高壓油水井帶壓作業(yè)工藝的研究與應(yīng)用

一、帶壓動(dòng)井,也是安全不目前，油田生產(chǎn)中存在大量高壓儲(chǔ)水井，難以執(zhí)行正常的維護(hù)任務(wù)，一些儲(chǔ)水井關(guān)閉、停止并儲(chǔ)存，影響了油田產(chǎn)量和供水的開發(fā)效果。帶壓作業(yè)技術(shù)是利用特殊的修井設(shè)備,在油、氣、水井井口帶壓的情況下實(shí)現(xiàn)管柱的安全無污染起下作業(yè),它能有效解決高壓水井、自噴油井、新射孔和壓裂井的作業(yè)難題,提高油井產(chǎn)能,特別是在環(huán)保要求越來越高的今天,帶壓作業(yè)顯得尤為重要。與傳統(tǒng)的維修作業(yè)相比,采用帶壓作業(yè)技術(shù),可以使原始地層壓力得到很好的保護(hù),增加油氣層的產(chǎn)出能力,提高油田采出程度,最大限度降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn),改善作業(yè)環(huán)境,降低壓井或多次重復(fù)壓井等工序的作業(yè)成本,實(shí)現(xiàn)了安全快速生產(chǎn)和清潔施工,帶壓作業(yè)技術(shù)必將成為下一步修井作業(yè)的重要手段。二、帶壓井前管柱的不放溢流井出管柱作業(yè)帶壓作業(yè)是采用加壓裝置加壓控制起下管柱,采用防噴器控制環(huán)空壓力,采用堵塞器控制油管內(nèi)壓力,即在井口有壓力情況下,通過帶壓作業(yè)裝置實(shí)現(xiàn)不放溢流、不壓井起下管柱的作業(yè)。(一)3加壓技術(shù)的進(jìn)步1、帶壓作業(yè)技術(shù)在國外,該技術(shù)已有近80年的發(fā)展歷史。目前,在加拿大、美國等國家已作為一項(xiàng)成熟的技術(shù)在廣泛應(yīng)用,這些國家90%的高壓油氣井采用帶壓作業(yè),每年帶壓作業(yè)約5000井次。國外帶壓作業(yè)主要技術(shù)特點(diǎn)為采用一級(jí)動(dòng)密封,固定卡管器置于防噴器組的最上端,施工安全性高;球形防噴器密封壓力高,壽命長。據(jù)統(tǒng)計(jì),不壓井作業(yè)產(chǎn)生的綜合效益是壓井作業(yè)的3~5倍。在國內(nèi),部分油田通過引進(jìn)國外設(shè)備開展過帶壓作業(yè)技術(shù)研究或應(yīng)用。遼河、吉林、四川等油田先后開展了研究與應(yīng)用,取得初步效果。國內(nèi)共實(shí)施過1000多井次帶壓作業(yè),其中90%以上是水井,80%是近兩年實(shí)施的。作業(yè)范圍主要涉及帶壓起下管柱、通井、刮管和沖砂等施工。2、帶壓作業(yè)設(shè)備的應(yīng)用2006年7月純梁采油廠首次引進(jìn)帶壓作業(yè)隊(duì)伍及動(dòng)力,進(jìn)行不壓井作業(yè)試驗(yàn),到2007年7月共施工油水井33口,其中籠統(tǒng)注水井施工15口,分注水井11口,卡封注水井5口,自噴轉(zhuǎn)抽2口井,均取得了成功,2008年作業(yè)大隊(duì)租用帶壓設(shè)備進(jìn)行不壓井作業(yè),并開始參與設(shè)計(jì)制造帶壓作業(yè)設(shè)備,2009年1月具有自主產(chǎn)權(quán)的帶壓作業(yè)設(shè)備投產(chǎn)使用,2009年5月采油院設(shè)計(jì)制作的帶壓設(shè)備在采油廠進(jìn)行試驗(yàn),形成了年帶壓作業(yè)30口以上的施工能力。(二)由帶壓運(yùn)輸設(shè)備組成1、液壓控制系統(tǒng)(1)密封防噴系統(tǒng):由半、全封防噴器、球形防噴器、自封等組成。(2)加載控制系統(tǒng):由液壓缸、固定卡管器、游動(dòng)卡管器、加載橫梁等組成。(3)液壓控制系統(tǒng):由液壓站、控制柜及保壓裝置等組成。(4)工作臺(tái)系統(tǒng):工作臺(tái)、梯子、逃生滑道、廢液漏斗等組成;2、清管器(1)、堵塞器:用于堵塞油管內(nèi)徑,它由芯軸、膠筒、錐體、卡瓦、清管器等組成。(2)、防噴閥:該產(chǎn)品由頂桿、螺母、密封套、閥芯、閥體等組成。三、綜合管井工藝2009年通過協(xié)作制造與整機(jī)引進(jìn),目前作業(yè)大隊(duì)擁有帶壓作業(yè)機(jī)兩臺(tái),同時(shí)通過駕駛室移位、指重表配套完成了與之配套的修井機(jī)改造,引進(jìn)阜新石油機(jī)械廠油管堵塞器、防噴固定凡爾,使用采油院油管堵塞器,解決了起管、下泵時(shí)油管防噴問題,探索實(shí)施半壓井工藝,設(shè)計(jì)加工單流閥,使作業(yè)工藝進(jìn)一步完善。1、環(huán)封封接口設(shè)備2008年8月,根據(jù)租用設(shè)備存在的不足,參考其它帶壓設(shè)備及防噴器生產(chǎn)能力,設(shè)計(jì)制造了DYZJ185-35/21型帶壓作業(yè)機(jī)(環(huán)封封零時(shí)承壓21Mpa),該設(shè)備增加了環(huán)型封井器及全封剪切防噴器,擴(kuò)大了整機(jī)內(nèi)通徑,提升舉升能力、防頂力、卡緊力,在連接法蘭的設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)了250型與350型井口通用法蘭。通過一系列的改進(jìn)設(shè)計(jì),使制造后的帶壓機(jī)安全性能更高,密封能力進(jìn)一步增強(qiáng),設(shè)備能力進(jìn)一步提高,使用更加方便。2、利用生產(chǎn)設(shè)備的修井機(jī)帶壓作業(yè)機(jī)組裝后整機(jī)高度在5.3m左右,使得JB-18井架與作業(yè)機(jī)無法滿足施工要求,作業(yè)大隊(duì)利用現(xiàn)有湖北荊州第四石油機(jī)械廠生產(chǎn)的XJ250型輪式修井機(jī),通過駕駛室移位、指重表配套形成了與帶壓機(jī)配套的修井機(jī)。3、改進(jìn)管柱結(jié)構(gòu)(1)、原引進(jìn)阜新石油機(jī)械廠油管堵塞器,堵塞油管內(nèi)徑;現(xiàn)正與采油院研制定壓式堵塞器,克服光油管井堵塞器易出尾管現(xiàn)象;(2)、改進(jìn)防噴固定凡爾、防噴閥用于自噴井下泵,不改變現(xiàn)有的管柱結(jié)構(gòu);(3)、設(shè)計(jì)制作單流閥,用于通井、刮管等施工工序。2009年1月自行研制的帶壓作業(yè)設(shè)備首次在L8P1井進(jìn)行試驗(yàn),對(duì)不合理的地方進(jìn)一步改進(jìn),已經(jīng)形成了完整的技術(shù)系列,完成了設(shè)備的定型,設(shè)備、設(shè)施基本滿足了現(xiàn)場需要。四、帶壓作業(yè)施工截止到2009年底,帶壓作業(yè)共施工油水井25口次,其中油井19口次,水井6口次,一次成功率96%,成功實(shí)施了壓裂轉(zhuǎn)抽,空井筒轉(zhuǎn)注、轉(zhuǎn)抽,水井增注,補(bǔ)孔轉(zhuǎn)抽等措施,各項(xiàng)工序穩(wěn)步實(shí)施,打破了制約單元和諧開發(fā)的瓶頸,彰顯出帶壓作業(yè)的優(yōu)勢。共恢復(fù)日油能力74.65噸,恢復(fù)日注水317方,減少壓井液用量1360方,平均縮短溢流占井時(shí)間15天以上,節(jié)約壓井費(fèi)用約76萬元、節(jié)約收污水費(fèi)用15萬元,不壓井作業(yè)避免了油層污染,提高了日注水量和產(chǎn)油量。在具體帶壓作業(yè)過程中,純梁采油廠配套不同管柱堵塞器,努力解決帶壓作業(yè)難題。帶壓作業(yè)成功與否,主要在是否堵塞成功。采油廠與采油工藝研究院結(jié)合改進(jìn)堵塞器,使其性能更加完善,泵車打壓輸送堵塞器,在下壓差的作用下實(shí)現(xiàn)堵塞,如油管漏失或是堵塞不到位,可采取分段堵塞;面針對(duì)結(jié)蠟、結(jié)垢嚴(yán)重井,發(fā)明了軟堵塞器,軟堵塞器內(nèi)置鋁芯,外部橡膠開口朝一個(gè)方向,共有5層,其外徑大于管柱內(nèi)壁成過盈接觸,用泵車或是桿體易輸送到位,在卸壓或提出桿體時(shí),在下壓差作用下,軟堵塞器一般卡在接箍處,形成堵塞,該堵塞器一般用于壓力比較低的井或是管柱底部帶有多級(jí)工具、內(nèi)徑較小的井,可大大提高作業(yè)速度;針對(duì)井內(nèi)無管柱,采用倒裝單流閥、旋塞倒下單根等措施,實(shí)現(xiàn)管柱堵塞,也可完成套管除蠟、刮管、通井等工序,所有這些措施都保證了施工的順利進(jìn)行。采用半壓井工藝,解決因結(jié)蠟投堵塞器困難的實(shí)際。針對(duì)井內(nèi)管柱結(jié)蠟嚴(yán)重投堵塞器困難的實(shí)際情況,采用半壓井工藝,即從油管內(nèi)替入少量壓井液,降低油管內(nèi)液面,套管閘門放溢流進(jìn)活動(dòng)罐,迅速起出上部結(jié)蠟油管,然后投堵塞器進(jìn)行下步施工工序。例在G890-21壓裂后自噴轉(zhuǎn)抽井,就是利用以上辦法克服蠟的影響成功實(shí)施轉(zhuǎn)抽作業(yè)。五、技術(shù)優(yōu)勢分析帶壓作業(yè)是