一種帶壓作業修井裝置在高壓深井起下管柱的應用

摘要：帶壓作業是利用特殊設備在井口有壓力的工況下進行安全/無污染的井下作業，是一套先進的井下的作業方法，解決了壓井對油層污染，同時降低工作效率，增加工作成本的問題。本文介紹一套帶壓作業修井裝置的設計原理和工作性能，根據其在某油田高壓深井起下管柱的實際應用情況，進一步說明其性能的優越性，建議在各油田生產中廣泛采用。

關鍵詞：帶壓作業 修井裝置 起下管柱

1 帶壓作業技術及應用

1．1 帶壓作業簡介

帶壓作業[1]又稱不壓井作業，是指在不進行壓井，在油氣井內存在壓力、井口帶壓的情況下進行起下鉆具、井下工具及管柱等井下作業的技術方法。隨著帶壓作業技術的發展，如今帶壓作業已發展到欠平衡鉆井、完井、修井及酸化壓裂等諸多領域。

帶壓作業與傳統井下作業工藝相比，能夠更加有效的保護地層，避免了壓井對產層污染，保護和提高了油氣層的生產能力，同時還能有效降低事故發生率、提高作業安全性，減小作業風險；另一方面，帶壓作業減少了多次壓井的作業成本，同時保證了安全快速生產和環保清潔施工，更有效地規避了傳統壓井作業其作業后排液周期較長且容易造成井被壓死的技術工藝難題，是一項十分先進的井下作業技術。

目前，常規壓井作業能夠完成的工作已都可通過帶壓作業完成。其主要作業內容為：①帶壓完井，包括新井完井和二次完井。新井完井帶壓完井的內容主要為帶壓下入包括篩管在內的完井管柱；帶壓下壓裂和生產連作管柱；帶壓下射孔管柱；帶壓雙管完井等。二次完井的主要內容有帶壓起射孔和生產連作管柱；帶壓起壓裂和生產連作管柱；帶壓起更換完井管柱等。②帶壓側鉆，在不壓井條件下打側鉆井。③欠平衡鉆井，在欠平衡鉆井過程中，進行帶壓起下鉆井管柱作業。④帶壓修井，內容包括帶壓沖砂、帶壓打撈、帶壓磨銑等作業。⑤應急帶壓搶險作業。

1．2 帶壓作業裝置

帶壓作業是一種先進工藝，對工作人員工藝技術素質和設備要求較高，需要高性能的不壓井作業機才能完成，不壓井作業機是一種能夠在存在井筒壓力、井筒存在油氣的條件下進行作業的先進作業設備。目前常見的帶壓作業裝置[2]分為輔助式和獨立式，主要有：340K型舉升機、600K獨立式、迷你式、撬裝式150K（TOP WELL Services Inc.）等。

目前，帶壓作業裝置正在由液壓式向一體機、智能化和模塊化發展，將大大提高帶壓作業的安全可靠性、機動性和施工效率[3]。新型帶壓作業裝置用于帶壓作業，將教傳統作業有以下優勢：①實現零污染，延長油氣井的生產周期；②節約了產能恢復所需的費用；③實現了不停產作業；④保護了產層，提高了油田采收率；⑤保護環境，節能減排，實現了零排放；⑥節約了壓井液的成本。

2 國產帶壓作業裝置及其應用

2.1 本文介紹一種國產帶壓作業裝置，該XJ-1000型作帶壓作業裝置由動力、結構、控制和密封4個子系統組成，能夠完成13項分屬4大類的修井作業任務，具有一定的推廣意義，并對我國帶壓作業裝置的設計與生產有一定的指導和借鑒意義。

其結構圖如下圖1所示。

液壓動力系統是該裝置的動力源和關鍵，其通過液控操縱裝置控制系統中各油管油路，其中一路與主油缸換向閥進油口連接；一路由主進油管線連通至上、下卡瓦；同時，液壓動力系統還承擔著密封動力源的工作任務，保證較高的工作壓力從而保證密封井內的井壓。

2.2 帶壓修井裝置的應用

該帶壓修井裝置在某油田一深井修井作業中進行實際應用，作業工作圓滿完成，證明該帶壓修井裝置的實用性和科學性，具有一定的推廣價值。此作業為帶壓用1-1/4”油管磨銑，井下3-1/2”生產管柱內砂橋。其作業周期17天，其中帶壓起下管柱作業時間8天，作業管柱為1-1/4”油管，起下管柱速度為120~300m/h。關井壓力為90Mpa，油井內H2S含量為100ppm。

施工流程為：①安裝防噴器及不壓井設備；②在1-1/4生產管柱連接回壓閥、磨鞋工具，下井；③下至砂橋深度753.8m，沖磨銑至1463m，循環；④繼續加速至3078.5m，沖磨銑至3109m，沖洗循環徹底；⑤帶壓起磨銑管柱；⑥拆除設備；⑦恢復生產。

應用工作經驗：

①不壓井作業成功的關鍵一步為必須保證井內油管的封堵徹底，因此在起下管柱之前，應當堵塞井內底部油管的內腔，從而保證油管內流體不會在高壓作用下流出油管；

②在工作過程中，固定卡瓦和游動卡瓦不能同時打開，從而保證工作的安全性，避免了因操作失誤導致發生管串被沖出油氣井的事故；

③科學的施工設計方案、適用的技術措施、性能良好的壓力控制設備、高素質的技術人員是實現安全高效不壓井作業完成的關鍵。

3 總結

帶壓作業又稱不壓井作業，是指在不進行壓井，在油氣井內存在壓力、井口帶壓的情況下進行起下鉆具、井下工具及管柱等井下作業的技術方法。

帶壓作業與傳統井下作業工藝相比，擁有諸多優勢，是一項十分先進的井下作業技術。目前，常規壓井作業能夠完成的工作已都可通過帶壓作業完成。帶壓作業高性能的不壓井作業機才能完成，不壓井作業機是一種能夠在存在井筒壓力、井筒存在油氣的條件下進行作業的先進作業設備。

目前，帶壓作業裝置正在由液壓式向一體機、智能化和模塊化發展，將大大提高帶壓作業的安全可靠性、機動性和施工效率。

本文介紹一種國產帶壓作業裝置，該XJ-1000型作帶壓作業裝置由動力、結構、控制和密封4個子系統組成，能夠完成13項分屬4大類的修井作業任務，在某油田一深井修井作業中進行實際應用，作業工作圓滿完成，證明該帶壓修井裝置的實用性和科學性，具有一定的推廣價值。

參考文獻：

[1]柴辛，李云鵬，劉鐵建等.國內帶壓作業技術及應用狀況[J]石油礦場機械，2005.34(5):31~33.

[2]陳蔚茜，穆延旭，付元強.國外不壓井作業機[J].石油機械.2005.33(1):63~65.

[3]王振莊.我國修井機技術發展的過去和未來[J].石油礦場機械.2000，23(1):44~46.