高压油水井带压作业工艺的研究与应用

高压油水井带压作业工艺的研究与应用

一、带压动井,也是安全不目前，油田生产中存在大量高压储水井，难以执行正常的维护任务，一些储水井关闭、停止并储存，影响了油田产量和供水的开发效果。带压作业技术是利用特殊的修井设备,在油、气、水井井口带压的情况下实现管柱的安全无污染起下作业,它能有效解决高压水井、自喷油井、新射孔和压裂井的作业难题,提高油井产能,特别是在环保要求越来越高的今天,带压作业显得尤为重要。与传统的维修作业相比,采用带压作业技术,可以使原始地层压力得到很好的保护,增加油气层的产出能力,提高油田采出程度,最大限度降低作业风险,改善作业环境,降低压井或多次重复压井等工序的作业成本,实现了安全快速生产和清洁施工,带压作业技术必将成为下一步修井作业的重要手段。二、带压井前管柱的不放溢流井出管柱作业带压作业是采用加压装置加压控制起下管柱,采用防喷器控制环空压力,采用堵塞器控制油管内压力,即在井口有压力情况下,通过带压作业装置实现不放溢流、不压井起下管柱的作业。(一)3加压技术的进步1、带压作业技术在国外,该技术已有近80年的发展历史。目前,在加拿大、美国等国家已作为一项成熟的技术在广泛应用,这些国家90%的高压油气井采用带压作业,每年带压作业约5000井次。国外带压作业主要技术特点为采用一级动密封,固定卡管器置于防喷器组的最上端,施工安全性高;球形防喷器密封压力高,寿命长。据统计,不压井作业产生的综合效益是压井作业的3~5倍。在国内,部分油田通过引进国外设备开展过带压作业技术研究或应用。辽河、吉林、四川等油田先后开展了研究与应用,取得初步效果。国内共实施过1000多井次带压作业,其中90%以上是水井,80%是近两年实施的。作业范围主要涉及带压起下管柱、通井、刮管和冲砂等施工。2、带压作业设备的应用2006年7月纯梁采油厂首次引进带压作业队伍及动力,进行不压井作业试验,到2007年7月共施工油水井33口,其中笼统注水井施工15口,分注水井11口,卡封注水井5口,自喷转抽2口井,均取得了成功,2008年作业大队租用带压设备进行不压井作业,并开始参与设计制造带压作业设备,2009年1月具有自主产权的带压作业设备投产使用,2009年5月采油院设计制作的带压设备在采油厂进行试验,形成了年带压作业30口以上的施工能力。(二)由带压运输设备组成1、液压控制系统(1)密封防喷系统:由半、全封防喷器、球形防喷器、自封等组成。(2)加载控制系统:由液压缸、固定卡管器、游动卡管器、加载横梁等组成。(3)液压控制系统:由液压站、控制柜及保压装置等组成。(4)工作台系统:工作台、梯子、逃生滑道、废液漏斗等组成;2、清管器(1)、堵塞器:用于堵塞油管内径,它由芯轴、胶筒、锥体、卡瓦、清管器等组成。(2)、防喷阀:该产品由顶杆、螺母、密封套、阀芯、阀体等组成。三、综合管井工艺2009年通过协作制造与整机引进,目前作业大队拥有带压作业机两台,同时通过驾驶室移位、指重表配套完成了与之配套的修井机改造,引进阜新石油机械厂油管堵塞器、防喷固定凡尔,使用采油院油管堵塞器,解决了起管、下泵时油管防喷问题,探索实施半压井工艺,设计加工单流阀,使作业工艺进一步完善。1、环封封接口设备2008年8月,根据租用设备存在的不足,参考其它带压设备及防喷器生产能力,设计制造了DYZJ185-35/21型带压作业机(环封封零时承压21Mpa),该设备增加了环型封井器及全封剪切防喷器,扩大了整机内通径,提升举升能力、防顶力、卡紧力,在连接法兰的设计中,设计了250型与350型井口通用法兰。通过一系列的改进设计,使制造后的带压机安全性能更高,密封能力进一步增强,设备能力进一步提高,使用更加方便。2、利用生产设备的修井机带压作业机组装后整机高度在5.3m左右,使得JB-18井架与作业机无法满足施工要求,作业大队利用现有湖北荆州第四石油机械厂生产的XJ250型轮式修井机,通过驾驶室移位、指重表配套形成了与带压机配套的修井机。3、改进管柱结构(1)、原引进阜新石油机械厂油管堵塞器,堵塞油管内径;现正与采油院研制定压式堵塞器,克服光油管井堵塞器易出尾管现象;(2)、改进防喷固定凡尔、防喷阀用于自喷井下泵,不改变现有的管柱结构;(3)、设计制作单流阀,用于通井、刮管等施工工序。2009年1月自行研制的带压作业设备首次在L8P1井进行试验,对不合理的地方进一步改进,已经形成了完整的技术系列,完成了设备的定型,设备、设施基本满足了现场需要。四、带压作业施工截止到2009年底,带压作业共施工油水井25口次,其中油井19口次,水井6口次,一次成功率96%,成功实施了压裂转抽,空井筒转注、转抽,水井增注,补孔转抽等措施,各项工序稳步实施,打破了制约单元和谐开发的瓶颈,彰显出带压作业的优势。共恢复日油能力74.65吨,恢复日注水317方,减少压井液用量1360方,平均缩短溢流占井时间15天以上,节约压井费用约76万元、节约收污水费用15万元,不压井作业避免了油层污染,提高了日注水量和产油量。在具体带压作业过程中,纯梁采油厂配套不同管柱堵塞器,努力解决带压作业难题。带压作业成功与否,主要在是否堵塞成功。采油厂与采油工艺研究院结合改进堵塞器,使其性能更加完善,泵车打压输送堵塞器,在下压差的作用下实现堵塞,如油管漏失或是堵塞不到位,可采取分段堵塞;面针对结蜡、结垢严重井,发明了软堵塞器,软堵塞器内置铝芯,外部橡胶开口朝一个方向,共有5层,其外径大于管柱内壁成过盈接触,用泵车或是杆体易输送到位,在卸压或提出杆体时,在下压差作用下,软堵塞器一般卡在接箍处,形成堵塞,该堵塞器一般用于压力比较低的井或是管柱底部带有多级工具、内径较小的井,可大大提高作业速度;针对井内无管柱,采用倒装单流阀、旋塞倒下单根等措施,实现管柱堵塞,也可完成套管除蜡、刮管、通井等工序,所有这些措施都保证了施工的顺利进行。采用半压井工艺,解决因结蜡投堵塞器困难的实际。针对井内管柱结蜡严重投堵塞器困难的实际情况,采用半压井工艺,即从油管内替入少量压井液,降低油管内液面,套管闸门放溢流进活动罐,迅速起出上部结蜡油管,然后投堵塞器进行下步施工工序。例在G890-21压裂后自喷转抽井,就是利用以上办法克服蜡的影响成功实施转抽作业。五、技术优势分析带压作业是