注水井帶壓作業技術在油田的應用探究

張瑩

摘 要：研究油藏為中孔、中低滲油藏，受地層孔隙度、滲透率和注水水質等因素的影響，造成注水井近井地帶地層壓力高。目前注水井井口的注水壓力在15-30Mpa之間。注水井每年作業80口左右，常規的作業方式需要通過放溢流、壓井的等方法達到控制井口壓力的目的。這種方式存在作業周期長、放溢流量大，降低地層能量，造成地層出砂，套管變形，嚴重了造成大修，增加放出水的處理成本，污染環境等眾多問題。引進了不壓井帶壓作業技術 ，在縮短作業周期，降低作業費用，保持地層壓力等方面起到了明顯的效果。

關鍵詞：中低滲油藏；注水井；近井地帶；地層壓力；不壓井帶壓作業

近年來由于套變、管外竄、大孔道以及注采失衡等因素影響，水井停欠注問題突出，注水井作業較為頻繁。在注水井作業前，要停注待作業井及周圍注水井，然后放壓，待井口壓力降至0.5-1Mpa左右，采用壓井的方式以達到作業的條件。為了減少水井停注次數，縮短作業周期，避免放噴降低地層壓力，減輕環境污染，引進了不壓井帶壓作業技術。現場應用情況表明，該技術可降低水井維護費用，減輕對油氣層的傷害及對地面的污染，縮短作業周期等方面有明顯的效果。

1 帶壓作業這項技術原理特點

1.1 注水井帶壓作業技術工作原理

注水井帶壓作業技術是在井口有壓力的條件下，依靠油管堵塞器和帶壓作業設備配合，實現不放噴起下油管作業。先用油管堵塞器從井口下入油管、封堵油管后，用環形防噴器、三閘板防噴器和單閘板防噴器控制油套環空壓力。起油管時，因油管自重大于井壓對油管的上頂力，用作業機直接起管柱；隨著井內油管越來越少，井壓對管柱的上頂力與油管自重接近時，即當指重表的讀數接近0時，要用放上頂卡瓦卡住油管，靠升降液缸和卡瓦的循環動作進行起油管作業。在作業間歇，若井內有油管，用三閘板的半封封住井壓，若井內無油管，用三閘板的全封封堵井壓。下油管工藝流程與起油管流程相反。[2][3]

1.2 帶壓作業與常規作業相比，具有一下特點

1.2.1 減少排出大量前期注入水，保持地層能量，維持注采平衡，避免了近井地帶的地層砂會返吐至井筒，造成套管變形，嚴重了造成大修，作業周期短。

1.2.2 不壓井，避免了壓井液進入地層，污染地層，降低地層孔隙的滲透率，影響了后續注水效果，嚴重了還要進行解堵施工，增加工作量和工作成本。

1.2.3 采用井口密封系統，不排出井內液體，避免了污染環境。

2 帶壓作業設備系統介紹

水井帶壓作業裝置主要由井控密封系統、加壓舉升設備、油管堵塞器和相關 的配套設備組成。

2.1 井口密封系統

主要由閘板防噴器、環形密封器等組成，其作用是密封油套環空，控制油套環空的流體不外噴，達到環保要求；三閘板防噴器用于強制關閉井口、防止井噴，主要在倒換井口裝置、空井筒或休息時使用。環型防噴器用于起下油管運動過程中密封油管及套管環空，確保井內流體不噴出。

2.2 加壓舉升設備

主要由液壓缸、固定卡瓦、游動卡瓦等組成，其作用是當油管自重小于井內高壓液體對油管的上頂力時，控制起升和下放管柱，達到安全施工。液壓缸共有三種橫梁：上橫梁、中橫梁、下橫梁。上橫梁下面安裝的是游動卡瓦，上面可以安裝重力卡瓦或是放吊卡；中橫梁的主要作用是將升降液缸和中問的防噴器組連接成一體，保證裝置的穩定性；下橫梁兩邊與升降液缸的下部相連，中間卡在井口生產套管上，這樣就保證了在打開井口前就能進行正常的作業。固定卡瓦在作業過程中用于卡住油管，阻止油管上竄。固定卡瓦的結構與閘板防噴器相似，只是內腔裝的是卡瓦體。固定卡瓦可以進行手動鎖緊，在需要長時間卡住油管時，應當用手動鎖緊將卡瓦鎖住，防止液控壓力泄露而造成事故。

2.3 油管堵塞技術

油管堵塞器用于在起油管時堵塞油管 內通道，防止井 內高壓流體通過油管噴出地面。該工具主要反扣的可撈接頭 、單向閥、密封皮碗 、可退卡瓦、去垢刀組成，水力部分由4個水眼組成。按照投送方式的不同，分為小油管或抽油桿投送式、水力投送式、自用投送式和鋼絲投送式等。

2.4 附屬配套系統

主要由液控控制系統、負荷顯示儀、升高短節、油箱防進水回路及各類控制閥、高壓管線等組成，保證施T操作的安全性。液壓控制系統由液壓源、液壓控制臺、液壓管線和蓄能器4部分組成，液控系統都采用了外編鋼絲的高壓膠管；負荷顯示儀采用雙向指重表，解決高壓油水井帶壓作業過程中，管柱受到自身重力作用， 同時又受到井下高壓流體的上頂力， 合力可能向上也可能向下，以避免安全生產隱患。

3 應用情況及效果

油田自2009年引進帶壓作業技術，截止2011年9月已作業36井次。引進注水井帶壓作業技術后，有效的避免了作業前放壓、壓井等控制井口的作業前期的準備條件，避免了由于放壓導致油層激動出砂、砂卡管柱等問題，預計減少大修井數5口；平均單井縮短作業周期29.5d，提高了注水井注水時率，間接地維護油井的產量；減少放壓返水量，節約了成本，平均單井少返水3125m3 ，以污水處理站處理費用5.0元/m 3 ，注入水費用10.0元/m 3 ，壓井液的費用216元/m 3 ，可以推算出平均單井節約費用。單井節約費用：3125*（10.0+5.0）+63.75*216=6.1（萬元）共實施36井次，節約費用大約是219.6萬元，產生良好的經濟效益。

4 結論認識

帶壓作業技術在注水井作業方面收效明顯，主要有以下幾個方面：（1）降低注水井作業費用，平均單井較常規作業節約6.1萬元。（2）不使用壓井液進行壓井，避免了外來流體對地層造成傷害，有效的保護了地層。（3）縮短作業周期，相對常規作業縮短作業周期1個月。

（4） 減輕地面污染，不排放井內液體，防止了地層出砂等問題，實現了綠色環保作業。（5）目前注水井帶壓作業技術應用的壓力局限在15Mpa以下，需要引進耐壓等級高的帶壓作業技術。

參考文獻：

[1]帶壓作業技術的理論研究及現場應用[J]. 馮斌，林燕. 中國石油和化工標準與質量. 2012（06）

[2]青海油田帶壓作業技術的應用[J]. 辛子全，祁萬順，文忠選，喇紅云，周莉. 青海石油. 2011（02）

[3]帶壓作業技術工藝研究[J]. 李俊厚. 化學工程與裝備. 2019（04）

[4]帶壓作業技術產品在遼河油田曙光工程技術處的研發應用[J]. 管云剛. 石化技術. 2016（02）