低壓井可控不壓井作業設備研究與試驗

高彥生

(遼河油田公司，遼寧 盤錦 124010)

在石油修井作業方面，傳統的修井工藝常常采用壓井方式進行作業，壓井會造成產層污染甚至堵塞，造成油井產量下降，不利于油氣資源的可持續發展，而不壓井作業技術能很好地解決這種問題。

目前，不壓井作業技術在帶壓作業工藝及設備研究方面已逐漸成熟，而適用于低壓油氣井的不壓井作業技術研究還處于起步階段。隨著油田開發到了中后期，儲層壓力越來越低，作業時考慮安全環保要求，首先要使用壓井液進行壓井，漏失嚴重的井還要采取多次壓井方式，這樣就會污染油層，增加作業后抽油排水期，增加污水循環處理費用，同時還存在稀油井瞬間氣體上竄、稠油井井間汽竄等隱患。為減少作業過程中油層污染、提高作業效果、降低作業成本，在安全可控、提速提效的情況下，開展低壓井可控不壓井作業技術的試驗、推廣工作是非常必要的。

一、可控不壓井作業與帶壓作業的技術界定

1.帶壓作業技術

對于井口壓力較大、有自溢能力的油水井，在井口帶壓的情況下，利用特殊修井設備實施起下管桿、井筒修理及增產措施的井下作業技術。工作過程是通過防噴器組控制油套環空壓力，堵塞工具控制油管內部壓力，管柱加壓裝置克服井內上頂力，實現管柱帶壓起下。10幾年來，帶壓作業技術在國內得到了較快發展，已經有14MPa、21MPa、35MPa、70MPa4個壓力等級的帶壓作業裝置應用于現場，解決了很多高壓、疑難井的修井和措施問題。

2.低壓井可控不壓井作業技術

對于井口關井壓力不大于1MPa、氣液比不大于100、流體溫度不高于80℃、硫化氫含量不高于15mg/m3、地層壓力系數小于0.7的油水井，在不使用壓井液壓井情況下，利用可控起下抽油桿裝置、可控起下油管裝置和井下管柱封堵工具，完成油水井維護作業的井下作業技術。可控不壓井作業技術主要用于解決低壓井作業過程中保護油層和防止地面環境污染問題。

二、可控不壓井作業工藝技術

1.可控起下抽油桿設備

(1)工藝結構

井口工藝主要包括：抽油桿密封裝置；卸壓管匯；儲液罐；壓井管匯(見圖1)。

(2)技術指標

本體通徑φ80mm；閘門變徑φ16～36mm，耐壓14MPa自封變徑φ15～72mm，耐壓3MPa；耐溫范圍-25～90℃。

(3)工作原理

①關閉小四通兩側閘門，并在外側安裝光桿密封閥套拆防噴盒。

②打開光桿密封閥，起出光桿。

③安裝油管懸掛器堵塞器，下放至油管內。

④拆井口(包括主閥、小四通)，安裝可控起下抽油桿裝置

⑤利用提升短接上提抽油桿，關變徑半封。

⑥拆油管懸掛器堵塞器，安裝桿自封。

⑦起井下抽油桿。

2.可控起下油管設備

(1)工藝結構

井口工藝主要包括：油管自封裝置；防噴器；卸壓管匯；儲液罐；壓井管匯；油水回收裝置(見圖2)。

(2)技術指標

本體通徑φ180mm；防噴器耐壓21MPa；自封變徑φ69～132mm，耐壓3MPa，耐溫范圍-25～90℃；

(3)工作原理

①下管油管懸掛器絲堵，拆可控起下抽油桿裝置。

②安裝雙閘板防噴器。

③起油管懸掛器，關變徑閘板。

④裝油管自封膠芯。

⑤安裝防污染接油槽，并將泄油口與大四通相連。

⑥起油管，利用管口快速封堵裝置控制管內，防止溢出污染。

3.井下管柱封堵工具

(1)管柱結構(見圖3)

管柱結構主要包括：絲堵；篩管；抽油泵；油管；井下開關閥；油管；單流泄油器；泵上油管(依據實際需要配)；油管掛。

(2)工作原理

①井下開關閥：下抽油泵管柱時處于封堵狀態，阻止環空流體進入油管，通過下放抽油泵柱塞開啟閥板，建立通道，正常抽油生產；起抽油泵管柱時，上提抽油泵柱塞關閉閥板，阻止環空流體進入油管。工具外徑φ115mm、長750mm，與油管連接。

②單流泄油器：采用提拉剪切泄油結構，泄油口處設置單流閥，阻止環空流體進入油管。起抽油桿時，泄油口開啟，油管內流體泄入環空，當壓差小于0.2MPa時泄油口關閉，阻止環空流體進入油管。工具外徑φ110mm、內通徑φ50mm、長450mm、開啟拉力4 000kg，與油管連接。

三、現場試驗

四、結論

低壓井可控不壓井作業技術解決了小修維護作業過程中造成的油層污染問題。通過現場試驗，該工藝達到了不壓井起下抽油泵采油管柱和現場預防井噴、預防環境污染作業的施工要求，尤其是井下管柱封堵工具的配套應用，規范了井下管柱結構，大大提高了作業效率。與目前帶壓作業工藝對比，設備結構更加簡單，操作便捷，降低了造價，符合現場規模化推廣應用要求。

[1]黃小兵,劉清友,王德玉.淺析我國不壓井裝備的現狀及發展趨勢[J].石油礦場機械,2004,33(增刊).