不壓井作業技術及設備的探討

于 雷

（中油遼河油田公司鉆采院，遼寧 盤錦 124010）

不壓井作業技術及設備的探討

于 雷

（中油遼河油田公司鉆采院，遼寧 盤錦 124010）

對一些不壓井作業錯誤的概念理解，通過合理的分類進行了正確闡述，并提出了不壓井設備的發展方向。

不壓井作業；帶壓作業；可控不壓井作業

傳統的壓井作業，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；隨著能源可持續發展需要及工藝技術、作業設備的不斷進步，不壓井作業技術取得了飛速發展。該技術能有效避免壓井液對產層的污染，保護地層壓力場，使開采潛能和產量得以最大保護，還能縮短作業周期、節約成本。目前，不壓井作業技術已在國內外多種井況下得到了應用，特別是常溫稀油井、水井中，但對不壓井概念的理解還存在一定誤區，下面將對不壓井作業進行系統的分類探討。

一、不壓井作業的發展歷史

早在上世紀二三十年代，國外就開始研究不壓井作業技術。目前，國外的不壓井作業技術已經很成熟，其中全液壓不壓井裝置占主導地位，安全性、可靠性及自動化程度日益提高，在路上和海洋平臺應用越來越廣泛。據統計，在一些發達國家，采取不壓井方式進行的作業量占全部井下作業量的80%。

國內的不壓井作業技術研究相對較晚，大慶油田在上世紀50年代研制了一套鋼絲繩式不壓井作業裝置。70年代，四川石油管理局鉆采工藝研究所研制了用于搶險的BY30-2型不壓井起下鉆裝置和用于修井的BYXT15型不壓井起下鉆裝置。近年來，我國各油田對不壓井作業的認識不斷提高，在引進國外不壓井設備的同時，華北、吉林、遼河、中原等油田都開發出了自己的液壓不壓井作業設備，并且在局部范圍內進行了應用。

不壓井作業設備按功用分為用于繩索式作業和用于管柱式作業；按運載方式分為車載式和撬裝式；按配套方式分為獨立式和輔助式；按作業時密封方式分為動密封和靜密封；按一次提升管柱行程分為長沖程和短沖程。

不壓井作業設備主要實現油套管環形空間的壓力控制和井壓對管柱產生的上頂力的控制，通常包括舉升加壓系統、防噴系統、工作臺、動力系統、液壓系統、操作控制系統和運載安裝系統等。工作時，由防噴系統控制住油套管環形空間，當管柱的自重低于井內壓力的上頂力時，采用舉升加壓系統進行管柱起下。

二、不壓井概念的理解誤區

不壓井作業是從高壓井、危害井的作業需求發展起來的，長期以來，對其應用的范圍和設備的功能要求存在片面的理解。

1.不壓井作業就是帶壓作業，僅針對井口有壓力的井進行，必須使用大型帶壓設備。

2.不壓井作業僅應用在危害井緊急處理中。

3.不壓井作業時，井口壓力越高越好。

三、不壓井作業分類

目前不壓井作業的分類如圖1所示。

圖1

不壓井作業技術是相對壓井作業而言的，壓井作業是指從地面向井里注入密度適當的液體（即壓井液），使井筒里液柱在井底造成的回壓與地層的壓力平衡，阻止地層中的油、氣、水流到井筒而噴至地面的工藝過程。不壓井作業技術就是利用井下管柱封堵工具和井口不壓井設備，在不壓井狀態下進行起下管柱作業的一種井下作業技術。所以不壓井作業不應單指帶壓作業，在非壓井狀態下進行的作業都屬于不壓井作業范疇，可以將不壓井作業分為兩大類：可控不壓井作業和帶壓作業。

1.可控不壓井作業的特點。

（1）不壓井作業時井口無壓力、放噴管線處于開啟狀態，作業過程井口有壓時不允許繼續作業。

（2）設備上簡單、小型化，功能上有井口防噴系統、簡易作業平臺、簡易控制系統。

（3）可控不壓井作業又可分為生產管柱可控不壓井作業和注汽管柱可控不壓井作業。其區別是設備的耐溫不同，注汽管柱可控不壓井作業設備需要耐溫180℃，另外注汽管柱可控不壓井作業必須使用預制高溫管內封堵工具。

2.帶壓作業的特點。

（1）不壓井作業時井口帶壓力、放噴管線不能處于開啟狀態，作業過程井口有壓力。

（2）設備功能全，包括井口防噴系統、強行起下系統、作業平臺、控制系統。

（3）壓井作業又可分為高溫汽驅井帶壓作業和常規油水井帶壓作業。其區別是高溫汽驅井帶壓作業要求設備耐高溫，同時需要有冷卻降溫系統。

因此不壓井作業應包括有壓、無壓但未壓井和注入壓井液井口仍有壓3種作業類型。

四、不壓井設備發展方向

經過技術的發展進步和工藝的需求，不壓井作業已經大規模應用的無污染作業上。考慮到作業風險，作業過程中井口壓力越低越好，只要在不污染油層的條件下，允許注入一定的壓井液。

由于可控不壓井作業與帶壓作業的工藝要求相差較大，所以不壓井設備應該分別向可控不壓井設備和帶壓設備兩個方向發展。

1.我國油田90%的井屬于低壓井，適用于可控不壓井作業，但可控不壓井設備還處于起步階段，由于應用的范圍廣、要求效率高成本低，應向小型化、簡易化、車載運輸一體化方向發展。

2.帶壓作業設備已經發展幾十年，應繼續向智能化、無人化作業方向發展，以降低人員作業的風險。

3.在井口防噴設備上，應把控壓設備與井控設備分開發展。在井控設備上發展變徑閘板，以適應井下組合管柱、有效解決作業過程現場更換閘板問題；在控壓設備上應發展過接箍技術，解決膠芯易磨損問題。

4.為加快技術發展應用，不論是可控不壓井作業還是帶壓作業，還應加強不壓井工藝的發展，特別是管柱封堵工藝，以降低工藝風險、提高不壓井作業效率。

[1] 崔彥立．不壓井作業技術發展方向探討[J]．吐哈油氣，2005，10（4）：326-330．

[2] 王勛第，李繼康．不壓井作業設備[J]．國外石油機械，1997，8（2）：22-26．

[3] 趙建國，李友軍，陳蘭明，等．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．

[4] 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．

[5] 高彥生．低壓井可控不壓井作業設備研究與試驗[J]．中國設備工程，2012，（10）：39-40．

[6] 謝永金，曹立明．新型不壓井作業設備的研究[J]．石油機械，2007，35（9）：161-164．

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