帶壓作業(yè)工藝技術(shù)在油氣田開發(fā)中的應(yīng)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(yè)公司，山東 東營 257000)

1 概況

在油氣田勘探開發(fā)過程中，常規(guī)修井方式中不同程度的修井液進(jìn)入地層，引起固相顆粒堵塞油氣通道、水敏效應(yīng)或喉道水鎖等現(xiàn)象發(fā)生，降低地層巖石滲透率，放噴施工則增加地層壓力降低、環(huán)境污染風(fēng)險，不利于油氣田開發(fā)生產(chǎn)。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計，油井壓井施工綜合影響原油產(chǎn)量10%～20%，氣井壓井施工帶來的產(chǎn)量損失更加嚴(yán)重。近年來，XX油氣田引入帶壓作業(yè)技術(shù)，解決敏感區(qū)油、氣、水井作業(yè)修井液損害地層，降低產(chǎn)能，放噴放壓污染環(huán)境，以及老油區(qū)重新開發(fā)長停井在作業(yè)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(fā)效果，在300多口井上推廣應(yīng)用此項技術(shù)，平均施工周期9天，促進(jìn)了原油持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)，應(yīng)用效果顯著。

2 帶壓作業(yè)的特點(diǎn)

帶壓作業(yè)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(yè)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(shè)備及配套堵塞工藝，進(jìn)行強(qiáng)行起、下管柱，優(yōu)勢在于能夠保持地層產(chǎn)能，減少排放，提高油氣采收率，同時節(jié)省產(chǎn)能恢復(fù)和壓井液費(fèi)用，降低作業(yè)成本，實現(xiàn)產(chǎn)層零污染，實現(xiàn)安全、環(huán)保的施工作業(yè)，符合HSSE的要求，縮短了綜合作業(yè)工期，提高作業(yè)效率。是一種新型清潔、安全、高效的作業(yè)施工方式。

3 帶壓作業(yè)選井范圍

帶壓施工配套設(shè)備復(fù)雜、施工操作較常規(guī)作業(yè)復(fù)雜、施工工藝要求較高，作業(yè)施工周期也較常規(guī)施工相應(yīng)延長，故并非所有施工井都要采取帶壓作業(yè)。若常規(guī)作業(yè)施工能夠滿足施工需求的作業(yè)施工井，則應(yīng)首選常規(guī)作業(yè)方式。

帶壓作業(yè)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(yè)施工井。

(2)地層壓力低、氣油比高、有自噴或間噴能力的作業(yè)施工井。

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

(4)鉆頂塞處理井筒等井況復(fù)雜、井內(nèi)壓力異常的特殊工藝施工井。

(5)作業(yè)施工環(huán)境特殊、對環(huán)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?xì)怛?qū)采油井作業(yè)施工。

4 典型配套工藝

4.1 帶壓堵塞管柱循環(huán)工藝技術(shù)

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(shè)計深度又需要溝通管柱循環(huán)通道進(jìn)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(jìn)行管柱堵塞，下至設(shè)計位置，通過打壓或投撈，建立循環(huán)通道。

為防止堵塞工具(如防噴單流閥、雙向定壓器等)因井內(nèi)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(guān)閉、密封失敗等現(xiàn)象的發(fā)生，一般需在堵塞工具上下兩端配套過濾設(shè)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(guān)閉的問題發(fā)生。

4.2 帶壓下管式泵采油生產(chǎn)工藝技術(shù)

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(shè)計深度，又需要解除堵塞開抽生產(chǎn)。由于管式泵的固定球閥結(jié)構(gòu)，常規(guī)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(zhuǎn)抽下泵工藝特性開展研究，制定了帶壓作業(yè)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(nèi)堵塞等工具進(jìn)行防噴，將生產(chǎn)尾管下入設(shè)計長度。

(2)連接特制管式防噴泵，將管柱下至設(shè)計深度。

(3)下入完井抽油桿，調(diào)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(chǎn)。

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(nèi)堵塞等工具進(jìn)行防噴，將生產(chǎn)尾管下入設(shè)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(shè)計深度。

(4)下入完井抽油桿，調(diào)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(chǎn)。

4.3 帶壓鉆頂塞、處理井筒技術(shù)

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(xiàn)施工過程的動密封防噴，實現(xiàn)施工過程油、套環(huán)空始終處于控制和防噴狀態(tài)。

(2)利用安全防噴器組實現(xiàn)靜止?fàn)顟B(tài)下的油、套環(huán)空高壓密封或空井筒狀態(tài)下的井筒內(nèi)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(shè)備配套內(nèi)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(tài)防噴、靜態(tài)高壓密封、加壓起下以及磨銑、循環(huán)、鉆進(jìn)的施工要求，使作業(yè)施工操作過程始終處于控制狀態(tài)。管柱鉆具常用組配為磨銑工具+螺桿鉆具(+緩沖器)+內(nèi)防噴工具+油管+油管旋塞。常用內(nèi)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(shù)安全要求

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

(2)安裝、調(diào)試帶壓作業(yè)裝備、井控配套設(shè)施，確保設(shè)備齊全、完好，試壓合格。

(3)井口鉆進(jìn)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(yīng)急。

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

5 現(xiàn)場應(yīng)用效果

5.1 W88-58井應(yīng)用

W88-58井是W88塊注氣試驗區(qū)內(nèi)見效的一口油井，常規(guī)作業(yè)隊油管傳輸射孔后井口出現(xiàn)油套管間噴。由于該井氣液比高達(dá)400m3/t，層間矛盾大，CaCl2壓井后起管37根又發(fā)生間噴，壓井失敗，常規(guī)作業(yè)無法施工。后采用帶壓作業(yè)隊上修后，用油管投堵器對油管投堵成功。安裝帶壓作業(yè)裝置，同時采取套管進(jìn)系統(tǒng)流程生產(chǎn)和帶壓起油管作業(yè)，起出井內(nèi)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(chǎn)管柱。解除堵塞后開抽生產(chǎn)，日產(chǎn)液23.3t，日產(chǎn)油6.7t，日產(chǎn)氣8799m3。

該井利用研制的防噴泵及配套堵塞工具，成功實現(xiàn)帶壓轉(zhuǎn)抽下泵生產(chǎn)的施工需求，帶壓作業(yè)期間套管進(jìn)生產(chǎn)流程生產(chǎn)回收原油15.5m3，充分體現(xiàn)了油井帶壓作業(yè)邊施工邊生產(chǎn)的技術(shù)優(yōu)勢，避免了因占井作業(yè)造成的原油產(chǎn)量損失。

5.2 W33-142井應(yīng)用

W33-142井是一口注水井，放壓74天溢流仍高達(dá)180m3/d，且水溫高達(dá)85℃，常規(guī)作業(yè)隊伍無法施工。帶壓作業(yè)隊搬上全套帶壓設(shè)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(jié)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(huán)通道，無法利用滑塊式堵塞器進(jìn)行二次投堵，加之溢流液體溫度過高，無法進(jìn)行起鉆施工。用撞擊式投堵器進(jìn)行二次投堵成功。用環(huán)形防噴器控制油、套環(huán)空壓力7MPa，起出井內(nèi)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(shù)難題，充分發(fā)揮帶壓施工優(yōu)勢，利用研制的多種堵塞工具成功進(jìn)行管柱堵塞，體現(xiàn)了自主研制開發(fā)的堵塞工具能夠較好滿足油田帶壓施工要求。

6 結(jié)語

(1)帶壓作業(yè)工藝的推廣與應(yīng)用，能較好保護(hù)油氣層不受污染，改善了施工環(huán)境，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。

(2)帶壓作業(yè)設(shè)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(yīng)用，做到作業(yè)井控本質(zhì)安全。

(3)帶壓作業(yè)工藝技術(shù)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(hù)施工環(huán)境。

(4)帶壓作業(yè)工藝技術(shù)研究，有利用于高溫高壓低滲油藏注水開發(fā)后期井下作業(yè)工藝技術(shù)的進(jìn)一步提高，對于高溫高壓油田的開發(fā)具有長遠(yuǎn)的意義，有望成為未來井下作業(yè)的主導(dǎo)技術(shù)。