油井帶壓作業技術現狀與發展淺析

佟有新

摘要：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。本文從帶壓作業優勢，發展歷程，技術原理、存在問題，發展趨勢五個反面對帶壓作業總結，促進我國帶壓作業技術的發展。

關鍵詞：油井，帶壓作業，技術現狀，發展淺析

前沿

帶壓作業是在保持井筒內一定壓力，不壓井、不放壓的情況下進行起下管柱的一種較為先進的井下作業技術。與傳統井下作業相比，帶壓作業的特有優勢在于能夠最大程度的實現對油氣層及環境的雙重保護，有利于油氣水井修復后的穩定生產，并且可以提高注水效率。

1帶壓作業的優勢

在壓井過程中，壓井液會影響井筒周圍地層的滲透性，尤其是低壓低滲地層，更加容易受到污染，一旦受損害，修復十分困難。帶壓作業就是在施工過程中不需要對作業井進行壓井作業，也不需要泄壓。技術優勢有以下幾點：①保護產層，保持了油氣層的清潔，提高儲量的采收率;②不壓井、不泄壓，避免了壓后放噴排液，節約了產能恢復時間，延長油氣井生產周期;③帶壓作業過程中實現零排放、零污染，保護了環境，節能減排，契合國家的綠色發展理念，意義十分重大;④壓井作業中所需要的材料費和作業費用很高，使用帶壓作業可以避免壓井作業程序，從而降低材料費和用工時間，隨著低孔隙度、低滲透率的致密性砂巖氣藏勘探開發力度的加強，經濟效益十分明顯;⑤不停產作業，縮短綜合作業工期，爭取了利益最大化。

2帶壓作業發展歷程

隨著技術的不斷發展，帶壓作業設備由最初的機械式設備慢慢轉變成液壓式，。增加了帶壓設備的效率和安全系數，20 世紀 80 年代，由 LTD 公司開發出車載帶壓作業設備，加強了帶壓設備的機動性。近年來，隨著帶壓作業業務量和業務范圍的拓展，出現了鉆、完、修井一體化的帶壓作業設備。國外生產和提供帶壓設備的公司挺多，比如：Halliburton、CUDD、High Arctic 等。隨著對帶壓作業技術的高度重視和迫切需求，我國帶壓作業技術也得到了飛速發展。國內從事研究和提供服務的帶壓作業技術的公司有：四機廠（BY-J100）、華北榮盛 （DY-12-14）、任丘鐵虎 （DYZY18-21/35）、阜新馳宇 （FX.FPZYJ-180/14）、托普威爾 （J 62B）、通化石油等。

3帶壓作業技術

帶壓作業技術主要是通過帶壓設備防噴器組控制油套環空壓力，通過液壓系統提供動力來控制閘板和卡瓦的開關，其中游動萬能卡瓦具有防頂和承重的功能，液動閘板防噴器具有控制井口壓力的功能，主液壓缸用于支撐游動橫梁及游動萬能卡瓦，通過各部件之間的共同配合對壓力大的井完成起下管柱作業，并可以防止井內管柱上頂然后通過加壓動力系統對管柱施加外力克服井內上頂力，由油管堵塞器控制油管內部壓力，從而確保在帶壓的情況下順利實現起下管柱作業。

帶壓作業的核心技術為對井內壓力的控制、油管和套管間環空壓力的控制、管柱上頂力的控制三部分。

3.1油管內壓力控制

管柱內壓力控制主要是采用合適的堵塞工具和工藝對油管進行投堵施工，從而達到對油管內的壓力進行有效的控制。國內各油田根據帶壓作業現場的實際工況研發了不同種類的管柱內堵塞工具，如油管橋塞、單流閥、雙作作用閥、預置工作筒等，通過水力投送、鋼絲投送和空心油桿等投送方式，有效解決了帶壓作業技術中管柱內壓力控制的核心問題。油管內壓力的有效控制離不開堵塞工具和工藝技術，二者相輔相成，缺一不可。

3.2油管和套管間環空壓力的控制

油管和套管間的環空壓力控制主要依靠帶壓防噴器組進行控制，兩個半封閘板防噴器相互配合倒出接箍以及配合放壓閥和卸荷閥起出井下工具。另外還有一種特殊防噴器，其特點是采用油缸外置式結構，驅動閘板的液缸外裝于防噴器本體兩側，閘板結構形式為圓柱形，前密封于管柱的接觸面積增加，密封更可靠，前密封鑲嵌有特殊耐磨材料，使前密封在滿足動密封的工況下具有較長的使用壽命。

3.3管柱上頂力的控制

帶壓作業施工過程中主要是利用卡瓦和升降液缸的配合來對管柱的上頂力進行有效控制。卡瓦對管柱提供卡緊力，后依靠升降液缸來控制管柱的起下。現階段主流的帶壓作業裝置主要配置為錐形自緊式卡瓦。另外在液壓控制系統上還安裝了卡瓦互鎖裝置，以防止處于工作狀態的1對承重卡瓦或防頂卡瓦同時處于打開位置，從而保證了操作的安全性。

4存在問題分析

國內現有的帶壓作業設備主要存在承載、承壓能力不足，配套不全，可靠性和自動化控制程度較低、操作復雜，難于現場推廣等缺陷。

局限于 70MPa 以下的油水氣井小修，滿足不了大修、超高壓、特殊類型井的帶壓作業需要。超高壓（大于70MPa）井、熱采井、特殊類型帶壓作業裝備亟待研制開發。

國內配套使用裝備質量偏低，國產液壓元件、卡瓦牙等質量水平與國外品牌存在差距，動力控制系統故障率偏高;密封膠件壽命比國外產品偏低;井下堵塞器可靠性也與國外產品存在差距。設備研發推廣期間可能需要大量采購國外配件材料。但進口元器件周期較長，配件更換不宜保障。

5 我國不壓井帶壓作業未來的發展趨勢

帶壓作業裝備向著一體化、模塊化、智能化方向發展，注重提高操作的安全可靠性、機動性和施工效率;車載一體機已得到了各個油田的青睞和認可，一體機可以大幅度降低油耗，提高作業效率。此外，帶壓作業裝置液壓控制系統的國產閥件的可靠性需要提高。

帶壓作業工藝技術向著多樣化方向發展。帶壓作業技術應逐步具備從水井到油井，再到氣井，從小修到大修的帶壓作業能力;

帶壓作業向系列化、規范化發展。不應僅根據各油氣田的不同需求，而提供各種不同的裝備，而是應將帶壓作業設備逐步實現系列化和規范化。

6 結論

通過對國內外不壓井帶壓作業裝置的技術發展進程進行了分析，國內對該技術的研究與應用領域差距較大，國產設備有待進一步完善和提高。對國內帶壓作業裝置的發展趨勢進行了分析與展望，為其未來的發展方向提出了建設性意見。

參考文獻：

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