油井帶壓作業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展淺析

佟有新

摘要：帶壓作業(yè)技術(shù)具有能夠有效保護(hù)地層狀態(tài)、改善油氣藏開發(fā)效果以及環(huán)保節(jié)能減排等優(yōu)勢，是油氣水井作業(yè)領(lǐng)域的一項(xiàng)革命性技術(shù)。本文從帶壓作業(yè)優(yōu)勢，發(fā)展歷程，技術(shù)原理、存在問題，發(fā)展趨勢五個(gè)反面對帶壓作業(yè)總結(jié)，促進(jìn)我國帶壓作業(yè)技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：油井，帶壓作業(yè)，技術(shù)現(xiàn)狀，發(fā)展淺析

前沿

帶壓作業(yè)是在保持井筒內(nèi)一定壓力，不壓井、不放壓的情況下進(jìn)行起下管柱的一種較為先進(jìn)的井下作業(yè)技術(shù)。與傳統(tǒng)井下作業(yè)相比，帶壓作業(yè)的特有優(yōu)勢在于能夠最大程度的實(shí)現(xiàn)對油氣層及環(huán)境的雙重保護(hù)，有利于油氣水井修復(fù)后的穩(wěn)定生產(chǎn)，并且可以提高注水效率。

1帶壓作業(yè)的優(yōu)勢

在壓井過程中，壓井液會影響井筒周圍地層的滲透性，尤其是低壓低滲地層，更加容易受到污染，一旦受損害，修復(fù)十分困難。帶壓作業(yè)就是在施工過程中不需要對作業(yè)井進(jìn)行壓井作業(yè)，也不需要泄壓。技術(shù)優(yōu)勢有以下幾點(diǎn)：①保護(hù)產(chǎn)層，保持了油氣層的清潔，提高儲量的采收率;②不壓井、不泄壓，避免了壓后放噴排液，節(jié)約了產(chǎn)能恢復(fù)時(shí)間，延長油氣井生產(chǎn)周期;③帶壓作業(yè)過程中實(shí)現(xiàn)零排放、零污染，保護(hù)了環(huán)境，節(jié)能減排，契合國家的綠色發(fā)展理念，意義十分重大;④壓井作業(yè)中所需要的材料費(fèi)和作業(yè)費(fèi)用很高，使用帶壓作業(yè)可以避免壓井作業(yè)程序，從而降低材料費(fèi)和用工時(shí)間，隨著低孔隙度、低滲透率的致密性砂巖氣藏勘探開發(fā)力度的加強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯;⑤不停產(chǎn)作業(yè)，縮短綜合作業(yè)工期，爭取了利益最大化。

2帶壓作業(yè)發(fā)展歷程

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，帶壓作業(yè)設(shè)備由最初的機(jī)械式設(shè)備慢慢轉(zhuǎn)變成液壓式，。增加了帶壓設(shè)備的效率和安全系數(shù)，20 世紀(jì) 80 年代，由 LTD 公司開發(fā)出車載帶壓作業(yè)設(shè)備，加強(qiáng)了帶壓設(shè)備的機(jī)動(dòng)性。近年來，隨著帶壓作業(yè)業(yè)務(wù)量和業(yè)務(wù)范圍的拓展，出現(xiàn)了鉆、完、修井一體化的帶壓作業(yè)設(shè)備。國外生產(chǎn)和提供帶壓設(shè)備的公司挺多，比如：Halliburton、CUDD、High Arctic 等。隨著對帶壓作業(yè)技術(shù)的高度重視和迫切需求，我國帶壓作業(yè)技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。國內(nèi)從事研究和提供服務(wù)的帶壓作業(yè)技術(shù)的公司有：四機(jī)廠（BY-J100）、華北榮盛 （DY-12-14）、任丘鐵虎 （DYZY18-21/35）、阜新馳宇 （FX.FPZYJ-180/14）、托普威爾 （J 62B）、通化石油等。

3帶壓作業(yè)技術(shù)

帶壓作業(yè)技術(shù)主要是通過帶壓設(shè)備防噴器組控制油套環(huán)空壓力，通過液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力來控制閘板和卡瓦的開關(guān)，其中游動(dòng)萬能卡瓦具有防頂和承重的功能，液動(dòng)閘板防噴器具有控制井口壓力的功能，主液壓缸用于支撐游動(dòng)橫梁及游動(dòng)萬能卡瓦，通過各部件之間的共同配合對壓力大的井完成起下管柱作業(yè)，并可以防止井內(nèi)管柱上頂然后通過加壓動(dòng)力系統(tǒng)對管柱施加外力克服井內(nèi)上頂力，由油管堵塞器控制油管內(nèi)部壓力，從而確保在帶壓的情況下順利實(shí)現(xiàn)起下管柱作業(yè)。

帶壓作業(yè)的核心技術(shù)為對井內(nèi)壓力的控制、油管和套管間環(huán)空壓力的控制、管柱上頂力的控制三部分。

3.1油管內(nèi)壓力控制

管柱內(nèi)壓力控制主要是采用合適的堵塞工具和工藝對油管進(jìn)行投堵施工，從而達(dá)到對油管內(nèi)的壓力進(jìn)行有效的控制。國內(nèi)各油田根據(jù)帶壓作業(yè)現(xiàn)場的實(shí)際工況研發(fā)了不同種類的管柱內(nèi)堵塞工具，如油管橋塞、單流閥、雙作作用閥、預(yù)置工作筒等，通過水力投送、鋼絲投送和空心油桿等投送方式，有效解決了帶壓作業(yè)技術(shù)中管柱內(nèi)壓力控制的核心問題。油管內(nèi)壓力的有效控制離不開堵塞工具和工藝技術(shù)，二者相輔相成，缺一不可。

3.2油管和套管間環(huán)空壓力的控制

油管和套管間的環(huán)空壓力控制主要依靠帶壓防噴器組進(jìn)行控制，兩個(gè)半封閘板防噴器相互配合倒出接箍以及配合放壓閥和卸荷閥起出井下工具。另外還有一種特殊防噴器，其特點(diǎn)是采用油缸外置式結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)閘板的液缸外裝于防噴器本體兩側(cè)，閘板結(jié)構(gòu)形式為圓柱形，前密封于管柱的接觸面積增加，密封更可靠，前密封鑲嵌有特殊耐磨材料，使前密封在滿足動(dòng)密封的工況下具有較長的使用壽命。

3.3管柱上頂力的控制

帶壓作業(yè)施工過程中主要是利用卡瓦和升降液缸的配合來對管柱的上頂力進(jìn)行有效控制?？ㄍ邔苤峁┛ňo力，后依靠升降液缸來控制管柱的起下?，F(xiàn)階段主流的帶壓作業(yè)裝置主要配置為錐形自緊式卡瓦。另外在液壓控制系統(tǒng)上還安裝了卡瓦互鎖裝置，以防止處于工作狀態(tài)的1對承重卡瓦或防頂卡瓦同時(shí)處于打開位置，從而保證了操作的安全性。

4存在問題分析

國內(nèi)現(xiàn)有的帶壓作業(yè)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(dòng)化控制程度較低、操作復(fù)雜，難于現(xiàn)場推廣等缺陷。

局限于 70MPa 以下的油水氣井小修，滿足不了大修、超高壓、特殊類型井的帶壓作業(yè)需要。超高壓（大于70MPa）井、熱采井、特殊類型帶壓作業(yè)裝備亟待研制開發(fā)。

國內(nèi)配套使用裝備質(zhì)量偏低，國產(chǎn)液壓元件、卡瓦牙等質(zhì)量水平與國外品牌存在差距，動(dòng)力控制系統(tǒng)故障率偏高;密封膠件壽命比國外產(chǎn)品偏低;井下堵塞器可靠性也與國外產(chǎn)品存在差距。設(shè)備研發(fā)推廣期間可能需要大量采購國外配件材料。但進(jìn)口元器件周期較長，配件更換不宜保障。

5 我國不壓井帶壓作業(yè)未來的發(fā)展趨勢

帶壓作業(yè)裝備向著一體化、模塊化、智能化方向發(fā)展，注重提高操作的安全可靠性、機(jī)動(dòng)性和施工效率;車載一體機(jī)已得到了各個(gè)油田的青睞和認(rèn)可，一體機(jī)可以大幅度降低油耗，提高作業(yè)效率。此外，帶壓作業(yè)裝置液壓控制系統(tǒng)的國產(chǎn)閥件的可靠性需要提高。

帶壓作業(yè)工藝技術(shù)向著多樣化方向發(fā)展。帶壓作業(yè)技術(shù)應(yīng)逐步具備從水井到油井，再到氣井，從小修到大修的帶壓作業(yè)能力;

帶壓作業(yè)向系列化、規(guī)范化發(fā)展。不應(yīng)僅根據(jù)各油氣田的不同需求，而提供各種不同的裝備，而是應(yīng)將帶壓作業(yè)設(shè)備逐步實(shí)現(xiàn)系列化和規(guī)范化。

6 結(jié)論

通過對國內(nèi)外不壓井帶壓作業(yè)裝置的技術(shù)發(fā)展進(jìn)程進(jìn)行了分析，國內(nèi)對該技術(shù)的研究與應(yīng)用領(lǐng)域差距較大，國產(chǎn)設(shè)備有待進(jìn)一步完善和提高。對國內(nèi)帶壓作業(yè)裝置的發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析與展望，為其未來的發(fā)展方向提出了建設(shè)性意見。

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