淺談不壓井清潔修井技術在河口油區注水井中的應用

劉福龍 宋衛東 董聰聰 / 中國石化勝利油田分公司河口采油廠

淺談不壓井清潔修井技術在河口油區注水井中的應用

劉福龍 宋衛東 董聰聰 / 中國石化勝利油田分公司河口采油廠

在油氣田開發過程中，通常伴有大量工業廢物產生，全密閉作業是減少這些污染產生最有效手段。文章結合河口采油廠各油區的水井實際，介紹了不壓井作業技術在注水井清潔生產中的技術原理、步驟、適用性及與傳統作業技術相比具有的優勢，對施工中存在的問題采取的對策措施，為同類型作業井清潔修井提供幫助。

水井；不壓井作業；現狀；施工程序；應用效果

十八屆五中全會首次把“綠色發展”作為五大發展理念之一，堅持在發展中保護、在保護中發展，持續推進生態文明建設，為此，油田加快了不壓井作業等成熟清潔修井技術的現場推廣應用，收到良好效果。注水井不壓井作業是利用一整套作業裝置在保持井筒內一定壓力的情況下，既不進行壓井，也不放噴、安全、無污染地實施起下作業。它很好地解決注水井普遍存在的放噴時間長，溢流不易放凈，放出污水處理成本高、難度大等技術問題。河口油區在水井沖砂、換管柱等帶壓作業實踐應用中，對存在問題采取了一些行之有效的措施，探索出科學規范的施工程序，實現了水井修井作業的清潔綠色生產。

1．注水井不壓井作業的目的意義及技術現狀

河口采油廠管轄著渤南、埕東、邵家、大王北、羅家、飛雁灘、陳家莊、英雄灘等14個油田，已累計生產原油6000余萬噸。油井壓力逐年降低，注采矛盾日益突出，注水已成為能源消耗的頭號大戶，作業時再采用放溢流的辦法降低注水井壓力對其進行修井作業，直接和潛在的浪費都很大，有悖于注水保持能量的方針。采油廠日常開注水井約700口，據不完全統計，每年需要壓井或通過放溢流可上作業的水井約200口，井內有壓力需要進行帶壓作業的油氣井約100口，施工需要帶壓作業的井總計約300口左右。水井不壓井作業技術，在水井作業前不需要停注放壓，可以縮短施工周期，省去常規作業所需壓井液及其地面施工設備的費用，減少污染，保護環境。為充分利用好目前掌握的不壓井修井技術，解決油田開發過程中的難題，配備使用了DYXJ18-35C等帶壓作業裝備，對注水井實施特種清潔修井。

目前，不壓井作業技術由于其效率高、安全可靠，在國外已經廣泛應用，開發出系列帶壓作業裝置，并形成了較為完善的配套技術體系。國外90%的高壓油氣井實施帶壓作業，每年作業15000井次，產生的綜合效益是帶壓作業成本的3-5倍。國內華北榮盛、通化石石油機械廠、遼寧阜新石油機械廠，江漢四機廠生產的帶壓修井裝置在吉林、大慶、遼河、中原、華北等油田得到廣泛應用，但作業井深大多不超過1000米，而勝利油田井深大都在1500～3500米之間，個別超過4500米，另外水井結垢嚴重，因此，水井帶壓清潔修井技術應用難度較大。

2．注水井不壓井清潔修井技術原理及程序

2.1 不壓井清潔修井技術原理

不壓井技術是利用特殊的修井設備，由專業技術人員操作，在井口有壓力的情況下實現管柱的安全、無污染起下作業。以起油管過程說明：起管柱時，下防噴器處于關閉狀態，當下接箍探測器發出探測信號，上防噴器關閉，這時上平衡閥關閉，下平衡閥打開，使上下防噴器之間充滿高壓液流，當下防噴器的上下腔液體壓力達到平衡后，防噴器的控制液壓缸驅動下防噴器打開，接著下平衡閥關閉，當管柱接箍順利通過下防噴器后，上節箍探測器發出探測信號，使下防噴器迅速關閉，上平衡閥開啟，使上下防噴器之間高壓液流迅速泄壓，當上防噴器的上下腔液體壓力達到平衡后，防噴器的控制液壓缸驅動上防噴器打開，接著上平衡閥關閉，管柱接箍順利通過上防噴器，完成一根油管在密封狀態下從井中起升。

2.2 不壓井作業施工程序

2.2.1 一次投堵。水井停注降壓至7MPa左右。現場投送ZYGD-52油管堵塞器至設計深度（通常為1200m左右），毛細管內打壓50分鐘，座封壓力為15MPa，堵塞器座封。或直接從井口投入，通過自檢測壓力并經放大后引導自坐封。測若油壓為零，出口無返出，則證明投堵成功。

2.2.2 安裝設備。拆井口，吊裝DYXJ18-35帶壓修井作業裝置，用水平尺調平鉆臺，四角鉆地錨固。

2.2.3 試壓。安裝井控裝置，按照標準，對防噴器組試壓，填寫防噴器試壓單。

2.2.4 帶壓起懸掛器。拆自封封井器，關閉上環形防噴器，起油管懸掛器至下環形防噴器以上，關閉下環形防噴器，放掉隔腔中的高壓液體，打開上環形防噴器，起出油管懸掛器，并安裝自封封井器；

2.2.5 帶壓起管。向井內投入20米鋼絲作為記號標尺，以便確定堵塞器的位置。正常帶壓起管，油管內的井液隨鉆臺接水盤卸入循環池內。當起管至發現鋼絲露頭時，立即停止起下作業，用投入鋼絲長度計算出堵塞器的準確位置。

2.2.6 二次投堵。根據油管內鋼絲確定堵塞器位置后，將帶有堵塞器的油管卸松兩扣，然后下放至固定卡管器以上，用固定式卡管器卡住油管本體，卸開油管，上提油管至全封封井器以上，關閉全封閘板，卸掉隔腔中的高壓液體，起出帶堵塞器油管。更換一根新油管，上部安裝控制閘門，用游動卡管器卡住下入井內，至全封閘板以上時，關閉環形防噴器，打開全封閘板，下管對扣，對扣后起至井口位置緊扣合格，下入井內，座于井口。按步驟1進行二次投堵。

2.2.7 加壓起管柱。當井口壓力為5MPa，井內管柱剩余500-600m時，進行加壓起管柱操作，以防止管柱上頂。用游動卡管器與游車大鉤配合起管，液缸每沖程約2.5m，此時起管速度約6-7根/小時。加壓下管柱同上。

2.2.8 探沖砂。下油管帶沖砂筆尖和堵塞器，加壓下管至管柱能自如下放為止。每下入約200m油管，須向油管內灌液，以平衡油、套管壓差。實探砂面后，井口裝單流閥，正加壓12MPa打開堵塞器，正循環沖砂施工，沖砂至設計位置后，大排量洗凈井筒，回探砂面。

2.2.9 帶壓下注水管柱 。管柱組合通常為（自下而上）：Φ89喇叭口+球籃+完井堵塞器+油管。

2.2.10 完井。將DYXJ18-35C帶壓修井作業裝置吊離，裝井口流程。蹩壓12MPa打開堵塞器，試注。

3．水井不壓井作業技術存在問題及解決途徑

從目前施工情況來看，不壓井作業仍存在施工存在較大工藝局限性，工具配套不足等問題，工藝技術還需進一步完善，主要問題表現在：

（1）管柱堵塞難題：面對穿孔管柱、腐蝕管柱、結垢管柱等問題，管柱堵塞成功率不高。

（2）完井管柱堵塞器留井，導致水井測試儀器下不到位，對后續注水井測試帶來負面影響。通過攻關和對堵塞器及堵塞工藝的優化設計，已解決上述問題。

（3）自封膠芯磨損大，水井管柱外壁腐蝕結垢嚴重，對膠芯損傷較大，膠芯報廢率高，在大北9-13井，平均40根就損壞一個膠芯，消耗量大，成本高。

（4）沖砂時間過長，由于不壓井作業只能接單流閥，所以沖砂只能采用正循環沖砂方式，3000米井深，反沖僅需一小時就能返出砂粒，而正循環沖砂則需要四小時以上，同時，出口節流條件下，砂粒不易返出，需定時全部開啟節流閥返砂，操作不慎易發生卡鉆風險。

（5）但由于設備和工藝對安全方面的特殊要求，不壓井作業時效仍然較低，同時，由于管柱堵塞要求，還不能對復雜工序實施作業，工藝局限性較大。

4．應用情況及效益分析

河口采油廠水井不壓井清潔修井年施工能力130余口左右，其中，分布在埕東、渤南、大北等三個油區，水井帶壓3-7MPa。該清潔生產技術施工周期短，效率高。使用帶壓作業后無需泄壓即可進行作業，減少了作業時間，與常規作業相比，平均作業時間可縮短15天。解決了污水排放問題，降低注水成本。帶壓作業l口井平均減少放水量2000 m3，每口井節約費用大致7萬元(放噴1個月需要拉運污水費用近4萬元，減少補注水量節約費用近3萬元)。保持了地層能量。帶壓作業對整個注采井網來說，對周邊注水受益井、注水站的注水工作不影響，保持了整個注采網絡地層壓力系統不受破壞，不需要再建立壓力平衡，對控水穩油、提高注水時效等方面卓有成效。據測算，實施不壓井作業，單井降低壓井費用4萬余元，縮短占井時間達60余天，增加注水量24000余方，實現經濟效益1440萬元。

5．結論

（1）水井不壓井清潔修井技術，避免了產層污染，省去壓井產生的費用，實現綠色環保作業。

（2）裝置采用液壓控制，自動化程度高，減輕工人勞動強度。

（3）帶壓作業是對常規作業方式的挑戰，無論從資源的可持續利用，還是提高采收率及效益產出都具有不可比擬的優越性。

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