低壓井可控不壓井作業(yè)設(shè)備研究與試驗(yàn)

高彥生

(遼河油田公司，遼寧 盤錦 124010)

在石油修井作業(yè)方面，傳統(tǒng)的修井工藝常常采用壓井方式進(jìn)行作業(yè)，壓井會(huì)造成產(chǎn)層污染甚至堵塞，造成油井產(chǎn)量下降，不利于油氣資源的可持續(xù)發(fā)展，而不壓井作業(yè)技術(shù)能很好地解決這種問(wèn)題。

目前，不壓井作業(yè)技術(shù)在帶壓作業(yè)工藝及設(shè)備研究方面已逐漸成熟，而適用于低壓油氣井的不壓井作業(yè)技術(shù)研究還處于起步階段。隨著油田開發(fā)到了中后期，儲(chǔ)層壓力越來(lái)越低，作業(yè)時(shí)考慮安全環(huán)保要求，首先要使用壓井液進(jìn)行壓井，漏失嚴(yán)重的井還要采取多次壓井方式，這樣就會(huì)污染油層，增加作業(yè)后抽油排水期，增加污水循環(huán)處理費(fèi)用，同時(shí)還存在稀油井瞬間氣體上竄、稠油井井間汽竄等隱患。為減少作業(yè)過(guò)程中油層污染、提高作業(yè)效果、降低作業(yè)成本，在安全可控、提速提效的情況下，開展低壓井可控不壓井作業(yè)技術(shù)的試驗(yàn)、推廣工作是非常必要的。

一、可控不壓井作業(yè)與帶壓作業(yè)的技術(shù)界定

1.帶壓作業(yè)技術(shù)

對(duì)于井口壓力較大、有自溢能力的油水井，在井口帶壓的情況下，利用特殊修井設(shè)備實(shí)施起下管桿、井筒修理及增產(chǎn)措施的井下作業(yè)技術(shù)。工作過(guò)程是通過(guò)防噴器組控制油套環(huán)空壓力，堵塞工具控制油管內(nèi)部壓力，管柱加壓裝置克服井內(nèi)上頂力，實(shí)現(xiàn)管柱帶壓起下。10幾年來(lái)，帶壓作業(yè)技術(shù)在國(guó)內(nèi)得到了較快發(fā)展，已經(jīng)有14MPa、21MPa、35MPa、70MPa4個(gè)壓力等級(jí)的帶壓作業(yè)裝置應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)，解決了很多高壓、疑難井的修井和措施問(wèn)題。

2.低壓井可控不壓井作業(yè)技術(shù)

對(duì)于井口關(guān)井壓力不大于1MPa、氣液比不大于100、流體溫度不高于80℃、硫化氫含量不高于15mg/m3、地層壓力系數(shù)小于0.7的油水井，在不使用壓井液壓井情況下，利用可控起下抽油桿裝置、可控起下油管裝置和井下管柱封堵工具，完成油水井維護(hù)作業(yè)的井下作業(yè)技術(shù)?？煽夭粔壕鳂I(yè)技術(shù)主要用于解決低壓井作業(yè)過(guò)程中保護(hù)油層和防止地面環(huán)境污染問(wèn)題。

二、可控不壓井作業(yè)工藝技術(shù)

1.可控起下抽油桿設(shè)備

(1)工藝結(jié)構(gòu)

井口工藝主要包括：抽油桿密封裝置；卸壓管匯；儲(chǔ)液罐；壓井管匯(見(jiàn)圖1)。

(2)技術(shù)指標(biāo)

本體通徑φ80mm；閘門變徑φ16～36mm，耐壓14MPa自封變徑φ15～72mm，耐壓3MPa；耐溫范圍-25～90℃。

(3)工作原理

①關(guān)閉小四通兩側(cè)閘門，并在外側(cè)安裝光桿密封閥套拆防噴盒。

②打開光桿密封閥，起出光桿。

③安裝油管懸掛器堵塞器，下放至油管內(nèi)。

④拆井口(包括主閥、小四通)，安裝可控起下抽油桿裝置

⑤利用提升短接上提抽油桿，關(guān)變徑半封。

⑥拆油管懸掛器堵塞器，安裝桿自封。

⑦起井下抽油桿。

2.可控起下油管設(shè)備

(1)工藝結(jié)構(gòu)

井口工藝主要包括：油管自封裝置；防噴器；卸壓管匯；儲(chǔ)液罐；壓井管匯；油水回收裝置(見(jiàn)圖2)。

(2)技術(shù)指標(biāo)

本體通徑φ180mm；防噴器耐壓21MPa；自封變徑φ69～132mm，耐壓3MPa，耐溫范圍-25～90℃；

(3)工作原理

①下管油管懸掛器絲堵，拆可控起下抽油桿裝置。

②安裝雙閘板防噴器。

③起油管懸掛器，關(guān)變徑閘板。

④裝油管自封膠芯。

⑤安裝防污染接油槽，并將泄油口與大四通相連。

⑥起油管，利用管口快速封堵裝置控制管內(nèi)，防止溢出污染。

3.井下管柱封堵工具

(1)管柱結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖3)

管柱結(jié)構(gòu)主要包括：絲堵；篩管；抽油泵；油管；井下開關(guān)閥；油管；單流泄油器；泵上油管(依據(jù)實(shí)際需要配)；油管掛。

(2)工作原理

①井下開關(guān)閥：下抽油泵管柱時(shí)處于封堵狀態(tài)，阻止環(huán)空流體進(jìn)入油管，通過(guò)下放抽油泵柱塞開啟閥板，建立通道，正常抽油生產(chǎn)；起抽油泵管柱時(shí)，上提抽油泵柱塞關(guān)閉閥板，阻止環(huán)空流體進(jìn)入油管。工具外徑φ115mm、長(zhǎng)750mm，與油管連接。

②單流泄油器：采用提拉剪切泄油結(jié)構(gòu)，泄油口處設(shè)置單流閥，阻止環(huán)空流體進(jìn)入油管。起抽油桿時(shí)，泄油口開啟，油管內(nèi)流體泄入環(huán)空，當(dāng)壓差小于0.2MPa時(shí)泄油口關(guān)閉，阻止環(huán)空流體進(jìn)入油管。工具外徑φ110mm、內(nèi)通徑φ50mm、長(zhǎng)450mm、開啟拉力4 000kg，與油管連接。

三、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

四、結(jié)論

低壓井可控不壓井作業(yè)技術(shù)解決了小修維護(hù)作業(yè)過(guò)程中造成的油層污染問(wèn)題。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，該工藝達(dá)到了不壓井起下抽油泵采油管柱和現(xiàn)場(chǎng)預(yù)防井噴、預(yù)防環(huán)境污染作業(yè)的施工要求，尤其是井下管柱封堵工具的配套應(yīng)用，規(guī)范了井下管柱結(jié)構(gòu)，大大提高了作業(yè)效率。與目前帶壓作業(yè)工藝對(duì)比，設(shè)備結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，操作便捷，降低了造價(jià)，符合現(xiàn)場(chǎng)規(guī)?；茝V應(yīng)用要求。

[1]黃小兵,劉清友,王德玉.淺析我國(guó)不壓井裝備的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械,2004,33(增刊).