帶壓作業技術在澀北氣田的應用

摘 要:帶壓作業是一種先進的井下作業技術。主要優點是能夠最大限度地減少對地層的污染和能量的損失，效率高、安全可靠。帶壓作業技術在國外已經廣泛應用，開發出了系列帶壓作業裝置，并形成了較為完善的配套技術體系。目前青海油田澀北氣田也開展了相應的研究，并取得了一定的效果。

關鍵詞:帶壓作業裝置效果

中圖分類號:TE3文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(c)-0120-02

隨著油氣田開發的進一步深入，氣井檢修越來越頻繁。常規作業一般都采用高密度壓井液壓井將井壓力降低后進行作業。高密度壓井液壓井不僅成本高、時間長，而且會堵塞地下油(氣)水通道，對氣井產層產生污染，影響復產后的產氣量。而采用帶壓作業工藝，則可很好解決這一技術難題。2010年7月以來，青海油田澀北氣田采用S-9型帶壓作業裝置進行了帶壓作業技術研究，積累了經驗，取得了一定效果。

1 研究帶壓作業的意義

帶壓作業就是利用特殊修井設備，在油、氣、水井井口帶壓的情況下，實施起下管桿、井筒修理及增產措施等的一種先進的井下作業技術。

研究推廣帶壓作業技術對于澀北氣田來說具有重要的意義。澀北氣田年修井作業量在１80井次左右。近年來加密開采，地層壓力遞減速度加快，澀北一號氣田由2002年的平均壓力系數1.2下降到2010年的平均系數0.7～0.9，澀北二號由2002年的平均壓力系數1.3下降到2010年的平均系數0.9～1.1。在施工過程中，平均每小時漏失1～1.5方，這給壓井作業帶來了很大的難度，也造成了嚴重的地層污染。作業后需要氣舉、放噴。有的井甚至需放噴兩周才能放干凈井筒積液。每放噴一口井，最少需排放30000m3的天然氣，放噴還容易把地層砂攜帶至井筒，對管柱造成砂埋。油(氣)水井常規作業帶來的地層污染及能量損失是不可估量的，而實施帶壓作業將可以成為澀北氣田節能減排、保持地層壓力、減少地層污染、提高并穩定單井日產量、降低作業綜合成本的一項重要手段。

2 帶壓作業技術概述

帶壓作業技術包括帶壓作業裝置和帶壓作業工藝兩部分。

2.1 帶壓作業裝置簡介

以S-9型輔助型不壓井作業機為例，該不壓井作業機安裝在彼得比爾特卡車之上，此卡車屬于三驅底盤類型卡車。帶壓作業裝置主要由五部分組成:液壓動力系統、防噴器系統、放壓/平衡系統、卡瓦系統、舉升系統。

(1)液壓動力系統:舉升，液壓油箱，泵，液控箱以及相關設備安裝于彼得比爾特卡車之上。此設計特點縮小了安裝時間，并擴大了移動和便利性。

(2)防噴器系統:防噴器系統由一個環形防噴器和兩個閘板防噴器組成，在作業過程中控制井內環形空間的壓力，其最大通徑為179.06mm，承受的最高工作壓力為35MPa;

(3)放壓/平衡系統:兩套閘板防噴器被放空/平衡四通分隔，四通安裝有球閥和可調式節流閥。在作業過程中進行壓力的平衡和放空。

(4)卡瓦系統:卡瓦系統包括兩套防頂卡瓦和兩套加壓卡瓦，其卡瓦牙分為2-3/8″、2-7/8″和3-1/2″三種類型，用來控制管柱的起下;并和舉升系統配合共同進行帶壓作業;

(5)舉升裝置:舉升機液壓缸為雙液壓缸結構，提供不壓井作業力和舉升力，兩個內徑152mm液缸，5″(89mm)傳動桿，最大舉升力660kN，最大下壓力430kN，最大行程3.6m。液壓壓力20.7Mpa。能提供緊急狀況之下的緊急液壓剎車功能。舉升裝置具有重啟功能，能增加舉升速度。

2.2 帶壓作業工藝過程

帶壓作業工藝主要表現在兩個方面:

(1)在施工作業過程中，要實現油、套管環形空間動態密封及油管的內部堵塞。

(2)在密封油套環空的同時起下油管，能夠克服井內壓力對油管的上頂力，實現安全無污染帶壓起出或下放油管，最大限度的保護儲層能量。

堵塞技術:帶壓作業施工前要進行投堵，以達到密封油管，實現帶壓作業施工。氣井采用的是進口的HPI公司的電纜油管橋塞，坐封位置精確，承受壓差能力強。

起下管柱:起油管作業前，用環形封井器封住井壓，將雙閘板防噴器和單閘板防噴器作為備用。起油管時，因油管重力大于井壓對油管的上頂力，所以不用卡瓦和升降液缸，而用修井機直接起管串;隨著油管越來越少，質量逐漸減輕，井下的上頂力與油管重力接近，即當指重表的讀數接近0時，要用卡瓦卡住油管，靠升降液缸和卡瓦的循環動作進行起油管作業，升降油缸上升以保證安全。在作業間歇，若井內有油管，用雙閘板的半封封住井壓，若井內無油管，用雙閘板的全封封堵井壓。下油管工藝流程與起油管流程相反。

3 應用情況及效果

(1)縮短施工周期，節約壓井液費用，減少放噴天然氣的損失。以1口氣井為例，采用帶壓作業裝置作業比常規壓井作業可縮短施工周期3～4d，節約壓井液費用約2～3萬元，減少因放噴求產損失的天然氣20000～30000m3。

(2)減輕對氣層的傷害，延長氣層的壽命。采用帶壓作業技術，可避免修井液造成的氣層顆粒堵塞和水化膨脹等傷害。

(3)該裝置能保證油氣層評價的真實性。帶壓作業可最大限度保持油氣層原始狀態，不影響注采平衡，可取得真實的地層資料，為油氣藏評價提供準確數據。

(4)減輕地面污染。帶壓作業不使用壓井液，實現了綠色環保作業。

4 帶壓作業技術在應用過程中尚需解決的問題

帶壓作業技術發展到現在雖然已經在實際生產中發揮越來越重要的作用，在澀北氣田也取得了一定效果，但是仍然存在一些急需解決的問題:

(1)由于井下工具處于最下邊，其通徑及規格型號等各不相同，很難有統一的封堵工具可直接對其進行封堵。大多數情況下，堵塞器只能下到井下工具上面的那根油管中，這樣起到井下工具時必須重新投堵塞器或搶裝油管旋塞閥等，增加了作業危險性，同時也污染環境。如何封堵井下工具，或設計可開關便于封堵的井下工具是帶壓作業中一個非常迫切的研究課題。

(2)雖然已經制定出了帶壓作業操作規程和各項相關管理制度，但是從行業規范標準、資質認證和實際操作培訓上還有一定的欠缺，還需要制定出一整套適合帶壓作業的行業標準、資質認證和培訓教材。

(3)防噴作業操作人員與修井機司鉆的配合。由于防噴作業井口的特殊性，操作人員作業位置一般離地面5m以上，而常規的修井機司鉆位置高度都在2m以下，起下管柱時司鉆觀察非常吃力，操作人員之間很難配合。

帶壓作業技術已經被各大油田各行各界人士所認同，在油(氣)水井作業中有著廣泛的前景，它帶來的直接和間接經濟效益和社會效益是巨大的。盡管帶壓作業在澀北氣田還屬于起步階段，帶壓作業技術還有待進一步改進，但隨著國家對環境保護力度的進一步加強、油氣層保護的意識的不斷深化，帶壓作業這一新生事物必然會在澀北氣田的發展中得到進一步的推廣應用。

參考文獻

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