不壓井修井作業(yè)裝備發(fā)展現(xiàn)狀分析

曹健

(遼河油田公司興隆臺工程技術(shù)處,遼寧盤錦 124010)

不壓井修井作業(yè)裝備發(fā)展現(xiàn)狀分析

曹健

(遼河油田公司興隆臺工程技術(shù)處,遼寧盤錦 124010)

隨著我國油田開采事業(yè)的快速發(fā)展,超深層、高壓油氣井變得越來越多,如果不提高相應(yīng)的開采技術(shù),勢必會加大油田企業(yè)的施工難度。因此,提高不壓井作業(yè)裝備的性能和技術(shù)勢在必行。本文首先簡單地介紹了不壓井修井作業(yè)裝備的種類、作業(yè)特點(diǎn)以及作業(yè)優(yōu)勢。進(jìn)而對比分析了國內(nèi)外不壓井修井裝備的發(fā)展歷程,指出了國內(nèi)不壓井裝備存在的問題以及發(fā)展趨勢。

油田 不壓井 裝備

不壓井作業(yè)技術(shù)作為一種全新的作業(yè)工藝，不僅能降低企業(yè)的生產(chǎn)成本(如壓井液的費(fèi)用)，還能提高油氣的采收率，增加油田企業(yè)的整體收益。最重要的是，它減少了對壓井液的依賴，能有效地防止油氣層被污染。不壓井作業(yè)裝備在歐美發(fā)達(dá)國家使用較為普遍，與之相比，我國仍存有差距，需加大研究力度，不斷更新技術(shù)和裝備。

1 不壓井修井裝備簡介

按照配套方式的不同，不壓井修井裝備大體分為輔助式和獨(dú)立式兩種。由于輔助式不壓井裝備缺少循環(huán)系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)等，需要依靠修井機(jī)進(jìn)行作業(yè)。而獨(dú)立式不壓井修井裝備則具備多種系統(tǒng)，在作業(yè)時(shí)，能用于測試密封系統(tǒng)的壓力、旋轉(zhuǎn)油管等。[1]以BYJ900液壓不壓井修井機(jī)為例，它是一種獨(dú)立型、長沖程自走式修井設(shè)備。它不需要壓井或放噴就可以直接進(jìn)行21MPa注水井修井作業(yè)。它的優(yōu)點(diǎn)主要有以下三點(diǎn)：①經(jīng)濟(jì)性好，環(huán)空靜密封結(jié)構(gòu)，防噴器使用壽命長。②獨(dú)立型不壓井設(shè)備，單機(jī)作業(yè)不需修井機(jī)和其它設(shè)備配合。移運(yùn)、安裝、操作方便。③作業(yè)效率高，采用長沖程，一次可起下一根油管。

2 國外不壓井修井作業(yè)裝備的發(fā)展歷程

最早對不壓井作業(yè)技術(shù)進(jìn)行研究的是美國，早在20世紀(jì)20年代，美國就研制出了一種鋼絲繩式起下管柱裝置，并不斷地完善了工藝技術(shù)體系，在20世紀(jì)50年代成功地研制出了世界上液壓不壓井裝置，并利用當(dāng)時(shí)的不壓井裝備完成了簡單的鉆塞、起下管柱等工作。到了20世紀(jì)80年代，美國的一家知名企業(yè)又成功地研制出了車載不壓井作業(yè)機(jī)。

3 國內(nèi)不壓井修井作業(yè)裝備的發(fā)展歷程

與西方發(fā)達(dá)國家相比，我國對不壓井修井作業(yè)裝備的研究較晚，但是進(jìn)步很快。20世紀(jì)中葉，勝利、江漢等知名油田開始研究此類技術(shù)。剛開始，因?yàn)檫M(jìn)口設(shè)備的價(jià)格高，國產(chǎn)設(shè)備的自我研發(fā)能力較弱等，不壓井工藝的應(yīng)用范圍僅限于注水井小修作業(yè)，并沒有在油氣開采作業(yè)中大量運(yùn)用。

上世紀(jì)50年代，大慶油田研發(fā)出了中國第一臺撬裝液壓式不壓井作業(yè)裝置。到了70年代，四川石油管理局鉆采工藝研究所在研究不壓井設(shè)備方面取得了一定的進(jìn)展，研發(fā)出了BY30-2型不壓井起下鉆裝置和用于修井的BYXT15型不壓井起下鉆裝置，但是此類設(shè)備的施工范圍非常窄，僅僅用于下油管作業(yè)。[2]到了80年代，我國第一臺車載不壓井修井機(jī)才正式出爐，卻因?yàn)樵诿芊夥矫娲嬖诼┒炊幢淮罅客茝V。

然而近些年，由于我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國對油氣資源的需求日益增大，油氣的勘探和開采場地逐漸由陸地轉(zhuǎn)向了海洋，如我國在西沙群島的“981”鉆井平臺。與陸地相比，海洋油井的開采環(huán)境要惡劣得多。因此，為了打破西方世界的技術(shù)和價(jià)格壟斷，我國必須研制出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的裝備，提升我國油田裝備的制造能力和不壓井工程技術(shù)。

從20世紀(jì)90年代開始，各大石油鉆采設(shè)備制造企業(yè)就開始跟進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，加大了對不壓井技術(shù)的研發(fā)力度。以四機(jī)廠為例，該制造企業(yè)為了提高不壓井作業(yè)工藝水平，專門成立了“不壓井作業(yè)裝備”研究小組，并對我國各大油田的生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行了深入調(diào)查。[3]通過分析各大油田每年的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，四機(jī)廠將不壓井設(shè)備設(shè)計(jì)成模塊結(jié)構(gòu)，并通過研究壓力控制技術(shù)、加載起下技術(shù)、信息化技術(shù)等，讓設(shè)備的核心技術(shù)迅速達(dá)到國際水平。與之前的設(shè)備相比，四機(jī)廠生產(chǎn)的設(shè)備在精準(zhǔn)度和智能化方面都有了跨越式的進(jìn)步。該企業(yè)經(jīng)過多年的研究，逐步建立完善了不壓井裝備自主研發(fā)平臺，開發(fā)出了多種獨(dú)立式和輔助式不壓井產(chǎn)品，填補(bǔ)了我國不壓井裝備制造的空缺。

不僅如此，2013年，該企業(yè)還向委內(nèi)瑞拉出口了6套大配套不壓井產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)出口。該產(chǎn)品使用范圍不再局限于陸地，可用于湖水中。湖用成套不壓井裝備的集成度很高，它必須把不壓井主機(jī)、泥漿泵組、發(fā)電機(jī)組、空壓機(jī)組以及井下工具、湖用吊機(jī)等設(shè)備同時(shí)集成到一艘面積有限的修井船上。要做到這一點(diǎn)，難度相當(dāng)之大。為了容納這些設(shè)備，該廠采用非常規(guī)手段，將面積有限的修井船打造成“家庭整體廚房”。

華北石油井下作業(yè)公司先是分析了大牛地氣田的地質(zhì)信息，派遣專員到美國Hydry Rig公司學(xué)習(xí)先進(jìn)的不壓井操作技術(shù)，進(jìn)而于2008年向美國Hydry Rig公司購買了HRS—225不壓井作業(yè)機(jī)，并根據(jù)不壓井技術(shù)和設(shè)備的工作要求，合理地編制了作業(yè)的規(guī)章制度、井控裝置安裝操作、施工流程等，形成了一支由技術(shù)過硬、高素質(zhì)人才組成的特種作業(yè)隊(duì)，整個(gè)工作團(tuán)隊(duì)的主體設(shè)備是向美國進(jìn)口的連續(xù)油管和不壓井裝置。相關(guān)技術(shù)人員通過不壓井作業(yè)演練，已經(jīng)能夠獨(dú)立地駕馭不壓井作業(yè)技術(shù)了，該企業(yè)的石油開采工作進(jìn)入了一個(gè)新的里程碑。

2011年4月，渤海裝備自主研發(fā)出了國內(nèi)首款集成式車載帶壓作業(yè)修井機(jī)。該設(shè)備申請了5項(xiàng)專利，其中有一項(xiàng)是發(fā)明專利。重要的是它完全擁有核心技術(shù)自主知識產(chǎn)權(quán)，已經(jīng)在大港油田等多家油田企業(yè)中得以應(yīng)用。

2012年，渤海裝備公司成功地研制出了我國首款集成式帶壓作業(yè)修井機(jī)，這款設(shè)備的技術(shù)性能優(yōu)于同類產(chǎn)品，已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平，符合中深油水井、高壓井的作業(yè)要求。它的優(yōu)勢在于集動力、搬安、操控等于一身，有效地控制了裝備的運(yùn)輸成本，降低了作業(yè)成本和作業(yè)油耗，提高了采油效率，并把單井作業(yè)的周期減少了2～3天。2013年，該設(shè)備成功地試用于大港油田、新疆油田，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

4 不壓井裝備存在的問題以及發(fā)展趨勢

國內(nèi)現(xiàn)有的不壓井設(shè)備主要存在承載、承壓能力不足，配套不全，可靠性和自動化控制程度較低等缺點(diǎn)。本文認(rèn)為不壓井裝備將向以下五個(gè)方向發(fā)展：①隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，不壓井裝備將更加智能化、自動化，人工操作的流程將會減少。②安全性能、技術(shù)性能將進(jìn)一步提升。③綠色、環(huán)保。④裝備設(shè)計(jì)將更加標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。⑤輕便、高適應(yīng)能力。

5 結(jié)語

總之，在石油開采環(huán)境日趨復(fù)雜的今天，各大油田裝備企業(yè)必須加大不壓井裝備和技術(shù)的研發(fā)力度，包括加大經(jīng)費(fèi)投入、培養(yǎng)優(yōu)秀的技術(shù)人員、學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)等，不斷提高企業(yè)的裝備制造能力。

[1]常玉連,魏靜,高勝,王巖.獨(dú)立式不壓井作業(yè)裝備技術(shù)發(fā)展[J].石油礦場機(jī)械,2011,04.

[2]肖潤德,潘登,楊玻.四川油氣田欠平衡鉆井裝備的研究與應(yīng)用[J].鉆采工藝,2003,09.

[3]高圣平.我國石油裝備標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展趨勢[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2008,12.