帶壓作業工藝技術在油氣田開發中的應用

胡尊敬 盧云霄 李勇 張平

(中石化勝利石油工程有限公司井下作業公司，山東 東營 257000)

1 概況

在油氣田勘探開發過程中，常規修井方式中不同程度的修井液進入地層，引起固相顆粒堵塞油氣通道、水敏效應或喉道水鎖等現象發生，降低地層巖石滲透率，放噴施工則增加地層壓力降低、環境污染風險，不利于油氣田開發生產。據相關資料統計，油井壓井施工綜合影響原油產量10%～20%，氣井壓井施工帶來的產量損失更加嚴重。近年來，XX油氣田引入帶壓作業技術，解決敏感區油、氣、水井作業修井液損害地層，降低產能，放噴放壓污染環境，以及老油區重新開發長停井在作業過程中管柱上竄的問題，有效保持了地層壓力，改善了油田開發效果，在300多口井上推廣應用此項技術，平均施工周期9天，促進了原油持續穩產，應用效果顯著。

2 帶壓作業的特點

帶壓作業是在井筒有壓力的情況下采取帶壓的情況下直接起、下鉆作業施工的一種施工方式，是在不采取壓井液壓井且保持井筒壓力的情況下，利用一整套帶壓設備及配套堵塞工藝，進行強行起、下管柱，優勢在于能夠保持地層產能，減少排放，提高油氣采收率，同時節省產能恢復和壓井液費用，降低作業成本，實現產層零污染，實現安全、環保的施工作業，符合HSSE的要求，縮短了綜合作業工期，提高作業效率。是一種新型清潔、安全、高效的作業施工方式。

3 帶壓作業選井范圍

帶壓施工配套設備復雜、施工操作較常規作業復雜、施工工藝要求較高，作業施工周期也較常規施工相應延長，故并非所有施工井都要采取帶壓作業。若常規作業施工能夠滿足施工需求的作業施工井，則應首選常規作業方式。

帶壓作業井選井范圍：

(1)地層壓力高、一壓就漏、不壓就噴或有自噴、間噴能力的作業施工井。

(2)地層壓力低、氣油比高、有自噴或間噴能力的作業施工井。

(3)需排放大量注入水方可作業施工的水井或溢流大、水溫高、井內壓力高的作業施工井。

(4)鉆頂塞處理井筒等井況復雜、井內壓力異常的特殊工藝施工井。

(5)作業施工環境特殊、對環保和井控要求級別高的施工井。

(6)注蒸氣稠油熱采井、注天然氣或注二氧化碳氣驅采油井作業施工。

4 典型配套工藝

4.1 帶壓堵塞管柱循環工藝技術

針對帶壓施工如磨銑、打撈、鉆塞、刮削、壓裂、酸化等措施，需要管柱入井時堵塞防噴，下至設計深度又需要溝通管柱循環通道進行下步工藝措施的施工需求，一般可選用防噴單流閥、雙向定壓洗井閥、防噴球座、可撈式堵塞器、鋁塞等配套堵塞工具進行管柱堵塞，下至設計位置，通過打壓或投撈，建立循環通道。

為防止堵塞工具(如防噴單流閥、雙向定壓器等)因井內液體中攜帶的固相顆粒造成的工具堵塞無法打開或無法關閉、密封失敗等現象的發生，一般需在堵塞工具上下兩端配套過濾設施(如配套沉儲式過濾管、割縫濾管、繞絲濾管等)，防止堵塞工具無法正常打開或打開后無法關閉的問題發生。

4.2 帶壓下管式泵采油生產工藝技術

帶壓下管式泵采油施工需解決帶壓下管式泵尾管管柱防噴、下管式泵上部管柱防噴及下抽油桿過程防噴，施工管柱下至設計深度，又需要解除堵塞開抽生產。由于管式泵的固定球閥結構，常規堵塞工具無法滿足施工要求，需配套特制管式防噴泵及尾管堵塞工具方可滿足施工要求，針對帶壓轉抽下泵工藝特性開展研究，制定了帶壓作業下泵堵塞工藝。

4.2.1 尾管管柱、泵管管柱一次解除堵塞施工工藝

(1)尾管配套多功能球座、內堵塞等工具進行防噴，將生產尾管下入設計長度。

(2)連接特制管式防噴泵，將管柱下至設計深度。

(3)下入完井抽油桿，調整防沖距-連接防噴密封盒-上提活塞出泵工作筒。

(4)管柱正打壓，打開防噴泵堵塞閥芯，堵塞閥芯帶動撞擊桿下落撞擊打開尾管球座或鋁塞，完成管柱解除堵塞操作，開抽生產。

4.2.2 尾管堵塞、泵管柱堵塞兩次解除堵塞工藝

(1)尾管配套多功能球座、內堵塞等工具進行防噴，將生產尾管下入設計長度。

(2)尾管打壓、投撈或撞擊打開尾管堵塞。

(3)連接管式防噴泵，將管柱下至設計深度。

(4)下入完井抽油桿，調整防沖距-連接防噴密封盒-上提活塞出泵工作筒。

(5)管柱正打壓，打開防噴泵堵塞閥芯完成泵管柱解除堵塞操作，開抽生產。

4.3 帶壓鉆頂塞、處理井筒技術

4.3.1 帶壓鉆頂塞、處理井筒管柱組合及配置

(1)利用耐磨膠芯的工作防噴器組實現施工過程的動密封防噴，實現施工過程油、套環空始終處于控制和防噴狀態。

(2)利用安全防噴器組實現靜止狀態下的油、套環空高壓密封或空井筒狀態下的井筒內壓力控制。

(3)利用游動卡瓦組、固定卡瓦組液壓舉升缸交替使用，較好解決管柱防頂控制和加壓起下控制。

(4)利用帶壓設備配套內防噴工具及螺桿鉆具，較好的解決了鉆頂塞、處理井筒施工中的動態防噴、靜態高壓密封、加壓起下以及磨銑、循環、鉆進的施工要求，使作業施工操作過程始終處于控制狀態。管柱鉆具常用組配為磨銑工具+螺桿鉆具(+緩沖器)+內防噴工具+油管+油管旋塞。常用內防噴工具有雙向定壓器、防噴單流閥等。

4.3.2 帶壓鉆頂塞、處理井筒施工技術安全要求

(1)進行井筒校深和對井筒反復擠壓高溫高壓液體，落實井筒堵塞深度和井筒與地層聯通情況，正確判斷分析井內是否圈閉高壓油氣壓力，合理制定施工步驟及井控安全預案。

(2)安裝、調試帶壓作業裝備、井控配套設施，確保設備齊全、完好，試壓合格。

(3)井口鉆進單根上下各安裝一個油管旋塞，水龍帶按要求試壓合格，并安裝控制閘門便于壓力控制和應急。

(4)鉆進過程隨時觀察泵注系統的泵壓及排量，液壓舉升及下壓噸位變化，分析判斷井內鉆具工作狀態，防止憋鉆、卡鉆及鉆具脫落事故發生，為降低施工風險，帶壓鉆頂塞、處理井筒作業期間避免夜間操作施工。

5 現場應用效果

5.1 W88-58井應用

W88-58井是W88塊注氣試驗區內見效的一口油井，常規作業隊油管傳輸射孔后井口出現油套管間噴。由于該井氣液比高達400m3/t，層間矛盾大，CaCl2壓井后起管37根又發生間噴，壓井失敗，常規作業無法施工。后采用帶壓作業隊上修后，用油管投堵器對油管投堵成功。安裝帶壓作業裝置，同時采取套管進系統流程生產和帶壓起油管作業，起出井內全部射孔管柱。配套防噴泵及多功能防噴球座下入抽油生產管柱。解除堵塞后開抽生產，日產液23.3t，日產油6.7t，日產氣8799m3。

該井利用研制的防噴泵及配套堵塞工具，成功實現帶壓轉抽下泵生產的施工需求，帶壓作業期間套管進生產流程生產回收原油15.5m3，充分體現了油井帶壓作業邊施工邊生產的技術優勢，避免了因占井作業造成的原油產量損失。

5.2 W33-142井應用

W33-142井是一口注水井，放壓74天溢流仍高達180m3/d，且水溫高達85℃，常規作業隊伍無法施工。帶壓作業隊搬上全套帶壓設備，堵塞器投送到位后打開油管觀察，油管仍有少量溢流，投堵失敗。分析原因為該井因長期注水，管壁結垢，投堵器在輸送過程中造成密封膠筒磨損，加之水溫較高，是投堵失敗的主要原因。因油管無正循環通道，無法利用滑塊式堵塞器進行二次投堵，加之溢流液體溫度過高，無法進行起鉆施工。用撞擊式投堵器進行二次投堵成功。用環形防噴器控制油、套環空壓力7MPa，起出井內全部卡封管柱。然后配套其他堵塞工具，完成該井下步施工。

該井克服了水溫高、溢流大施工困難的技術難題，充分發揮帶壓施工優勢，利用研制的多種堵塞工具成功進行管柱堵塞，體現了自主研制開發的堵塞工具能夠較好滿足油田帶壓施工要求。

6 結語

(1)帶壓作業工藝的推廣與應用，能較好保護油氣層不受污染，改善了施工環境，實現清潔生產。

(2)帶壓作業設備具有極其可靠的防噴防頂功能，操作方便，耐壓級別高，安全可靠，建議在油水井頂塞鉆銑中全面推廣應用，做到作業井控本質安全。

(3)帶壓作業工藝技術有效地降低了油層污染，減少水井溢流排放，提高了注水時率，保護施工環境。

(4)帶壓作業工藝技術研究，有利用于高溫高壓低滲油藏注水開發后期井下作業工藝技術的進一步提高，對于高溫高壓油田的開發具有長遠的意義，有望成為未來井下作業的主導技術。