不壓井作業技術在塔河油田深井的應用

陳 偉，陳曉華，孫 桓

（1.中石化西北油田分公司塔河采油三廠，新疆烏魯木齊830011；2.中石化西北油田分公司工程技術研究院，新疆烏魯木齊830011）

不壓井作業技術在塔河油田深井的應用

陳 偉*1，陳曉華2，孫 桓2

（1.中石化西北油田分公司塔河采油三廠，新疆烏魯木齊830011；2.中石化西北油田分公司工程技術研究院，新疆烏魯木齊830011）

不壓井作業技術在國內外油田廣泛應用，但在深井中的應用較少，通過在塔河油田超深井進行試驗，設備基本能夠達到施工、環保的要求，有減少機抽井排液周期、降低地層污染等優點，但存在工期長、設備配置高導致的作業費用高等問題，經濟效益較低，需要進一步進行改進和優化才能在深井中推廣。

塔河油田；超深井；不壓井作業；抽油桿帶壓作業裝置

塔河油田是全國最深的油田之一，奧陶系碳酸鹽巖油藏屬于縫洞型油藏，儲層埋深為5500～6800m[1]，儲集空間以縫—洞為主；碎屑巖油藏分布較分散，主力三疊系油氣藏埋深4500～5000m，均屬于超深井[2]。由于特殊的條件，該油田泵掛普遍較深，最深泵掛達到5315m，目前平均泵掛已達2700m，使用泵型基本為?70mm、?44mm、?38mm、?32mm以及潛油電泵為主。由于井深，常規采用9-5/8″套管+7″套管+5″套管三級完井和9-5/8″套管+7″套管+5-7/8″裸眼完井方式[3]。

由于塔河油田井深，井底氣體易形成氣團運移至井口，地層壓力的變動往往造成井口油壓、套壓急劇膨脹[4]，出現井控事故，因此，常規作業均要循環壓井后進行井下作業，而壓井后由于井筒體積大，造成油井排液周期長，影響了機采井的時效。

在東部油田通常采用油管密封裝置進行水井的檢管作業，可以大大減短泄壓周期，但在塔河油田，主要是用于機抽井檢修，減少壓井后壓井液的排液時間，降低地層污染，提高油井有效產油時效。

1 不壓井作業的發展

不壓井帶壓作業就是利用特殊的修井設備，在井口有壓力的情況下實現管柱安全和無污染起下作業，是利用專用設備，在油、氣、水井不壓井情況下進行井下作業的一套技術，它主要包括抽油桿帶壓作業裝置、油管堵塞技術、油管及工具帶壓作業裝置，管柱加力控制及配套技術帶壓作業工藝技術是減少油層污染的主要措施之一。

在國外，不壓井作業出現較早，發展至今，已出現鉆、修帶壓作業一體機，設備實現了全液壓舉升，卡瓦和防噴執行機構實現液壓遠程控制，最大行程12.2m，最高作業井壓可達140MPa[3]。特別是北美和中東重大油氣產區，油田的推廣應用率達到了90%以上，為石油公司帶來了巨大的社會和經濟效益[5-7]。

國內不壓井作業已形成井口密封防噴、管柱堵塞等關鍵技術，實現油水井快速、低成本、無污染帶壓作業，已在遼河油田、冀東油田等廣泛應用,該項工藝與傳統技術相比，能夠最大限度地保持地層的原始狀態，減少對地層的污染和能量的損失，增加油氣層的產出能力，減少環境污染[8]。

2 不壓井作業設備的選擇

由于塔河油田屬深井、超深井，井底壓力大，井口裝置配置較高，機抽井為25、35MPa采油樹，自噴井均為70MPa采油樹或采氣樹，因此在塔河油田，采用了XJ550修井機與特制的油管和抽油桿帶壓設備進行配合作業。

2.1 修井機

修井機提升最大載荷110t，井架高度33m，最大承受載荷110t，小修作業深度可達5500m。

2.2 抽油桿帶壓裝置

由于油田管泵柱塞最大泵經為70mm，因此抽油桿帶壓裝置主機通徑選用80mm，系統工作額定動密封承壓14MPa，額定靜密封承壓21MPa，作業中最大提升載荷30t，油缸行程2m，液壓裝置控制壓力10.5MPa；設備承壓金屬件溫度等級T20（-29℃～121℃），普通非金屬密封件溫度等級BB（-18℃～93℃）。

由下至上主要結構：3FZ8.0-21三閘板防噴器、開關控制器、FZ8.0-21單閘板防噴器（半封）、FH8.0-7環形防噴器、升高四通、泄壓閥，開關控制器、FZ8.0-21單閘板防噴器（半封）、FZ8.0-21單閘板防噴器（固定卡瓦）、FH8.0-7環形防噴器、刮油器、FZ8.0-21單閘板防噴器（游動卡瓦）、油缸、游動橫梁及小四通防噴器（2臺）和井口裝置。

抽油桿帶壓裝置工作原理：修井作業時，首先通過小四通防噴器安裝于井口小四通兩側，密封光桿與油管之間的環空，然后拆井口光桿密封器和手動防噴器，隨后使用吊車吊裝抽油桿帶壓裝置與井口BX154法蘭連接，并試壓合格，同時連接好液壓系統（下電磁閥處于左位，下環形防噴器關閉；上電磁閥處于左位，上環形防噴器關閉）。適應現有的1″和7/8″及6/8″抽油桿作業。

2.3 油管帶壓裝置

塔河油田油管四通主通徑為186mm，因此油管帶壓裝置主通徑選用186mm，能夠滿足大工具入井。系統最高工作壓力21MPa，額定靜密封承壓35MPa，閘板防噴器控制壓力8.4～10.5MPa，液壓系統最大工作壓力21MPa，承壓金屬件溫度等級T20（-29℃～121℃），普通非金屬密封件溫度等級BB（-18℃～93℃）,適應現有的2-7/8″和3-1/2″油管作業。

由下至上主要結構：3FZ18-35三閘板防噴器（安全半封閘板、卡瓦閘板、剪切閘板）、2FZ18-35雙閘板防噴器（全封、工作半封）、平衡泄壓系統、下平臺、固定卡瓦、上工作半封、環形防噴器、自封頭防噴器、上平臺、游動錐形卡瓦。

修井作業時首先檢查各帶壓裝置的閘板、卡瓦與井內管柱是否配套，將三閘板防噴器坐在油管四通上，用吊車將油管帶壓裝置吊上井口與三閘板防噴器上法蘭相連并按標準試壓合格。

油管不壓井帶壓作業工作原理：用堵塞器密封管柱內的壓力后，將整套裝置安裝在井口上，用環形防噴器或閘板防噴器密封油管和套管環空的壓力，在井底壓力對管柱的上頂力大于管柱的自重時使用液動防頂卡瓦卡緊管柱，使用升降液缸進行起下管柱和井下工具的作業，在井底壓力對管柱的上頂力小于管柱的自重時用修井機的絞車進行上提或下放管柱和井下工具的作業。

2.4 其它主要配套設備

（1）油管堵塞器。用于帶壓作業時封堵油管，主要有電纜或鋼絲輸送式堵塞器、水力輸送式堵塞器和投送式堵塞器，塔河油田由于管柱深，采用了鋼絲投堵方式進行過了油管堵塞，成功率100%。

（2）泵下堵塞器。用于完井機抽管柱泵下密封，下井時堵塞器處于關閉狀態，井液不會進入油管，避免了下管柱時管柱出液影響安全，當管柱到達設計位置后，油管試壓或柱塞碰泵時，堵塞器打開，向上通道暢通，油液可順利進入抽油泵，向下凡爾球關閉堵塞通道充當固定凡爾。

3 現場應用情況

塔河油田DK29H井人工井底4975.77m，泵掛深度2713.12m，2013年4月26日～5月13日采用帶壓作業設備進行檢泵作業，由于首次使用，現場配套安裝用時9d，實際施工工期9d。使用不壓井作業設備施工正常，完井后試抽正常日產油量比前期增油0.1t/d。與常規檢泵作業相比減少完井后壓井液排液9d，直接增油9d× 2.5t/d=22.5t。

塔河油田AT9-4H井人工井底5115m，泵掛深度1819.61m。2013年5月20因供液不足，采用不壓井作業施工加深泵掛至3400m。施工工期9d，試抽當天見油，比常規檢泵日均增油9.8t/d，比常規檢泵減少排液時間4d，直接增油4d×24t/d=96t。

表1 不壓井壓作業和常規作業對比

由表1可知，不壓井作業工期比常規作業工期增加了4d，由于不壓井作業設備配置高，作業周期長，單井作業費比常規作業增加費用24萬元，由于費用高，目前未進行推廣應用。

4 結論與認識

（1）實施不壓井作業能夠減少地層污染，提高檢泵后油井產量。

（2）實施不壓井作業設備后，減少了油井壓井液用量，同時減少了井筒排液時間，增油效果明顯。

（3）由于不壓井作業設備在深井中應用，配置較高，作業日費相應較高。同時由于不壓井作業設備結構復雜，施工中增加了施工周期，大大增加了作業成本，因此在深井作業中無法進行推廣應用。

（4）該設備是一套完整的帶壓作業設備，針對塔河油田絕大多數不帶壓的井，可以降低井口配置的方式，降低作業費用，便于推廣應用。

[1]陳曉華，孫桓.塔河油田生產井坍塌處理工藝技術[J].鉆采工藝，2014,37（1）：111-112.

[2]何小龍，陳曉華.過泵打塞技術打撈深井遇卡電泵[J].內蒙石油化工，2013（16）：102-103.

[3]程斌.如何提高新疆超深井修井效率淺談[J].內蒙石油化工，2010（3）：53-55.

[4]Law Son R.How to Perform Safer Hydraulic Workovers in Gas Wells[J].World Oil，1996,17(1):42-47.

[5]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):19-21.

[6]趙建國,李友軍,陳蘭明.不壓井作業設備引進技術研究[J].石油礦場機械,2004,33(6):104-107.

[7]柴辛,李云鵬,劉鎖建.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.

[8]李偉，胡書勇.不壓井帶壓作業裝置在錦州采油廠的應用[J].江漢石油天然氣學報,2013,35(6):103-105.

TE28

B

1004-5716(2015)01-0055-03

2014-02-26

陳偉（1978-），男（漢族），重慶人，工程師，現從事采油現場管理工作。