劉福龍 宋衛(wèi)東 董聰聰 / 中國(guó)石化勝利油田分公司河口采油廠

淺談不壓井清潔修井技術(shù)在河口油區(qū)注水井中的應(yīng)用

劉福龍 宋衛(wèi)東 董聰聰 / 中國(guó)石化勝利油田分公司河口采油廠

在油氣田開發(fā)過(guò)程中，通常伴有大量工業(yè)廢物產(chǎn)生，全密閉作業(yè)是減少這些污染產(chǎn)生最有效手段。文章結(jié)合河口采油廠各油區(qū)的水井實(shí)際，介紹了不壓井作業(yè)技術(shù)在注水井清潔生產(chǎn)中的技術(shù)原理、步驟、適用性及與傳統(tǒng)作業(yè)技術(shù)相比具有的優(yōu)勢(shì)，對(duì)施工中存在的問(wèn)題采取的對(duì)策措施，為同類型作業(yè)井清潔修井提供幫助。

水井；不壓井作業(yè)；現(xiàn)狀；施工程序；應(yīng)用效果

十八屆五中全會(huì)首次把“綠色發(fā)展”作為五大發(fā)展理念之一，堅(jiān)持在發(fā)展中保護(hù)、在保護(hù)中發(fā)展，持續(xù)推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，為此，油田加快了不壓井作業(yè)等成熟清潔修井技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)推廣應(yīng)用，收到良好效果。注水井不壓井作業(yè)是利用一整套作業(yè)裝置在保持井筒內(nèi)一定壓力的情況下，既不進(jìn)行壓井，也不放噴、安全、無(wú)污染地實(shí)施起下作業(yè)。它很好地解決注水井普遍存在的放噴時(shí)間長(zhǎng)，溢流不易放凈，放出污水處理成本高、難度大等技術(shù)問(wèn)題。河口油區(qū)在水井沖砂、換管柱等帶壓作業(yè)實(shí)踐應(yīng)用中，對(duì)存在問(wèn)題采取了一些行之有效的措施，探索出科學(xué)規(guī)范的施工程序，實(shí)現(xiàn)了水井修井作業(yè)的清潔綠色生產(chǎn)。

1．注水井不壓井作業(yè)的目的意義及技術(shù)現(xiàn)狀

河口采油廠管轄著渤南、埕東、邵家、大王北、羅家、飛雁灘、陳家莊、英雄灘等14個(gè)油田，已累計(jì)生產(chǎn)原油6000余萬(wàn)噸。油井壓力逐年降低，注采矛盾日益突出，注水已成為能源消耗的頭號(hào)大戶，作業(yè)時(shí)再采用放溢流的辦法降低注水井壓力對(duì)其進(jìn)行修井作業(yè)，直接和潛在的浪費(fèi)都很大，有悖于注水保持能量的方針。采油廠日常開注水井約700口，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，每年需要壓井或通過(guò)放溢流可上作業(yè)的水井約200口，井內(nèi)有壓力需要進(jìn)行帶壓作業(yè)的油氣井約100口，施工需要帶壓作業(yè)的井總計(jì)約300口左右。水井不壓井作業(yè)技術(shù)，在水井作業(yè)前不需要停注放壓，可以縮短施工周期，省去常規(guī)作業(yè)所需壓井液及其地面施工設(shè)備的費(fèi)用，減少污染，保護(hù)環(huán)境。為充分利用好目前掌握的不壓井修井技術(shù)，解決油田開發(fā)過(guò)程中的難題，配備使用了DYXJ18-35C等帶壓作業(yè)裝備，對(duì)注水井實(shí)施特種清潔修井。

目前，不壓井作業(yè)技術(shù)由于其效率高、安全可靠，在國(guó)外已經(jīng)廣泛應(yīng)用，開發(fā)出系列帶壓作業(yè)裝置，并形成了較為完善的配套技術(shù)體系。國(guó)外90%的高壓油氣井實(shí)施帶壓作業(yè)，每年作業(yè)15000井次，產(chǎn)生的綜合效益是帶壓作業(yè)成本的3-5倍。國(guó)內(nèi)華北榮盛、通化石石油機(jī)械廠、遼寧阜新石油機(jī)械廠，江漢四機(jī)廠生產(chǎn)的帶壓修井裝置在吉林、大慶、遼河、中原、華北等油田得到廣泛應(yīng)用，但作業(yè)井深大多不超過(guò)1000米，而勝利油田井深大都在1500～3500米之間，個(gè)別超過(guò)4500米，另外水井結(jié)垢嚴(yán)重，因此，水井帶壓清潔修井技術(shù)應(yīng)用難度較大。

2．注水井不壓井清潔修井技術(shù)原理及程序

2.1 不壓井清潔修井技術(shù)原理

不壓井技術(shù)是利用特殊的修井設(shè)備，由專業(yè)技術(shù)人員操作，在井口有壓力的情況下實(shí)現(xiàn)管柱的安全、無(wú)污染起下作業(yè)。以起油管過(guò)程說(shuō)明：起管柱時(shí)，下防噴器處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)下接箍探測(cè)器發(fā)出探測(cè)信號(hào)，上防噴器關(guān)閉，這時(shí)上平衡閥關(guān)閉，下平衡閥打開，使上下防噴器之間充滿高壓液流，當(dāng)下防噴器的上下腔液體壓力達(dá)到平衡后，防噴器的控制液壓缸驅(qū)動(dòng)下防噴器打開，接著下平衡閥關(guān)閉，當(dāng)管柱接箍順利通過(guò)下防噴器后，上節(jié)箍探測(cè)器發(fā)出探測(cè)信號(hào)，使下防噴器迅速關(guān)閉，上平衡閥開啟，使上下防噴器之間高壓液流迅速泄壓，當(dāng)上防噴器的上下腔液體壓力達(dá)到平衡后，防噴器的控制液壓缸驅(qū)動(dòng)上防噴器打開，接著上平衡閥關(guān)閉，管柱接箍順利通過(guò)上防噴器，完成一根油管在密封狀態(tài)下從井中起升。

2.2 不壓井作業(yè)施工程序

2.2.1 一次投堵。水井停注降壓至7MPa左右?，F(xiàn)場(chǎng)投送ZYGD-52油管堵塞器至設(shè)計(jì)深度（通常為1200m左右），毛細(xì)管內(nèi)打壓50分鐘，座封壓力為15MPa，堵塞器座封。或直接從井口投入，通過(guò)自檢測(cè)壓力并經(jīng)放大后引導(dǎo)自坐封。測(cè)若油壓為零，出口無(wú)返出，則證明投堵成功。

2.2.2 安裝設(shè)備。拆井口，吊裝DYXJ18-35帶壓修井作業(yè)裝置，用水平尺調(diào)平鉆臺(tái)，四角鉆地錨固。

2.2.3 試壓。安裝井控裝置，按照標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)防噴器組試壓，填寫防噴器試壓?jiǎn)巍?/p>

2.2.4 帶壓起懸掛器。拆自封封井器，關(guān)閉上環(huán)形防噴器，起油管懸掛器至下環(huán)形防噴器以上，關(guān)閉下環(huán)形防噴器，放掉隔腔中的高壓液體，打開上環(huán)形防噴器，起出油管懸掛器，并安裝自封封井器；

2.2.5 帶壓起管。向井內(nèi)投入20米鋼絲作為記號(hào)標(biāo)尺，以便確定堵塞器的位置。正常帶壓起管，油管內(nèi)的井液隨鉆臺(tái)接水盤卸入循環(huán)池內(nèi)。當(dāng)起管至發(fā)現(xiàn)鋼絲露頭時(shí)，立即停止起下作業(yè)，用投入鋼絲長(zhǎng)度計(jì)算出堵塞器的準(zhǔn)確位置。

2.2.6 二次投堵。根據(jù)油管內(nèi)鋼絲確定堵塞器位置后，將帶有堵塞器的油管卸松兩扣，然后下放至固定卡管器以上，用固定式卡管器卡住油管本體，卸開油管，上提油管至全封封井器以上，關(guān)閉全封閘板，卸掉隔腔中的高壓液體，起出帶堵塞器油管。更換一根新油管，上部安裝控制閘門，用游動(dòng)卡管器卡住下入井內(nèi)，至全封閘板以上時(shí)，關(guān)閉環(huán)形防噴器，打開全封閘板，下管對(duì)扣，對(duì)扣后起至井口位置緊扣合格，下入井內(nèi)，座于井口。按步驟1進(jìn)行二次投堵。

2.2.7 加壓起管柱。當(dāng)井口壓力為5MPa，井內(nèi)管柱剩余500-600m時(shí)，進(jìn)行加壓起管柱操作，以防止管柱上頂。用游動(dòng)卡管器與游車大鉤配合起管，液缸每沖程約2.5m，此時(shí)起管速度約6-7根/小時(shí)。加壓下管柱同上。

2.2.8 探?jīng)_砂。下油管帶沖砂筆尖和堵塞器，加壓下管至管柱能自如下放為止。每下入約200m油管，須向油管內(nèi)灌液，以平衡油、套管壓差。實(shí)探砂面后，井口裝單流閥，正加壓12MPa打開堵塞器，正循環(huán)沖砂施工，沖砂至設(shè)計(jì)位置后，大排量洗凈井筒，回探砂面。

2.2.9 帶壓下注水管柱 。管柱組合通常為（自下而上）：Φ89喇叭口+球籃+完井堵塞器+油管。

2.2.10 完井。將DYXJ18-35C帶壓修井作業(yè)裝置吊離，裝井口流程。蹩壓12MPa打開堵塞器，試注。

3．水井不壓井作業(yè)技術(shù)存在問(wèn)題及解決途徑

從目前施工情況來(lái)看，不壓井作業(yè)仍存在施工存在較大工藝局限性，工具配套不足等問(wèn)題，工藝技術(shù)還需進(jìn)一步完善，主要問(wèn)題表現(xiàn)在：

（1）管柱堵塞難題：面對(duì)穿孔管柱、腐蝕管柱、結(jié)垢管柱等問(wèn)題，管柱堵塞成功率不高。

（2）完井管柱堵塞器留井，導(dǎo)致水井測(cè)試儀器下不到位，對(duì)后續(xù)注水井測(cè)試帶來(lái)負(fù)面影響。通過(guò)攻關(guān)和對(duì)堵塞器及堵塞工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)，已解決上述問(wèn)題。

（3）自封膠芯磨損大，水井管柱外壁腐蝕結(jié)垢嚴(yán)重，對(duì)膠芯損傷較大，膠芯報(bào)廢率高，在大北9-13井，平均40根就損壞一個(gè)膠芯，消耗量大，成本高。

（4）沖砂時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，由于不壓井作業(yè)只能接單流閥，所以沖砂只能采用正循環(huán)沖砂方式，3000米井深，反沖僅需一小時(shí)就能返出砂粒，而正循環(huán)沖砂則需要四小時(shí)以上，同時(shí)，出口節(jié)流條件下，砂粒不易返出，需定時(shí)全部開啟節(jié)流閥返砂，操作不慎易發(fā)生卡鉆風(fēng)險(xiǎn)。

（5）但由于設(shè)備和工藝對(duì)安全方面的特殊要求，不壓井作業(yè)時(shí)效仍然較低，同時(shí)，由于管柱堵塞要求，還不能對(duì)復(fù)雜工序?qū)嵤┳鳂I(yè)，工藝局限性較大。

4．應(yīng)用情況及效益分析

河口采油廠水井不壓井清潔修井年施工能力130余口左右，其中，分布在埕東、渤南、大北等三個(gè)油區(qū)，水井帶壓3-7MPa。該清潔生產(chǎn)技術(shù)施工周期短，效率高。使用帶壓作業(yè)后無(wú)需泄壓即可進(jìn)行作業(yè)，減少了作業(yè)時(shí)間，與常規(guī)作業(yè)相比，平均作業(yè)時(shí)間可縮短15天。解決了污水排放問(wèn)題，降低注水成本。帶壓作業(yè)l口井平均減少放水量2000 m3，每口井節(jié)約費(fèi)用大致7萬(wàn)元(放噴1個(gè)月需要拉運(yùn)污水費(fèi)用近4萬(wàn)元，減少補(bǔ)注水量節(jié)約費(fèi)用近3萬(wàn)元)。保持了地層能量。帶壓作業(yè)對(duì)整個(gè)注采井網(wǎng)來(lái)說(shuō)，對(duì)周邊注水受益井、注水站的注水工作不影響，保持了整個(gè)注采網(wǎng)絡(luò)地層壓力系統(tǒng)不受破壞，不需要再建立壓力平衡，對(duì)控水穩(wěn)油、提高注水時(shí)效等方面卓有成效。據(jù)測(cè)算，實(shí)施不壓井作業(yè)，單井降低壓井費(fèi)用4萬(wàn)余元，縮短占井時(shí)間達(dá)60余天，增加注水量24000余方，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益1440萬(wàn)元。

5．結(jié)論

（1）水井不壓井清潔修井技術(shù)，避免了產(chǎn)層污染，省去壓井產(chǎn)生的費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保作業(yè)。

（2）裝置采用液壓控制，自動(dòng)化程度高，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

（3）帶壓作業(yè)是對(duì)常規(guī)作業(yè)方式的挑戰(zhàn)，無(wú)論從資源的可持續(xù)利用，還是提高采收率及效益產(chǎn)出都具有不可比擬的優(yōu)越性。

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