油水井帶壓作業(yè)技術(shù)組成與發(fā)展

王子磊（遼河油田工程技術(shù)處，遼寧盤錦124010）

油水井帶壓作業(yè)技術(shù)組成與發(fā)展

王子磊（遼河油田工程技術(shù)處，遼寧盤錦124010）

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)。本文從技術(shù)原理、裝備、工藝等方面闡述了帶壓作業(yè)技術(shù)的組成內(nèi)容，介紹了國內(nèi)外帶壓作業(yè)技術(shù)的發(fā)展情況，提出了今后帶壓作業(yè)技術(shù)的發(fā)展方向與研究重點(diǎn)。

帶壓作業(yè)技術(shù)；帶壓作業(yè)機(jī)；油管封堵技術(shù)

帶壓作業(yè)技術(shù)是指在油氣水井井口有壓力的情況下，利用專門設(shè)備在井筒內(nèi)進(jìn)行作業(yè)的一項(xiàng)技術(shù)，作業(yè)內(nèi)容通常包括修井、完井、壓裂酸化以及井控?fù)岆U(xiǎn)等。應(yīng)用帶壓作業(yè)技術(shù)可以避免常規(guī)作業(yè)洗壓井造成的地層污染，避免井口放壓、排液導(dǎo)致的地層能量下降及環(huán)境污染，能夠有效保護(hù)地層狀態(tài)，改善油氣藏開發(fā)效果。

1 帶壓作業(yè)技術(shù)原理

帶壓作業(yè)的技術(shù)原理可以概況為“兩控一防”：兩控分別是指油套管環(huán)空之間壓力的控制和油管內(nèi)壓力的控制，一防是指防止井內(nèi)管柱在井壓作用下上竄。

油套管環(huán)空之間壓力的控制主要由不同的防噴器及其組合來實(shí)現(xiàn)，通常包括各類閘板防噴器、環(huán)形防噴器、球形防噴器或不同防噴器的組合，在起下管柱作業(yè)時(shí)通過若干個(gè)防噴器封住油管與套管之間的環(huán)形空間，控制井內(nèi)壓力從油套環(huán)空上涌。油管內(nèi)壓力的控制主要由油管封堵技術(shù)與工具來實(shí)現(xiàn)，每口井帶壓作業(yè)施工前、后需要采取不同的措施封堵住油管內(nèi)腔，控制井內(nèi)壓力從油管內(nèi)腔上涌。防止井內(nèi)管柱的上竄主要由帶壓作業(yè)機(jī)來實(shí)現(xiàn)，具體是通過帶壓作業(yè)機(jī)的施力部分來實(shí)現(xiàn)，在井內(nèi)壓力作用于管柱上的力大于管柱自身的重力時(shí)對(duì)管柱施加一定的下壓力，防止管柱上竄。

2 帶壓作業(yè)機(jī)分類及組成

帶壓作業(yè)施工需要由專門的設(shè)備即帶壓作業(yè)機(jī)（或稱帶壓作業(yè)裝備）來開展。

根據(jù)工作狀況與功能不同，可將帶壓作業(yè)機(jī)劃分為兩種：輔助式帶壓作業(yè)機(jī)與獨(dú)立式帶壓作業(yè)機(jī)，二者的最大區(qū)別在于是否需要修井機(jī)或鉆機(jī)的支持來開展施工。輔助式帶壓作業(yè)機(jī)本身沒有起下管柱的絞車系統(tǒng)，需要修井機(jī)或鉆機(jī)配合才能起下管柱完成作業(yè)；而獨(dú)立式帶壓作業(yè)機(jī)本身配有能夠起下管柱的絞車系統(tǒng)，不需要修井機(jī)、鉆機(jī)的配合就能獨(dú)立起下管柱完成作業(yè)。

一個(gè)完整的帶壓作業(yè)機(jī)主要由五部分組成，分別是井控部分、施力部分、控制部分、提升部分、附屬部分。其中井控部分的功能是控制井內(nèi)壓力、防止井噴，分為安全防噴器組與工作防噴器組，安全防噴器組是在發(fā)生緊急情況需要搶險(xiǎn)以及作業(yè)停工需要長時(shí)間關(guān)井時(shí)使用，工作防噴器用于當(dāng)起下管柱或進(jìn)行各類措施作業(yè)時(shí)密封油套環(huán)空。施力部分用于對(duì)管柱施加一定的下壓力，防止管柱上竄，主要由液壓升降油缸、游動(dòng)夾持卡瓦、固定夾持卡瓦、橫梁框架等組成。控制部分是帶壓作業(yè)機(jī)的“大腦”和動(dòng)力來源，用于控制帶壓作業(yè)機(jī)的防噴器、液壓油缸、液動(dòng)卡瓦、各類閥件的開關(guān)運(yùn)行，主要由遠(yuǎn)程液控臺(tái)、輔助控制臺(tái)、動(dòng)力箱組成。提升部分是針對(duì)獨(dú)立式帶壓作業(yè)機(jī)來說的，用于懸吊、起下管柱，主要由絞車、鋼絲繩、滑輪組及桅桿組成。附屬部分是帶壓作業(yè)機(jī)的其余組成部分，主要包括工作平臺(tái)、設(shè)備維護(hù)平臺(tái)、爬梯、逃生設(shè)施、油管滑道等。

3 油管封堵技術(shù)

油管封堵技術(shù)是用來實(shí)現(xiàn)油管內(nèi)壓力控制，涉及地面動(dòng)力設(shè)備、井口防噴裝置、井下封堵工具以及相關(guān)工藝措施的一項(xiàng)綜合性技術(shù)，影響到帶壓作業(yè)的施工安全與成敗。

根據(jù)工藝手段的不同，可將油管封堵技術(shù)分為重力送入-壓差坐封技術(shù)、鋼絲或電纜送入-坐封技術(shù)、連續(xù)管送入-坐封技術(shù)、預(yù)置工作筒封堵技術(shù)、井下開關(guān)（閥）封堵技術(shù)、油管外封堵技術(shù)、化學(xué)膠塞暫堵技術(shù)、冷凍暫堵技術(shù)等，目前國內(nèi)常用的是上述前面5項(xiàng)技術(shù)。

4 國內(nèi)外帶壓作業(yè)技術(shù)發(fā)展情況

帶壓作業(yè)技術(shù)起源于國外，1928年北美第一次采用機(jī)械式帶壓作業(yè)手段,使用鋼絲繩和滑輪系統(tǒng)連接到鉆機(jī)絞車上提供下壓力；1960年，第一臺(tái)液壓式帶壓作業(yè)設(shè)備誕生，提高了安全性；1980年，第一臺(tái)車載液壓式帶壓作業(yè)設(shè)備出廠，增強(qiáng)了機(jī)動(dòng)性；90年代后，出現(xiàn)了模塊化的帶壓作業(yè)設(shè)備，以適應(yīng)海上作業(yè)。目前，北美地區(qū)帶壓作業(yè)技術(shù)應(yīng)用有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：一是應(yīng)用范圍非常廣，特別是在氣井作業(yè)方面，帶壓作業(yè)技術(shù)的推廣應(yīng)用率達(dá)到90%，每年氣井帶壓作業(yè)量超過5000井次。二是技術(shù)水平高，目前作業(yè)井最高壓力達(dá)到140MPa，最高含硫濃度達(dá)45%，最大井深超過7000米。

國內(nèi)帶壓作業(yè)技術(shù)起步晚，1983年吉林油田研制出我國第一臺(tái)拖車式一體化帶壓作業(yè)機(jī)，受限于技術(shù)水平，沒有推廣應(yīng)用。2001年遼河油田自主研發(fā)出了國內(nèi)第一臺(tái)液壓式帶壓作業(yè)設(shè)備，成功應(yīng)用于高壓注水井作業(yè)，拉開了國內(nèi)帶壓作業(yè)技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的帷幕。近年來，國內(nèi)各油田積極推廣帶壓作業(yè)技術(shù)，形成了較為完備的油水井帶壓作業(yè)技術(shù)體系，氣井帶壓作業(yè)技術(shù)也取得了長足進(jìn)步。

目前，國內(nèi)帶壓作業(yè)在施工裝備性能、油管封堵技術(shù)水平、施工效率、應(yīng)用范圍等方面與國外相比仍存在較大差距。

5 帶壓作業(yè)技術(shù)的發(fā)展方向

今后，國內(nèi)帶壓作業(yè)技術(shù)將向高端化、高效化、系列化發(fā)展，技術(shù)與裝備走向高端化，逐漸滿足高壓井、稠油熱采高溫井、水平井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井的作業(yè)需要；施工效率顯著提高，帶壓作業(yè)占井時(shí)間大大縮短；施工工藝更為完善，形成油、氣、水井技術(shù)系列，涵蓋帶壓修井、增產(chǎn)措施、完井等施工內(nèi)容。

王子磊（1983－），男，工程師，現(xiàn)從事修井作業(yè)技術(shù)研究工作。