帶壓作業技術在注水井上的應用

劉承煒 江凌飛 強海萍 文云飛 靳利

（1.中國石油大學（華東）；2.中國石油華北油田分公司第五采油廠）

油田進入注水開發中后期，維護注水井正常注水是確保油田生產的主要手段之一。冀中南部油田有注水井149 口，平均注水壓力為16.1 MPa，平均日注水10 643 m3，其中注水壓力大于20 MPa 的有49 口。為了進行注水井修井作業，作業前需停井降壓，以滿足修井作業施工。但部分注水井停井后井口壓力高，自然降壓困難，降壓時間較長，降壓時間3 個月到1年不等，長時間的停井泄壓嚴重影響了油田開發井組中注水井注水驅油的效果。過去針對此類井常采用現場挖坑放噴泄壓的方法，用以達到快速降壓的目的，但此做法帶來了諸多問題，比如：泄壓出來的大量注入水怎么處理；快速泄壓破壞了地層能量的平衡，并且易導致地層出砂，嚴重時可能造成套管變形；注入水泄壓返排易造成環境污染等。因此，為了縮短注水井泄壓周期，減少泄壓返排注入水造成的水資源浪費，維護注入井地層能量的平衡，2013年起，在注水井修井作業中引進了帶壓作業技術，很好地解決了上述問題。

1 注水井帶壓作業技術原理及主要結構

1.1 技術原理

注水井帶壓作業技術是針對高壓注水井(井口壓力低于14 MPa 的注水井)利用特殊的帶壓作業修井設備，在井口有壓力的情況下實施對井內注水管柱安全、無污染的起下作業，實現不壓井、不放噴密封作業的目的[1]。注水井帶壓作業技術利用油管堵塞工具實現井內油管內部壓力的控制，再利用安裝在井口上的帶壓作業井控裝備實現油套環空壓力的控制，從而達到不壓井、不放噴的目的。

在起管柱時，下防噴器關閉，當下接箍探測器發出探測信號時，上防噴器關閉，上平衡閥關閉，下平衡閥打開，使下防噴器上下充滿井內高壓液體。當下防噴器上下液體達到壓力平衡后，下防噴器在控制液缸驅使下打開，接著下平衡閥關閉；當管柱接箍順利通過下防噴器后，上接箍探測器發出探測信號，下防噴器關閉，上平衡閥打開，使上下防噴器之間高壓液流迅速泄壓。當上防噴器上下液體達到壓力平衡后，上防噴器在控制液缸驅使下打開，接著上平衡閥關閉，管柱接箍順利通過上防噴器，完成一根油管在密封狀態下的起升[2]。

在開始管柱自重大于井內壓力產生的上頂力時，不用卡瓦和升降液缸操作，直接用修井機起管柱。隨著井內管柱的減少，管柱自重減輕，井內上頂力與油管自重接近，即指重表的讀數降低接近于零時，開始使用卡瓦卡住油管，用升降液缸和卡瓦的循環動作進行起油管作業，直至全部起出井內油管。

下入油管的工藝流程與起油管流程相反。

1.2 主要結構

注水井帶壓作業系統主要由井控裝備、液壓動力裝置、液壓操作控制系統及其他輔助設備四部分組成。

井控裝備主要包括三閘板防噴器、環形防噴器、單閘板防噴器等，主要用于密封油套環空或封隔井口，確保環空內液體不外噴。

液壓動力裝置包括固定卡瓦、游動卡瓦，升降油缸及上中下橫梁等，主要用于在油管自重小于井內上頂力時控制油管的起下作業，以保障油管及工具的安全起下。

液壓操作控制系統包括液控操作臺、蓄能器系統及配套聯結軟管等。

輔助設備包括作業修井機、油管堵塞器、特殊單向閥、完井工作筒、接箍探測器、平衡閥、液壓系統防回水裝置等[1]，用于配合完成帶壓起下油管作業，實現安全、無污染施工。

2 現場應用

2013—2014年，在荊丘、深南、車城等生產區的20 口注水井上開展帶壓作業施工，平均井口帶壓操作壓力為6.2 MPa，每口井平均停井時間從84天縮短到21天；平均每口井減少泄壓返排水量864 m3（表1），節約回收污水拉運費用86 萬元；減少回注污水帶來的用電消耗，節約回注污水用電10.96×104kWh，實施效果明顯，達到了預期的目標。

表1 帶壓作業技術與常規作業對比

3 結論

1）通過應用帶壓作業技術，較好地解決了泄壓困難的注水井在作業前停井降壓時間長的問題，提高了注水效率。

2）解決了大量注入水返排、回收和回注的問題，節約了水資源，減少了回注返排水造成的用電消耗，節約了生產成本。

3）減少了注入水返排，保持了注水層的地層能量，改善了油田開發效果；同時避免了因注入水返排造成的環境污染。

[1]宋守權,張曉燕.水井帶壓作業的研究與應用[J].內蒙古石油化工,2007(8):158-159.

[2]楊永剛,田育紅,張紅崗.注水井帶壓作業工藝技術研究及應用[J].石油化工應用,2010,29(8):95.