老井井口泄漏帶壓堵漏技術(shù)探討

趙 敏

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

引言

油氣井自壓裂投產(chǎn)后，其井口設(shè)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(shè)備就一直處于工作狀態(tài)，由于其長期暴露在野外缺少有效的保護(hù)措施，加之內(nèi)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(huán)、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(dǎo)致井口環(huán)空帶壓、井口漏氣（油）等現(xiàn)象，給油氣井的安全生產(chǎn)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(xiàn)密封墊環(huán)腐蝕穿孔泄漏，有的法蘭密封槽因腐蝕剝落出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。為排除井口安全隱患，生產(chǎn)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(shè)備，但綜合考慮認(rèn)為上述方案成本高、周期長、存在不確定的安全隱患，現(xiàn)場需要配套一種老井井口修復(fù)、加固的可行方案?；诖耍疚奶岢隽艘环N老井井口帶壓堵漏修復(fù)技術(shù)，以期對油氣田老井井口維修保養(yǎng)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(shù)

1.1 發(fā)展歷程

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

1.2 工作原理

油氣井井口出現(xiàn)漏氣、漏油、漏水后（后面統(tǒng)稱流體），為阻止流體介質(zhì)繼續(xù)漏失，需進(jìn)行帶壓堵漏，其工作原理為：在不停產(chǎn)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(zhì)泄漏的通道，或者增加泄漏介質(zhì)通道中流體流動的阻力，以重新構(gòu)建一個封閉的空間，從而達(dá)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(nèi)注入可塑性專用密封脂，使密封腔體內(nèi)部形成高密封比壓[2]，建立起新的可靠密封，進(jìn)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(shù)適應(yīng)性廣：一是可適應(yīng)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(wù)不同井口裝置；二是適用介質(zhì)廣泛，例如油、水、天燃?xì)狻⒄羝?、腐蝕類流體等各類危險化學(xué)品；三是堵漏壓力范圍廣，可封堵30 MPa 以內(nèi)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(zhì)的泄漏[4]。

1.3 主要設(shè)備

井口帶壓堵漏設(shè)備，主要包括四部分內(nèi)容（如下頁表1 所示），一是堵漏卡具，主要作用是構(gòu)建新的密封空間，為密封脂密封提供密封空間；二是注入設(shè)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(yīng)不同井口空間限制。

表1 帶壓堵漏主要設(shè)備

2 現(xiàn)場應(yīng)用

2017 年，蘇里格氣田某區(qū)塊一口投產(chǎn)半年的水平井發(fā)生井口漏氣現(xiàn)象，經(jīng)現(xiàn)場勘查確認(rèn)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(xiàn)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?qū)儆诰咨洗?，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(chǎn)，且有可能污染地層。為安全、高效解決漏氣問題，各方達(dá)成統(tǒng)一意見，采用帶壓堵漏技術(shù)。根據(jù)現(xiàn)場井口情況，測量好尺寸以定制堵漏卡具?，F(xiàn)場作業(yè)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(yè)規(guī)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(yīng)距離泄漏點距離最遠(yuǎn)[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(fù)帶壓堵漏套管頭現(xiàn)場施工

5）效果初步檢驗：將方井內(nèi)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(jìn)行補(bǔ)注操作，直至無氣泡冒出為止；現(xiàn)場觀察30 min，如無氣泡冒出，說明堵漏初步成功。

6）井口復(fù)查：堵漏完成后，關(guān)井憋壓，三天后上井復(fù)查，再向方井內(nèi)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(rèn)井口帶壓堵漏成功。

3 結(jié)語

目前，國內(nèi)各大油氣田相繼進(jìn)入開采中后期，井口設(shè)備服役時間長，極易出現(xiàn)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(shù)優(yōu)勢明顯：不上修井機(jī)、不壓井、不停產(chǎn)、成本低、作業(yè)周期短（2～4 h）、安全性高。另外，油氣井井口帶壓堵漏技術(shù)可適用于不同型號的井口設(shè)備，可根據(jù)實際情況展開針對性的個性化定制服務(wù)。該技術(shù)可為保障油氣井的安全生產(chǎn)提供可靠的技術(shù)支持。