常规铁池子容积提升3倍以上，可集中存放罐车拉送的液体，为大排量连续冲砂作业提供充足液体储备；沉淀池长度5000mm、宽度2000mm、高度1150mm，容积11.5m³，内部创新性划分沉砂区与多级过滤区域，其中沉砂区尺寸为2000mm×1000mm×1600mm，容积3.2m³，专门用于沉积井内返出的砂子和灰浆，防止泥砂进入清洁池污染液体。​
 
 
、   
 
 
图1冲砂液净化池
其作业原理围绕“分离-循环”展开：冲砂作业产生的含砂液体通过导流管首先进入沉淀池，在重力作用下，粒径大于0.1mm的泥砂在沉砂区快速沉降，每24小时由人工配合小型铲车清理1次；含少量细砂与油污的液体则进入多级过滤区域，通过3层不同孔径的滤网（依次为0.5mm、0.2mm、0.1mm）去除细砂颗粒，再经隔油板分离浮油，完成油水分离；净化后的清洁液体经沉淀池底部出口流入清洁池，可直接泵入井内循环使用，液体循环利用率提升至85%以上，彻底解决常规铁池子液体外溢、泥砂分离难的问题。​
自泄液球座（图2为配套工具，图3为主体）是起钻防喷溢核心设备，由工作筒、滑套装置、密封圈、弹簧和泄液孔构成，适配孤东油田27/8TBG扣型管柱。关键参数经多轮测试确定：最小内径Φ35mm保障液流顺畅，最大外径108mm可下入Φ139.7mm套管，长490mm便于安装维护；适配Φ38mm/Φ40mm钢球，分别满足≤15MPa、≤30MPa压力需求；工作排量＞230L/min，适配大排量施工；通道关闭压力0.6MPa，确保试压密封可靠。​
 
图2 自泄液球座及配套工具
装置通过水力压差智能切换功能：试压时，压力达0.6MPa克服500N初始弹力，推动滑套关闭泄液孔，管柱形成密闭空间，试压成功率从85%升至98%以上；试压后放压至常压，弹簧推动滑套复位，泄液孔开启，残留液体以50-80L/min流速排入回收装置，避免喷溢；若压力不稳（下降速率＞0.5MPa/h），重新投球，通过10秒/次的压力曲线精准定位漏失点，效率较常规“分段试压法”提升5倍，减少压井液浪费与污染。
 
 
 
 
 
 
图3 自泄液球座
污油污水回收装置（图4为车载式）含车载与便携两类，形成“大规模回收+分散清理”体系，覆盖全场景污染治理。车载式由拖拉机拖动，以30-60马力拖拉机为液压源，连1.2-2.4MPa液压泵与马达，驱动多相泵输送含砂≤5%的固液气混合物。全液压设计无需电源，适配油田“禁电”要求；HS22型带5m³储备罐，可单车作业，零部件集成于轴距2800mm、轮距1600mm的拖车，30分钟内完成安装调试。​
 
 
图4 车载式回收装置
车载式分三型号：HS22型（18m³/h，2.4MPa，30-50马力，可选3-5m³油罐）、HS44型（34m³/h，1.8MPa，40-60马力）、HS66型（50m³/h，1.2MPa，50-60马力），按需选择。便携式以1.5-2.4MPa液压为动力，可借通井机液压源，重≤50kg（含5米管线），单人可搬，最大排量7.5m³/h，用BM1-250摆线式马达，低速稳定（50r/min）、超载能力强、体积小（320mm×180mm×210mm）、扭矩大（250N・m），能深入井口1.5m内回收，治理少量喷溢污染（单次≤2m³）。​  
新型环保围堰（图5）针对常规土围子问题，用不饱和聚酯树脂+无碱玻璃纤维（厚8mm）玻璃钢预制，模块化设计，含1000mm×500mm围挡面板、ABS卡扣、1.5mm厚HDPE防渗膜。玻璃钢抗压120MPa、抗弯80MPa、重8kg/块、耐腐（寿命≥5年），单人1小时/井完成搭建，效率较土围子提升8倍；防渗膜渗透系数＜1×10⁻¹⁰cm/s，有效防油污渗透。​
 

图5  新型环保围堰
围堰兼具防污染与辅助作业功能：可作油管桥、抽油杆桥，面板预留Φ80mm卡槽（间距300mm），快速放管，缩短开工30分钟/井；施工后可整体回收，重复用50次以上，减少每井20m³土壤消耗，避免植被破坏，适配生态保护要求。    
 
新技术装备体系的应用与成效​
 
 
2023年1月起，项目部按“设计-试点-优化-推广”四阶段推进。1-3月设计研发期，联合中国石油大学（华东）完成四项技术图纸设计与样机加工，解决过滤精度、密封性能等关键问题；4-6月试点期，选孤东102区块20口井（10口用新技术、10口常规对照），针对滤网堵塞将材质改不锈钢（寿命延3倍），弹簧疲劳换60Si2Mn钢（寿命超100次），拖车移动不便增400mm减震轮适配松软路况。​
7-12月局部推广期，技术配3个作业队，覆盖30%井次（约300井次），建“技术人员+作业班长”指导机制，月2次培训，累计培训200余人，编《操作手册》明确流程；2024年全面推广，覆盖6个作业队，截至年底用1000井次（冲砂450、钻塞300、修井250井次），形成“应用-反馈-优化”闭环，如高含砂井（＞8%）扩沉砂区至4m³，海上作业对车载装置做80μm环氧富锌防腐。​
 
环保效益：新技术应用后，油污污水落地率从15%降至0.5%以下，2024年环保零超标（地方月检土壤水体均达标）；泥砂100%回收（8000余立方米），干燥筛分后铺路替代外购砂石，资源化利用；土壤油污渗透率从5%降至0.1%，周边植被覆盖率升5%（多为碱蓬、芦苇），获评“山东省自然保护区绿色开发示范项目”。同时，员工环保意识增强，“环保责任区”划分（3人/井监督），形成“人人讲环保”氛围。​
经济效益：2024年创效103.5万元。冲砂液净化池每井省罐车费585元（含燃油、工资），1000井次省58.5万元；自泄液球座省压井液5.28万元（800元/m³，省66m³）、污染治理5万元，共10.2万元；回收装置每井次省323元（30元治理+293元转运），1000井次省32.3万元；围堰每井次省25元，省2.5万元。此外，技术缩短作业周期，多完成30口井，增原油5500吨（5吨/井/日，2500元/吨），创额外效益137.5万元。​
应用前景：技术适用性广，2024年6月成功应用于渤海湾埕岛油田CB25-1海油陆岸井，海上环境下设备故障率≤2%（陆地1.5%）。模块化设计可按需调整，如西部高含砂油田（＞15%）扩沉砂区至5m³，南方多雨油田（年降雨＞1200mm）给围堰加Φ100mm止水阀排水孔。目前新疆、辽河、大港油田考察，计划2025年引进，预计年应用5000井次以上。​
孤东油田清洁修井技术通过四项设备协同，系统性解决常规技术污染防控不足、效率低的问题，构建“预防-治理-回收-利用”全流程清洁体系。技术既满足环保要求，又创显著效益，2024年环保零超标、创效300万元，为环保约束下油田高效开发提供可行路径。其成功证明，技术创新与整合推广可实现能源与生态协同发展，未来可进一步优化参数、拓展场景，助力石油行业清洁生产升级。