气井带压作业在川渝地区应用

1、带压作业能产生显著的综合效益:1. 1. 避免地层污染，保护油气层避免地层污染，保护油气层2. 2. 提高和稳定单井产量提高和稳定单井产量3. 3. 节能减排，保护环境节能减排，保护环境 4. 4. 缩短油气井停产时间缩短油气井停产时间5. 5. 降低作业综合成本降低作业综合成本 国外带压作业已经广泛用于欠平衡钻井、侧钻、完井、射孔、试油气国外带压作业已经广泛用于欠平衡钻井、侧钻、完井、射孔、试油气、测试、酸化、压裂和修井作业中；、测试、酸化、压裂和修井作业中； 而国内带压作业主要应用于油水井；由于气井的特殊性，各油气田对而国内带压作业主要应用于油水井；由于气井的特殊性，各油气田对气井带压作业

2、相对谨慎，工艺技术进展也相对缓慢。气井带压作业相对谨慎，工艺技术进展也相对缓慢。 l气体中含有二氧化碳、硫化氢等介质，对管柱产生气体中含有二氧化碳、硫化氢等介质，对管柱产生腐蚀腐蚀，被腐蚀油管柱的抗拉、抗外挤强度会受到影被腐蚀油管柱的抗拉、抗外挤强度会受到影响，同时也影响到内外的密封响，同时也影响到内外的密封。 l气体的密封性对油管内堵塞工具、带压设备动密气体的密封性对油管内堵塞工具、带压设备动密封等要求高，一旦发生泄漏，扩展速度快。封等要求高，一旦发生泄漏，扩展速度快。l天然气易发生燃烧着火，甚至爆炸，产生强大的天然气易发生燃烧着火，甚至爆炸，产生强大的冲击，波及范围大，尤其是含硫化氢气体直

3、接危及冲击，波及范围大，尤其是含硫化氢气体直接危及作业人员作业人员生命。生命。l天然气一旦泄露后，流体的高速流动对人和设备均天然气一旦泄露后，流体的高速流动对人和设备均可能造成可能造成伤害。伤害。l绝大部分气井均含有硫化氢、二氧化碳等有毒有害绝大部分气井均含有硫化氢、二氧化碳等有毒有害气体，对人畜造成气体，对人畜造成伤害。伤害。对带压作业设备和对带压作业设备和技术具有更高要求技术具有更高要求气井带压作业具有气井带压作业具有高危、高风险高危、高风险的特点的特点。 带压作业是通过油管内下入堵塞器控制管柱内的压力，带压作业设带压作业是通过油管内下入堵塞器控制管柱内的压力，带压作业设备防喷器组控制油套

4、环形空间的压力备防喷器组控制油套环形空间的压力, ,举升机和卡瓦组控制管柱，实现举升机和卡瓦组控制管柱，实现带压起下作业。带压起下作业。1 1、带压作业原理、带压作业原理 带带压起下管柱受力分析压起下管柱受力分析: : 带带压起下管柱，对其垂直方向的力压起下管柱，对其垂直方向的力进行分析，确定带压作业时所需的最大进行分析，确定带压作业时所需的最大上提力或者下推力。上提力或者下推力。 带压作业中油管中和点带压作业中油管中和点计算计算: : 油管油管轴向力油管浮重油管受到的上顶力轴向力油管浮重油管受到的上顶力 注注：当油管上顶时可用带压作业机的防顶卡瓦控：当油管上顶时可用带压作业机的防顶卡瓦控制油

5、管起下。不同尺寸的油管在不同压力等级井筒内制油管起下。不同尺寸的油管在不同压力等级井筒内中和点的深度不同。中和点的深度不同。 2 2、带压作业安全控制关键参数、带压作业安全控制关键参数 计算计算出带压作业中施加的最大下推力后，必须要确认管柱能承受如出带压作业中施加的最大下推力后，必须要确认管柱能承受如此压缩负荷而且不会发生此压缩负荷而且不会发生弯曲弯曲 带压作业设备施加的临界弯曲载荷带压作业设备施加的临界弯曲载荷 油管内三级压力控制技术油管内三级压力控制技术第一级：工作状态压力控制第一级：工作状态压力控制 根据施工目的和井况选用管柱底部封堵方式；水根据施工目的和井况选用管柱底部封堵方式；水平井

6、堵塞器下入直井段。平井堵塞器下入直井段。第二级：安全保障措施第二级：安全保障措施 当堵塞器坐封后，向管柱内注入水或其他介质，当堵塞器坐封后，向管柱内注入水或其他介质，保障堵塞器处于良好工作状态；如果井下堵塞器发生保障堵塞器处于良好工作状态；如果井下堵塞器发生溢流，抢装旋塞阀。溢流，抢装旋塞阀。第三级：应急措施第三级：应急措施 抢装旋塞阀失败，使用剪切闸板，剪断管柱，实抢装旋塞阀失败，使用剪切闸板，剪断管柱，实施关井。施关井。3 3、带压作业控制技术、带压作业控制技术 油套环空压力控制技术油套环空压力控制技术环封作业方式环封作业方式 利用利用带压设备自带的环型防带压设备自带的环型防喷器进行起下管

7、柱作业喷器进行起下管柱作业主要用于：主要用于：60.3mm60.3mm油管（井口压力小于油管（井口压力小于12MPa12MPa）73.0mm73.0mm油管（井口压力小于油管（井口压力小于10MPa10MPa）88.9mm88.9mm油管（井口压力小于油管（井口压力小于4MPa4MPa） 油套环空压力控制技术油套环空压力控制技术 环封环封+ +闸板作业方式闸板作业方式 当井口压力超过以上控制压力而小于当井口压力超过以上控制压力而小于21MPa21MPa时，时，过油管本体采用带压设备环形防喷器控制油套环空压过油管本体采用带压设备环形防喷器控制油套环空压力起下油管，过油管接箍时，利用带压设备下闸板

8、防力起下油管，过油管接箍时，利用带压设备下闸板防喷器协助控制油套环空压力进行管柱的起下。喷器协助控制油套环空压力进行管柱的起下。 起下管柱控制技术起下管柱控制技术重管柱重管柱 在起管柱时，井内管串上升靠液缸带动；下在起管柱时，井内管串上升靠液缸带动；下管柱时，井内管串靠管柱自身重力作用下下行；管柱时，井内管串靠管柱自身重力作用下下行；这种情况下，采用带压设备两组承重卡瓦倒换进这种情况下，采用带压设备两组承重卡瓦倒换进行起下。行起下。轻管柱轻管柱 在起管柱时，井内管串上升靠油气井上顶力的在起管柱时，井内管串上升靠油气井上顶力的推动上升；下管柱时，井内管串靠液缸强行加压下推动上升；下管柱时，井内管

9、串靠液缸强行加压下行；这种情况下，采用带压设备两组防顶卡瓦倒换行；这种情况下，采用带压设备两组防顶卡瓦倒换进行起下。进行起下。 1 1、S-9S-9车载辅助式带压作业机车载辅助式带压作业机u设备设备尺寸：尺寸： 11.4311.43米米4.064.06米米2.592.59米米u举升力举升力6868吨吨u下推力下推力4343吨吨u工作压力工作压力35MPa35MPau行程行程3.6m3.6mu通径通径7 1/16”7 1/16”（179.38mm179.38mm）u运行速度运行速度： 上行上行速度最大为速度最大为26.4m/min26.4m/min； 下行下行速度最大为速度最大为41.1m/mi

10、n41.1m/min。1 1、S-9S-9车载辅助式带压作业机车载辅助式带压作业机S-9S-9型不压井作业型不压井作业装置主要装置主要由由五部分组成：五部分组成：1.1.液压动力系统（车辆提供）液压动力系统（车辆提供）2.2.防喷器系统防喷器系统3.3.压力释放压力释放/ /平衡系统平衡系统4.4.卡瓦系统卡瓦系统5.5.举升系统举升系统 2 2、井口配套设备、井口配套设备111 385KQS35 BX15612-391 0 31 8 5185403480R4674520401 7 3 08 2 09 1 0接远控台FKQ3204接远控台FKQ3204接远控台FKQ3204接远控台FKQ320

11、46B7116-35 R4612-396B7116-35 R4612-M363 防喷器：防喷器： 包括包括2FZ18-352FZ18-35双闸板防喷器（带双闸板防喷器（带剪切闸板）、单闸板、剪切闸板）、单闸板、FKQ3204FKQ3204远程远程控制台控制台。 试压试压四通四通2FZ18-352FZ18-35防喷器组结构示意图防喷器组结构示意图 3 3、井下配套工具、井下配套工具序号序号堵塞器类型堵塞器类型产地产地性能参数性能参数用途用途1 1固定式堵塞器固定式堵塞器威德福威德福35MPa35MPa管柱有工作筒的情况下起下油管管柱有工作筒的情况下起下油管2 2钢丝桥塞钢丝桥塞威德福威德福35M

12、Pa35MPa管柱无工作筒的情况下起下油管管柱无工作筒的情况下起下油管3 3油管丢手盲堵油管丢手盲堵35MPa35MPa下油管时使用下油管时使用 油管内压力控制技术是气井带压作业安全保障。通过油管内压力控制技术是气井带压作业安全保障。通过引进和自主研发，先后配套了引进和自主研发，先后配套了固定式堵塞器、钢丝固定式堵塞器、钢丝桥塞桥塞和和油管盲堵油管盲堵等。等。 4 4、安全配套工具、安全配套工具接箍探测器接箍探测器 接箍探测器接箍探测器：对于对于高压必须采用倒换闸板的方式过高压必须采用倒换闸板的方式过接箍时。接箍时。接箍探测接箍探测器可以在作业过程中准确判断接箍位置。器可以在作业过程中准确判断

13、接箍位置。 带压设备支撑架：带压设备支撑架：主要用于承受带压设备和井下管柱施工时在井口的主要用于承受带压设备和井下管柱施工时在井口的重力，保护井口，实现在起下管柱过程中带压设备平稳。重力，保护井口，实现在起下管柱过程中带压设备平稳。 支撑架支撑架 近几近几年来年来的不断充实完善带压完井、修井作业技术，我院在气井带压的不断充实完善带压完井、修井作业技术，我院在气井带压作业方面已处于国内领先地位。已成功应用于威作业方面已处于国内领先地位。已成功应用于威201-H1201-H1、门、门003-X4003-X4、岳、岳101-58-X2101-58-X2等等6565口井口井带压完井、修井作业，共起下管

14、柱带压完井、修井作业，共起下管柱4040万米万米以上，实现零以上，实现零排放、零污染、零事故的安全生产。应用范围如下：排放、零污染、零事故的安全生产。应用范围如下： 已成为低压、低渗、易漏储层开发的重要手段，强力支已成为低压、低渗、易漏储层开发的重要手段，强力支撑了分公司低压气井修井作业撑了分公司低压气井修井作业 已成为页岩气完井的重要手段已成为页岩气完井的重要手段 配合连续油管射孔套管加砂工艺为分公司增储上产做出配合连续油管射孔套管加砂工艺为分公司增储上产做出巨大贡献巨大贡献 该井在连续该井在连续油管七层油管七层加砂压裂完后，经放喷排液，加砂压裂完后，经放喷排液，测试产测试产气量气量6000

15、060000方方/ /日日；为了快速投入生产；为了快速投入生产，采用带压，采用带压设备设备下完井管柱；作业前该井关井压力下完井管柱；作业前该井关井压力25MPa25MPa，现场作，现场作业控制业控制压力压力12MPa12MPa。 该井在连续油管多层加砂压裂完后，由于排液该井在连续油管多层加砂压裂完后，由于排液效果不好，于效果不好，于20112011年年7 7月采用带压设备下完井管柱至月采用带压设备下完井管柱至井深井深1700m1700m；通过及时排液测试日产气量；通过及时排液测试日产气量1000010000方左方左右。右。 2012 2012年年3 3月，为了满足威月，为了满足威201-H12

16、01-H1井过油管生产测井过油管生产测井要求，需带压设备更换原井底部带堵头的生产管井要求，需带压设备更换原井底部带堵头的生产管柱，下入光油管生产管柱。由于该井井深柱，下入光油管生产管柱。由于该井井深989.75m989.75m处处井斜达到井斜达到9.169.16，所以在起下原井管柱时，需进行，所以在起下原井管柱时，需进行两次堵塞器投放，增加了作业复杂性。两次堵塞器投放，增加了作业复杂性。 该井在井深该井在井深989.75m989.75m处井斜处井斜达到达到9.169.16，在井深，在井深1550m1550m处井斜达到处井斜达到67.7167.71 1. 1.带压设备通过引进及配套，已形成了井口

17、压力带压设备通过引进及配套，已形成了井口压力21MPa21MPa以内气井带以内气井带压作业技术，并成功应用于川渝地区压作业技术，并成功应用于川渝地区6565口气井。口气井。 2.2.由于气井带压作业相比油水井带压作业风险更大，根据设备性能、由于气井带压作业相比油水井带压作业风险更大，根据设备性能、气井作业的特点，形成了气井作业的特点，形成了气井带压起下管柱作业操作规程气井带压起下管柱作业操作规程和和气气井带压起下管柱作业前安全分析（井带压起下管柱作业前安全分析（JSAJSA），确保了施工作业安全。，确保了施工作业安全。 3. 3.由于气井带压作业具有：井下管柱腐蚀，天然气易燃、易爆、高由于气井带压作业具有：井下管柱腐蚀，天然气易燃、易爆、高压、高速特点，气体的密封性要求更高，等诸多安全风险，因此对带压、高速特点，气体的密封性要求更高，等诸多安全风险