油水井帶壓作業技術組成與發展

王子磊（遼河油田工程技術處，遼寧盤錦124010）

油水井帶壓作業技術組成與發展

王子磊（遼河油田工程技術處，遼寧盤錦124010）

帶壓作業技術具有能夠有效保護地層狀態、改善油氣藏開發效果以及環保節能減排等優勢，是油氣水井作業領域的一項革命性技術。本文從技術原理、裝備、工藝等方面闡述了帶壓作業技術的組成內容，介紹了國內外帶壓作業技術的發展情況，提出了今后帶壓作業技術的發展方向與研究重點。

帶壓作業技術；帶壓作業機；油管封堵技術

帶壓作業技術是指在油氣水井井口有壓力的情況下，利用專門設備在井筒內進行作業的一項技術，作業內容通常包括修井、完井、壓裂酸化以及井控搶險等。應用帶壓作業技術可以避免常規作業洗壓井造成的地層污染，避免井口放壓、排液導致的地層能量下降及環境污染，能夠有效保護地層狀態，改善油氣藏開發效果。

1 帶壓作業技術原理

帶壓作業的技術原理可以概況為“兩控一防”：兩控分別是指油套管環空之間壓力的控制和油管內壓力的控制，一防是指防止井內管柱在井壓作用下上竄。

油套管環空之間壓力的控制主要由不同的防噴器及其組合來實現，通常包括各類閘板防噴器、環形防噴器、球形防噴器或不同防噴器的組合，在起下管柱作業時通過若干個防噴器封住油管與套管之間的環形空間，控制井內壓力從油套環空上涌。油管內壓力的控制主要由油管封堵技術與工具來實現，每口井帶壓作業施工前、后需要采取不同的措施封堵住油管內腔，控制井內壓力從油管內腔上涌。防止井內管柱的上竄主要由帶壓作業機來實現，具體是通過帶壓作業機的施力部分來實現，在井內壓力作用于管柱上的力大于管柱自身的重力時對管柱施加一定的下壓力，防止管柱上竄。

2 帶壓作業機分類及組成

帶壓作業施工需要由專門的設備即帶壓作業機（或稱帶壓作業裝備）來開展。

根據工作狀況與功能不同，可將帶壓作業機劃分為兩種：輔助式帶壓作業機與獨立式帶壓作業機，二者的最大區別在于是否需要修井機或鉆機的支持來開展施工。輔助式帶壓作業機本身沒有起下管柱的絞車系統，需要修井機或鉆機配合才能起下管柱完成作業；而獨立式帶壓作業機本身配有能夠起下管柱的絞車系統，不需要修井機、鉆機的配合就能獨立起下管柱完成作業。

一個完整的帶壓作業機主要由五部分組成，分別是井控部分、施力部分、控制部分、提升部分、附屬部分。其中井控部分的功能是控制井內壓力、防止井噴，分為安全防噴器組與工作防噴器組，安全防噴器組是在發生緊急情況需要搶險以及作業停工需要長時間關井時使用，工作防噴器用于當起下管柱或進行各類措施作業時密封油套環空。施力部分用于對管柱施加一定的下壓力，防止管柱上竄，主要由液壓升降油缸、游動夾持卡瓦、固定夾持卡瓦、橫梁框架等組成。控制部分是帶壓作業機的“大腦”和動力來源，用于控制帶壓作業機的防噴器、液壓油缸、液動卡瓦、各類閥件的開關運行，主要由遠程液控臺、輔助控制臺、動力箱組成。提升部分是針對獨立式帶壓作業機來說的，用于懸吊、起下管柱，主要由絞車、鋼絲繩、滑輪組及桅桿組成。附屬部分是帶壓作業機的其余組成部分，主要包括工作平臺、設備維護平臺、爬梯、逃生設施、油管滑道等。

3 油管封堵技術

油管封堵技術是用來實現油管內壓力控制，涉及地面動力設備、井口防噴裝置、井下封堵工具以及相關工藝措施的一項綜合性技術，影響到帶壓作業的施工安全與成敗。

根據工藝手段的不同，可將油管封堵技術分為重力送入-壓差坐封技術、鋼絲或電纜送入-坐封技術、連續管送入-坐封技術、預置工作筒封堵技術、井下開關（閥）封堵技術、油管外封堵技術、化學膠塞暫堵技術、冷凍暫堵技術等，目前國內常用的是上述前面5項技術。

4 國內外帶壓作業技術發展情況

帶壓作業技術起源于國外，1928年北美第一次采用機械式帶壓作業手段,使用鋼絲繩和滑輪系統連接到鉆機絞車上提供下壓力；1960年，第一臺液壓式帶壓作業設備誕生，提高了安全性；1980年，第一臺車載液壓式帶壓作業設備出廠，增強了機動性；90年代后，出現了模塊化的帶壓作業設備，以適應海上作業。目前，北美地區帶壓作業技術應用有兩個顯著特點：一是應用范圍非常廣，特別是在氣井作業方面，帶壓作業技術的推廣應用率達到90%，每年氣井帶壓作業量超過5000井次。二是技術水平高，目前作業井最高壓力達到140MPa，最高含硫濃度達45%，最大井深超過7000米。

國內帶壓作業技術起步晚，1983年吉林油田研制出我國第一臺拖車式一體化帶壓作業機，受限于技術水平，沒有推廣應用。2001年遼河油田自主研發出了國內第一臺液壓式帶壓作業設備，成功應用于高壓注水井作業，拉開了國內帶壓作業技術發展與應用的帷幕。近年來，國內各油田積極推廣帶壓作業技術，形成了較為完備的油水井帶壓作業技術體系，氣井帶壓作業技術也取得了長足進步。

目前，國內帶壓作業在施工裝備性能、油管封堵技術水平、施工效率、應用范圍等方面與國外相比仍存在較大差距。

5 帶壓作業技術的發展方向

今后，國內帶壓作業技術將向高端化、高效化、系列化發展，技術與裝備走向高端化，逐漸滿足高壓井、稠油熱采高溫井、水平井等復雜結構井的作業需要；施工效率顯著提高，帶壓作業占井時間大大縮短；施工工藝更為完善，形成油、氣、水井技術系列，涵蓋帶壓修井、增產措施、完井等施工內容。

王子磊（1983－），男，工程師，現從事修井作業技術研究工作。