試壓與油井井控安全

試壓與油井井控安全

文｜劉雷

石油這種“工業(yè)血液”，同時(shí)也是“危險(xiǎn)血液”，稍不留意，就可能帶來(lái)滅頂之災(zāi)。所以對(duì)于石油的勘采、儲(chǔ)運(yùn)，必須引起足夠的重視，要慎之又慎。

石油在工業(yè)生產(chǎn)中是一種重要的燃料動(dòng)力資源，還是重要的化工原料。具有優(yōu)越的物理、化學(xué)性質(zhì)。是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。現(xiàn)代化工業(yè)對(duì)于石油的依賴，如同人體離不開(kāi)血液一樣。因此，石油被稱為“工業(yè)血液”。

時(shí)?！帮@露崢嶸”

然而石油的作為能源的燃爆特性決定了他在勘采、儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中不會(huì)“甘于平淡”，常常在人們忽視他的時(shí)候“顯露崢嶸”，使“工業(yè)血液”中摻進(jìn)了一絲人血的色澤。

2010年4月20日，墨西哥灣漏油事件，又稱英國(guó)石油漏油事故或深水地平線漏油事件，英國(guó)石油公司所屬一個(gè)名為“深水地平線”的外海鉆油平臺(tái)故障并爆炸，發(fā)生持續(xù)近三個(gè)月的大量原油泄漏事件，是和平時(shí)期（全球）最大規(guī)模的原油泄漏事件，同時(shí)導(dǎo)致了11名工作人員死亡及17人受傷。有消息稱，該事件起因?yàn)榉绹婇y上的全封閉防噴器閘板發(fā)生故障，而管理人員因?yàn)槔骝?qū)使，忽視油井安全未及時(shí)封閉油井、違規(guī)操作所致。

在中國(guó)，石油事故也時(shí)有發(fā)生，僅2003年12月23日重慶市開(kāi)縣發(fā)生的一起天然氣井特大井噴事故，就導(dǎo)致了243人死亡及特大環(huán)境污染事故。事后調(diào)查顯示，該事故起因?yàn)榉绹姽ぞ吲溆貌划?dāng)、未按規(guī)范施工及管理不完善所致。

由此可見(jiàn)，石油這種“工業(yè)血液”，同時(shí)也是“危險(xiǎn)血液”，稍不留意，就可能帶來(lái)滅頂之災(zāi)。所以對(duì)于石油的勘采、儲(chǔ)運(yùn)，必須引起足夠的重視，要慎之又慎。

在井控安全方面，業(yè)內(nèi)人士做了很多的努力。制定了完善的操作規(guī)范、健全的安防制度，配備了各種安防設(shè)備，并研發(fā)了多種先進(jìn)的檢測(cè)手段：如利用體積傳感器監(jiān)測(cè)地層壓力，或利用氣測(cè)錄井分析判斷油氣層的同時(shí)，利用接單根氣預(yù)防井涌、井噴事故的發(fā)生。然而相對(duì)有限的檢測(cè)手段在面對(duì)油井復(fù)雜多變的地層和鉆采工況時(shí)，往往會(huì)顯得力不從心。于是以各型防噴器及節(jié)流管匯為主的井控設(shè)備就成了井控安全必不可少的最后屏障。井控設(shè)備的使用大大減少了事故的發(fā)生，但是近些年，防噴器失效，特別是修井作業(yè)過(guò)程中因修井用井口防噴器故障未及時(shí)發(fā)現(xiàn)引發(fā)的井控安全事故正在逐步上升。井控安全不容樂(lè)觀。

井控安全離不開(kāi)試壓

談及井控安全，自然離不開(kāi)試壓。所謂試壓，就是對(duì)井口裝備、地面設(shè)施的耐壓能力進(jìn)行測(cè)試的過(guò)程。包括井口試壓、地面管匯試壓、套管試壓等。

在射開(kāi)油層、安裝試油的防噴井口裝置時(shí)，要檢驗(yàn)井口密封性能，就必須對(duì)井口裝置進(jìn)行試壓；在進(jìn)行壓裂施工時(shí)需要對(duì)管匯及接頭部位的密封性能進(jìn)行檢測(cè)試壓；在試修作業(yè)中對(duì)封井器和采油樹(shù)反復(fù)拆裝時(shí)，也需要對(duì)井口裝置及采油樹(shù)進(jìn)行試壓；可以說(shuō)，試壓對(duì)于井控安全有著重大的意義。

目前常規(guī)的現(xiàn)場(chǎng)井口試壓方法主要是直接法、提拉法和封隔器法。

其中，直接法適用于井筒能夠承壓的新井、用橋塞或注水泥塞封隔了產(chǎn)層的井等。該方法是將泵壓設(shè)備接在壓井管匯或井口閘門上，然后從地面向井內(nèi)注水或其他介質(zhì)后加壓，從而達(dá)到試壓的目的，應(yīng)用較多。

而提拉法是用鉆桿或油管連接與井口套管尺寸相匹配的皮碗，下至距井口1~2根套管內(nèi)的本體上，然后在鉆具與套管環(huán)空內(nèi)灌滿水，關(guān)閉半封封井器后上提，使環(huán)空中的水壓增大，達(dá)到對(duì)井口裝置試壓的目的，該法目前比較常用。

封隔器試壓法則需下封隔器或橋塞臨時(shí)封隔井口套管，然后用壓裂車或其他泵壓設(shè)備直接向被試壓部位打壓的方法對(duì)井口試壓。該方法可以避免井下承壓，但因工藝復(fù)雜，費(fèi)用較高，而在試修作業(yè)中采用較少。

此外，由四川石油管理局川西鉆探公司申請(qǐng)并獲得國(guó)家實(shí)用新型專利的“油管試壓閥”在封井器和采油樹(shù)的試壓作業(yè)中應(yīng)用較多。該閥下端連接直管掛，上端連接油管短接，利用上部由封井閘板、下部由特殊四通與直管掛的座封形成的空間憋壓試壓，克服了試壓時(shí)全井筒承壓及車載作業(yè)機(jī)提升負(fù)荷難的問(wèn)題。由東營(yíng)市天億石油工具制造有限公司申請(qǐng)并同樣獲得國(guó)家實(shí)用新型專利的井口防噴器快速試壓裝置是一種簡(jiǎn)便、快捷、方便的試壓裝置。該裝置將防噴器主體、全封閘板總成和半封閘板總成優(yōu)化組合，簡(jiǎn)化了防噴器現(xiàn)場(chǎng)試壓的繁瑣工序，利用單向單流閥結(jié)構(gòu)，能夠在試壓結(jié)束泄完壓力后，自動(dòng)將井內(nèi)的余壓釋放掉，防止在拆裝試壓裝置過(guò)程中產(chǎn)生沖擊或飛出，這樣使試壓裝置密封性能更好，使產(chǎn)品密封性能等各方面更加穩(wěn)定、使用更加安全。

油井試壓車最為常用

基于上述試壓方法的完善和發(fā)展，試壓裝置得以不斷推陳出新。以下僅以最常用的油井試壓車為例加以介紹。相對(duì)于普遍采用但安全系數(shù)低、運(yùn)行能耗高、數(shù)據(jù)精確低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低及井場(chǎng)污染高的“灌液泵+手動(dòng)泵”和“水泥車+罐車”的試壓方式，新研制的試壓車，以汽車越野底盤為基礎(chǔ)，將水罐、液壓泵、低壓灌注泵和高壓水泵集成在同一系統(tǒng)中，輔以自動(dòng)化控制技術(shù)，可以快速、便捷、精確、安全的進(jìn)行試壓工作。

由于新技術(shù)采用了自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了低壓灌注、試壓、穩(wěn)壓、泄壓等工序的全過(guò)程自動(dòng)控制。從而避免了人為因素的影響，使壓力上限值得到精確控制。解決了原人工控制時(shí)，壓力波動(dòng)大，易造成井壓失控、瞬時(shí)升高，引發(fā)井噴、泄漏等事故，導(dǎo)致人身傷害、財(cái)產(chǎn)損失及環(huán)境污染的安全隱患。

目前常用的油井試壓車有勝利高原試壓車、遼河油田環(huán)利試壓車、四川海普試壓車和中油牌試壓車等。在技術(shù)方面，也是各擅勝場(chǎng)，現(xiàn)擇其一、二，介紹如下：

勝利高原試壓泵車是勝利油田高原石油裝備有限責(zé)任公司自主研發(fā)的新型車載試壓設(shè)備，主要由二類汽車底盤、液壓系統(tǒng)、高壓水泵、低壓灌注射流泵、高低壓管匯、水罐和PLC自動(dòng)控制等裝置組成。通過(guò)在二類汽車底盤加裝專用裝置可滿足油水井防噴器試壓、完井管柱試壓、封隔器坐封打壓和作業(yè)過(guò)程管柱試壓等施工作業(yè)要求。

該車通過(guò)底盤變速箱取力器取力驅(qū)動(dòng)液壓源驅(qū)動(dòng)高壓水泵，完成灌注和試壓。流程的切換通過(guò)操作高低壓管路閥門實(shí)現(xiàn)，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)完成試壓過(guò)程的自動(dòng)控制和數(shù)據(jù)的記錄打印。具有精確試壓、提高效率降低成本、安全便捷、一機(jī)二用；管線對(duì)接方便，操作簡(jiǎn)易，勞動(dòng)強(qiáng)度低；自帶水罐，施工設(shè)備少，設(shè)備利用率高，保證連續(xù)試壓作業(yè)；PLC自動(dòng)控制裝置位于駕駛室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)壓力數(shù)據(jù)的采集、顯示、存儲(chǔ)和曲線打印的特點(diǎn)。

西南石油局第四代移動(dòng)試壓車由該局下屬的油田工程服務(wù)公司西南石油機(jī)械廠制造，在質(zhì)量和性能上比其前幾代產(chǎn)品有大幅度提升，是在前三代移動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行的再開(kāi)發(fā)和優(yōu)化改良，具有減震能力增強(qiáng)、試壓范圍增大的特點(diǎn)，更加貼近用戶的使用要求，能夠更好滿足井控作業(yè)的多種需求。

上述試壓車無(wú)論是在安全性，還是在快捷性上都有了較高的水平。當(dāng)然隨著科技水平的提升，為了讓“工業(yè)血液”中不再染上人血，經(jīng)過(guò)石油人不懈的努力，在不遠(yuǎn)的將來(lái)，相信更先進(jìn)、更安全的試壓車或者其他換代產(chǎn)品也必將出現(xiàn)，讓我們拭目以待。