老井井口泄漏帶壓堵漏技術探討

趙 敏

（中國石油集團長城鉆探工程有限公司工程技術研究院， 遼寧 盤錦 124000）

引言

油氣井自壓裂投產后，其井口設備（主要有套管頭、四通、采氣/油樹等）、地面集匯管線、控制閥門等地面設備就一直處于工作狀態，由于其長期暴露在野外缺少有效的保護措施，加之內部流體的高壓、沖蝕、腐蝕等因素，極易造成法蘭連接處的密封墊環、密封槽、集匯管線90°拐彎處，以及其他橡膠密封元件的密封失效，從而導致井口環空帶壓、井口漏氣（油）等現象，給油氣井的安全生產帶來極大隱患。例如采氣樹、四通、套管頭之間多采用法蘭連接，在長期服役后，有的法蘭連接處出現密封墊環腐蝕穿孔泄漏，有的法蘭密封槽因腐蝕剝落出現滲漏現象。為排除井口安全隱患，生產單位擬采用壓井、冷凍暫堵井口、下堵塞器封堵井口、下封隔器封堵井口等方案以更換井口設備，但綜合考慮認為上述方案成本高、周期長、存在不確定的安全隱患，現場需要配套一種老井井口修復、加固的可行方案。基于此，本文提出了一種老井井口帶壓堵漏修復技術，以期對油氣田老井井口維修保養提供一套安全性高、成本低、效率高的參考方案。

1 井口帶壓堵漏技術

1.1 發展歷程

帶壓堵漏技術全稱為管道容器不動火不停輸快速帶壓堵漏技術。該技術始于19 世紀20 年代的英國費曼奈特公司，并于20 世紀60 年代在英國、法國、德國等國家迅猛發展[1]。我國對此技術研究起步較晚，20 世紀80 年代初由天津市某石油化工公司引進開發研究，設備管理雜志在1980 年《設備管道泄漏的密封技術》學術論文中記錄了不停車帶壓密封技術，拉開了在我國相關技術研究應用的序幕，并迅速在各個行業普及開來。

1.2 工作原理

油氣井井口出現漏氣、漏油、漏水后（后面統稱流體），為阻止流體介質繼續漏失，需進行帶壓堵漏，其工作原理為：在不停產的前提下，利用合適的密封件（卡具、密封脂等其他材料），徹底切斷、堵塞、隔離介質泄漏的通道，或者增加泄漏介質通道中流體流動的阻力，以重新構建一個封閉的空間，從而達到阻止流體外泄的目的。通常利用定制的分瓣卡具在泄漏點附近重新建立密封空間，以高于泄源的注入壓力，向密封空間內注入可塑性專用密封脂，使密封腔體內部形成高密封比壓[2]，建立起新的可靠密封，進而阻斷流體泄漏或滲漏。其原理示意圖如圖1 所示。

圖1 法蘭連接處漏氣處理原理示意圖

井口帶壓堵漏技術適應性廣：一是可適應各種泄漏點的帶壓堵漏，例如彎頭泄漏、法蘭連接處泄漏、套管連接處泄漏等位置[3]，可個性化服務不同井口裝置；二是適用介質廣泛，例如油、水、天燃氣、蒸汽、腐蝕類流體等各類危險化學品；三是堵漏壓力范圍廣，可封堵30 MPa 以內的泄漏壓力；四是堵漏材料耐溫性好，適用于注蒸汽井的管道、井口等高溫介質的泄漏[4]。

1.3 主要設備

井口帶壓堵漏設備，主要包括四部分內容（如下頁表1 所示），一是堵漏卡具，主要作用是構建新的密封空間，為密封脂密封提供密封空間；二是注入設備，主要是注脂槍，其作用是將可塑性專用密封劑通過手動液壓泵的壓力注入密封空間；三是密封脂，密封脂注入密封空間后，形成高的密封比壓，從而阻隔泄漏流體；四是配套連接件，主要作用是提供各種型號彎接頭以適應不同井口空間限制。

表1 帶壓堵漏主要設備

2 現場應用

2017 年，蘇里格氣田某區塊一口投產半年的水平井發生井口漏氣現象，經現場勘查確認漏氣點為套管頭下方的表套雙公和表套母接箍之間，該井套管頭現場（見圖2）試壓密封性能良好，排除了井口下串漏氣的可能。因屬于井底上串漏氣，該井若采用壓井的方式處理井口漏氣問題，勢必影響正常生產，且有可能污染地層。為安全、高效解決漏氣問題，各方達成統一意見，采用帶壓堵漏技術。根據現場井口情況，測量好尺寸以定制堵漏卡具。現場作業流程主要如下：

1）安裝卡具：將分瓣式帶壓堵漏卡具，套裝在漏氣點的表套接箍處，并緊固螺栓。

2）連接注入工具：按照作業規范連接好注脂槍、手動液壓泵等注入工具。

3）注入密封脂：連接好注入工具后，手動從帶壓堵漏卡具注脂閥注入固體密封脂（注意注入順序，第一個注入點應距離泄漏點距離最遠[5]，然后選擇依次靠向泄漏點的注入點，注入過程中控制好注入壓力，緩慢勻速注入）。

4）異常檢查：注密封脂完成后，檢查套管及卡具四周是否有異常，如有，及時排除。

圖2 可修復帶壓堵漏套管頭現場施工

5）效果初步檢驗：將方井內注入一定量的水，水面高度需淹沒過帶壓堵漏卡具，觀察是否有氣泡冒出，如有，則進行補注操作，直至無氣泡冒出為止；現場觀察30 min，如無氣泡冒出，說明堵漏初步成功。

6）井口復查：堵漏完成后，關井憋壓，三天后上井復查，再向方井內注入一定量的水，水面高度需淹沒過帶壓堵漏卡具，觀察是否有氣泡冒出，如無氣泡冒出，確認井口帶壓堵漏成功。

3 結語

目前，國內各大油氣田相繼進入開采中后期，井口設備服役時間長，極易出現老井井口泄漏問題。相較于壓井、冷凍暫堵井口、下堵塞器封堵井口、下封隔器封堵井口等方案，老井帶壓堵漏技術優勢明顯：不上修井機、不壓井、不停產、成本低、作業周期短（2～4 h）、安全性高。另外，油氣井井口帶壓堵漏技術可適用于不同型號的井口設備，可根據實際情況展開針對性的個性化定制服務。該技術可為保障油氣井的安全生產提供可靠的技術支持。