科学调控三次加密井掺水量的探究

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  【摘要】305队自2011年4月16日后陆续投产6口三次加密井,因其含水低、油粘稠、易堵管线,导致掺水调整难度大,掺水小时,管线容易堵塞,掺水大时,消耗系统压力,造成所需掺水量增大,能耗增大,针对此种情况我队进行了多次掺水调控工作。
  2011年9月我们再次根据油井产液、含水并参考取样油质分析(根据取样的颜色判断含蜡多少),根据新井间歇性出油的特点进行掺水系统的优化,同时摸索掺水集输井的油压、掺水量、回油温度之间的关系及变化规律,从而得出单井合理掺水量的下限值,以及集输井在优化过程中油压回压的波动范围。本文在大量现场试验的基础上,通过理论与试验相结合,对掺水系统的优化有了一个初步的认识,为即将到来的冬季单井掺水量的调控工作提供了重要的理论与实践依据,达到保证平稳生产,最大限度节能降耗的目的。
  【关键词】优化;节能;降耗;掺水量;集输井
  1.概况
  305队自2011年4月下旬陆续投产6口单管生产新井,由于含水低,极容易堵管线,经常是用热洗车刚处理通,几小时后又堵,该管线设计承压5MPa,热洗车有时瞬间高压就把管线打漏,基于此种情况,厂里决定将新井改为双管生产即加掺水管线,但掺水调整难度大,掺水小时,管线容易堵塞,只能启热洗泵通管线,有时还要用到热洗车解堵,增加许多无谓的工作量;掺水大时,消耗系统压力,造成所需掺水量增大,能耗增大,因此找出單井掺水量合理调控方法才是解决问题的根本所在。
  2.对新井掺水科学调控
  2.1实际困难
  305队的新井全部在5914#计量间,我们以喇4-1230为例:
  喇4-1230井2011年4月19日投产,量油6t,油压0.23MPa管线正常,20日正常,21日巡检时发现机封已经刺漏,取油压7MPa,管线堵停机。22日由于场地原因洗井车无法处理。23日洗井车处理至11:30通。起抽后1:40发现油压已经上到2.9MPa,管线又堵,停。24至26 又处理多次仍然是起抽后2-3小时就堵。并且在井口8米左右负荷管线漏。27日加掺水管线改双管流程,27日下午17点起抽,油压0.7MPa。待28日上午又发现油压上升到2.3MPa管线又堵。29日洗井车处理管线,压力刚起到10MPa又将井口8米处的复合管打漏,于是洗井车从搭接端L4-13侧打压处理。14:30分又将距喇4-13井口5米处的管线打爆,压力在10MPa左右。联系厂家接管线,厂家接完一处管线已经 19:20分,另一处没接上。于是又开始处理一直到22点左右,将刚接的管线打弯,不敢在打压了。待第2天填埋后处理。
  4月30日先用两头忙将管线坑覆土后再次打压至10MPa,持续90分钟左右,距井口8米的管线沟内开始出死油,连续打了45分钟后管线基本畅通。
  在以后的几个月中,为了防止管线再次堵塞,掺水量调整很大,掺水压力下降,能耗增加,冬季时这种掺水压力肯定不能保证平稳进生产。
  2.2制定对策
  首先,通过与技术员认真分析讨论,确定了先实现单井掺水计量,再通过计算新井不同产液、含水级别、油压、管线长度;
  其次,到现场验证,对单井进行精细掺水调控,并半小时检测一次油压,共跟踪调整三天,发现堵井时,重新调控,记录数据;没堵井时,检测掺水压力,确保其他单井通畅,采用理论计算结果和现场单井具体摸索相结合,并以单井摸索为主的方法,最后确定出单口新井正常生产时的合理掺水量,找出单井掺水量合理调控方法的解决问题思路。
  2.3具体实施
  基于以上情况我队在2011年9月20~22日三天时间对喇4-1230 跟踪进行掺水调控(表1),以确定其正常生产时的合理掺水量。
  试验第一天我们进行单井掺水量调控,并观测油压,首先,将掺水量由原来的2.5m3调控到1.5m3,油压为0.55MPa,在上午9:30时油压没有发生变化,10:00油压略微上升,为0.58MPa,10:30时油压也没有发生变化,11:00时油压上升为0.61MPa,但可以保证正常生产,11:30油压没有发生变化,12:00时油压突然上升为0.85MPa,我们马上把单井掺水开大,冲洗管线,大约1个小时后,油压下降,此后我们重新调整,下午1:00时我们把掺水量调控到2.0m3,观察油压为0.5MPa,1:30时油压没有发生变化,一直到下班前油压都在正常范围内波动,没有超过0.6MPa;当天值班干部晚上8:00观测该井油压依然没有变化。第二天,我们又将掺水量调控到1.8m3,上午9:00时观测油压为0.57MPa,9:30油压没有发生变化,当每半小时观测油压后,一直到下班前,油压最高为0.59MPa;第三天我们没有进行掺水量调整,上午9:00时观测油压,并半小时观测油压,一直到下班前油压一直保持在0.6MPa左右,三天试验结束后,我们连续观察一周,每天上班后,下班前,都要取油压,发现油压均在0.6MPa左右,由以上数据,我们初步的得出结论:
  通过对喇4-1230的掺水调控可知,当掺水量1.8m3时,油压为0.6MPa,掺水压力为1.4MPa时,单井生产平稳,不会发生管线堵塞现象。其他新井照此方法进行科学调控(表2)
  2.4巩固措施
  1)掺水单井油压在0.7MPa以内。
  2)每周计量掺水量1次,每次计量1小时,将计量值记录下来,每月观察掺水量,发现变化过大时,通知巡井班及时调整。
  3)每天上午下午取油、套压(发现油压上升或下降)立即汇报,采取措施。
  4)掺水单井井口油压大于0.7MPa 时马上开大掺水闸门冲洗地面管线,如仍不见效,及时上报并采取其他措施。
  3.掺水调控初步见到的效果
  对305队新井进行科学掺水调控,效果比较明显,新井掺水调整之前,每小时用16.5m3掺水,还经常堵管线,掺水调整之后,6口井用8.6m3掺水,每月节约5688m3掺水;进入冬季生产以后,我们又进行类似实验两次,在以上数据的基础上参考单井回油温度,掺水温度,进行综合性调整,取得较好的效果,整个冬季生产油压平稳,未发生管线冻堵现象。   在冬季进行掺水调整时,在保证掺水压力不低于1.4MPa,掺水温度45℃左右时,我们建议技术员将5914#间洗井周期科学调整,每次利用洗井的机会对新井都打一遍地面循环。冬季掺水量计量也可保持在13m3左右,并且掺水压力不变,以确保冬季平稳生产。
  4.掺水调控初步见到的效益
  在掺水调控之前,多次堵管线,至少启热洗泵4小时,有时甚至用热洗车解堵。掺水调整之后,没出现过一次堵管线现象,不但节约了电量,同时减少了人力物力的消耗。
  为我矿于新投产三次加密井或低产液低含水类似的井提供一些掺水调控的经验,若按此掺水管理方法,不但符合我矿生产经营实际,又能产生更大的实际效益。
  【摘 要】土壤修复技术是为了改良土壤的性能而采取的有效措施,对于土壤环境保护来说,具有十分重要的现实价值。本文首先简要分析了土壤修复的重要性和必要性,然后,探究了修复土壤的物理技术、化学和生物技术,最后着重分析了生物修复技术的优势与不足,提出了生物修复技术研究方向,旨在对新兴的土壤修复产业发展方向的思考与探讨。
  【关键词】土壤修复;物理修复技术;化学修复技术;生物修复技术
  随着工业化、城市化进行的不断加快,我国土壤污染问题日益突出,污染所导致的严重环境危害事件时有发生,并呈逐步上升趋势,土壤治理与生态修复已成环保领域的重要任务,全面啟动全国范围内土壤修复工作迫在眉睫。《全国土壤环境保护“十二五”规划》已进入国务院审批程序,土壤与场地修复也列入“十二五”社会发展科技领域国家科技领域国家科技计划项目指南。土壤修复将成为新兴的环保产业。
  一、修复土壤的重要意义
  土壤污染是指人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度,引起土壤质量恶化的现象。主要污染物质包括农业生产中使用的化肥、农药,城市周边工业释放的有机物、重金属、放射性物质、病原菌等。特别是在近年来,对着经济发展与城市化的加速,工矿企业导致的场地污染严重,使土壤遭受到严重的有机物污染和重金属污染,没有处理的污染场地将是定时炸弹,可能对国家可持续发展造成巨大影响,因此必须对土壤污染进行妥善修复,促进社会、经济、环境的可持续发展。
  二、物理、化学和生物土壤修复技术
  (一)采用电动修复,确保改良土壤性能
  电动修复技术是源于美国的一种净化污染土壤的处理技术。操作时,先将在受污染土壤中插好电极,然后通入微电流而形成电场。将电极插入受污染土壤区域,通过施加微弱电流形成电场。土壤空隙里的水或外加流体,可以作为介质。在电场里,由于电动力学作用,污染物会做定向移动,并在电极区的周围发生反应。人们通过电沉降作用或急着电沉积等功能的发挥,可以对污染物实施集中分离或采取其他方式进行处理。这种技术优点是:一般需要化学药剂,对环境的危害性非常小,可以将其污染度视为零。但是,它也有自身的局限性:电荷缺乏的非极性有机物去除效果不好。
  (二)采用挖掘手段及热处理技术,提升修复效果
  一是采用挖掘手段。挖掘手段是其他修复技术的辅助性措施,属于修复技术方案的一部分。挖掘的根本目的是让受污染的土与原来的位置相分离,主要指挖掘过程及挖后处理,以及对挖掘后的土壤再利用。二是加强热处理。采用直接的热交换形式,或是通过间接的热交换方式,对污染物及其介质进行加热处理,指导加热至一定的温度,一般为160~540℃,通过直接或间接热交换,将污染介质及其所含的有机污染物加热到足够的温度(160~540℃),从而达到让污染物挥发或与介质相分离的目的。根据温度的高低,可分成低温及高温热处理技术。低温指土壤温度在160~315℃之间,高温指土壤温度在275~540℃之间。这种修复技术主要适应于具有较强挥发性污染物的处理,而对于挥发性不强的污染物却没有什么实际效果。
  (三)采用玻璃化及冰冻技术,加强土壤修复
  一是采用玻璃化技术。采用高温的方法,让被重金属污染过的土壤处于高温环境下,变成玻璃状态,将重金属固定在其中,以稳定土壤中的重金属。这种技术主要用于解决土壤中的重金属污染问题,具有速度快、效果显著的优点,能够达到根治的效果。但是,它也有自身的缺点,如所需要的费用造价高,工作量大,一般只在重金属严重污染区域的抢修中使用。二是采用冰冻土壤的技术。这种技术主要是采用布置管道,进行等距离的安放,然后将无害的冰冻溶剂放进管道中,使其让土壤中的水分冻结起来,从而达到防止污染进一步扩散的目的。
  (四)采用稳定/固化技术,解决无机物重金属污染
  这种技术重要是将石灰、水泥等投放到土壤中,将土壤与污染物隔离开来。或是采用其他手段,降低污染物的活泼状态,从而降低污染危害程度,以防出现二次污染。当土壤被重金属严重污染时,可以采用稳定/固化技术,对其中的污染物质(无机物)进行处理,但是对有机物的污染没有作业,譬如,这种技术不能用来处理农药污染的土壤。
  (五)生物修复技术
  生物修复是指用生物,特别是微生物催化降解有机污染物,从而修复被污染环境或消除环境中污染物的一个受控或自发进行的过程。
  1、动物修复技术
  这些技术主要是利用某种动物如蚯蚓对重金属进行吸收,从而使土壤中重金属含量得到一定程度上的减少。这种途径虽然可以使重金属含量得到一定地减少,但是有蚯蚓等排放出来后,容易造成二次污染。研究表明,饲养在牛粪和生活垃圾中的蚯蚓对硒和铜元素的富集能力很强,且富集铜的能力比富集硒的能力强。
  2、植物挥发修复技术
  植物挥发修复技术是利用植物根系分泌的一些特殊物质使土壤中的重金属转化为可挥发态,或者植物将土壤中的重金属吸收到体内后将其转化为气态物质释放到大气中,从而净化土壤的一种修复技术。植物挥发要求被转化后的铅结合成难溶的磷酸铅,使铅固化而降低铅的毒性;一些植物在体内能将Se、As和Hg等甲基化而形成可挥发性的分子,从而释放到大气中;一些烟草和转基因植物如拟南芥也能将有机汞和无机汞盐转化为气态单质汞。   3、微生物修复技术
  微生物修复技术是利用微生物(土著菌、外來菌、基因工程菌)对污染物的代谢作用而转化、降解污染物,主要用于土壤中有机污染物的降解。通过改变各种环境条件如:营养、氧化还原电位、共代谢基质,强化微生物降解作用以达到治理目的。
  微生物修复技术有:强化自然递减(Enhanced natural attenuation)、生物堆制法(Biopiles)、堆肥法(Composting)以及氧化还原交替法(Sequential A/O treatment)。微生物修复技术已成功应用于煤气厂址PAHs(多环芳烃)污染修复,石油烃污染土壤修复,农药污染土壤修复等。微生物修复技术的优点是费用低、易操作、没有二次污染等。
  三、生物修复技术的发展前景分析
  物理和化学方法修复土壤,具有一定的局限性,难以大规模处理污染土壤,并且能导致土壤结构破坏,生物活性下降和土壤肥力退化,修复成本高。生物修复是一项高效修复技术,具有良好的社会、生态综合效益,容易被大众接受,具有广阔的应用前景,因此备受环保及科研界的关注。
  一是生物修复技术的优势。生物修复技术具有效率高、运行过程稳定性强,无污染、方便现场操作的优点。
  二是生物修复技术的不足。植物修复时间长,对植物收获后的处理问题,还有待于进一步进行研究实践。特别值得指出的是:植物修复技术还仅仅停留在试验和示范的阶段,尚未在得到大面积的推广,更谈不上土壤修复的产业化发展。此外,如何将物理修复技术、化学修复技术、生物修复技术、植物修复技术等有效地结合起来,在目前来看,其研究是十分不足的。
  三是土壤修复技术研究方向。我们应该积极探寻重金属污染的超积累植物,对这种植物的生活习性,生长分布规律、特点等进全面地调查研究,并建立相应的数据库。从植物的修复能力来看,不仅与自身特点有关,而且以其根部所处的环境也具有密切的关系。我们应该对微生物进行充分地利用,使植物的根际环境得到根本的改变,从而使植物的修复能力大大增强。如果将与某种污染相适应的真菌引入进来,并将其与超累积植物进行接种处理,则能够有效地增强植物的修复功能。
  四、结束语
  我国土壤修复产业还面临很多问题与挑战,土壤修复技术水平还有待提高,是我们应该不断研究土壤修复技术,合理地采用物理、化学、生物修复技术相结合的修复技术解决土壤污染问题,为我国实现环境的可持续发展做出积极贡献。
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