不壓井作業(yè)技術(shù)及設(shè)備的探討

于 雷

（中油遼河油田公司鉆采院，遼寧 盤錦 124010）

不壓井作業(yè)技術(shù)及設(shè)備的探討

于 雷

（中油遼河油田公司鉆采院，遼寧 盤錦 124010）

對一些不壓井作業(yè)錯誤的概念理解，通過合理的分類進(jìn)行了正確闡述，并提出了不壓井設(shè)備的發(fā)展方向。

不壓井作業(yè)；帶壓作業(yè)；可控不壓井作業(yè)

傳統(tǒng)的壓井作業(yè)，會造成產(chǎn)層污染甚至堵塞，造成油井產(chǎn)量下降，不利于油氣資源的可持續(xù)發(fā)展；隨著能源可持續(xù)發(fā)展需要及工藝技術(shù)、作業(yè)設(shè)備的不斷進(jìn)步，不壓井作業(yè)技術(shù)取得了飛速發(fā)展。該技術(shù)能有效避免壓井液對產(chǎn)層的污染，保護(hù)地層壓力場，使開采潛能和產(chǎn)量得以最大保護(hù)，還能縮短作業(yè)周期、節(jié)約成本。目前，不壓井作業(yè)技術(shù)已在國內(nèi)外多種井況下得到了應(yīng)用，特別是常溫稀油井、水井中，但對不壓井概念的理解還存在一定誤區(qū)，下面將對不壓井作業(yè)進(jìn)行系統(tǒng)的分類探討。

一、不壓井作業(yè)的發(fā)展歷史

早在上世紀(jì)二三十年代，國外就開始研究不壓井作業(yè)技術(shù)。目前，國外的不壓井作業(yè)技術(shù)已經(jīng)很成熟，其中全液壓不壓井裝置占主導(dǎo)地位，安全性、可靠性及自動化程度日益提高，在路上和海洋平臺應(yīng)用越來越廣泛。據(jù)統(tǒng)計，在一些發(fā)達(dá)國家，采取不壓井方式進(jìn)行的作業(yè)量占全部井下作業(yè)量的80%。

國內(nèi)的不壓井作業(yè)技術(shù)研究相對較晚，大慶油田在上世紀(jì)50年代研制了一套鋼絲繩式不壓井作業(yè)裝置。70年代，四川石油管理局鉆采工藝研究所研制了用于搶險的BY30-2型不壓井起下鉆裝置和用于修井的BYXT15型不壓井起下鉆裝置。近年來，我國各油田對不壓井作業(yè)的認(rèn)識不斷提高，在引進(jìn)國外不壓井設(shè)備的同時，華北、吉林、遼河、中原等油田都開發(fā)出了自己的液壓不壓井作業(yè)設(shè)備，并且在局部范圍內(nèi)進(jìn)行了應(yīng)用。

不壓井作業(yè)設(shè)備按功用分為用于繩索式作業(yè)和用于管柱式作業(yè)；按運(yùn)載方式分為車載式和撬裝式；按配套方式分為獨(dú)立式和輔助式；按作業(yè)時密封方式分為動密封和靜密封；按一次提升管柱行程分為長沖程和短沖程。

不壓井作業(yè)設(shè)備主要實現(xiàn)油套管環(huán)形空間的壓力控制和井壓對管柱產(chǎn)生的上頂力的控制，通常包括舉升加壓系統(tǒng)、防噴系統(tǒng)、工作臺、動力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、操作控制系統(tǒng)和運(yùn)載安裝系統(tǒng)等。工作時，由防噴系統(tǒng)控制住油套管環(huán)形空間，當(dāng)管柱的自重低于井內(nèi)壓力的上頂力時，采用舉升加壓系統(tǒng)進(jìn)行管柱起下。

二、不壓井概念的理解誤區(qū)

不壓井作業(yè)是從高壓井、危害井的作業(yè)需求發(fā)展起來的，長期以來，對其應(yīng)用的范圍和設(shè)備的功能要求存在片面的理解。

1.不壓井作業(yè)就是帶壓作業(yè)，僅針對井口有壓力的井進(jìn)行，必須使用大型帶壓設(shè)備。

2.不壓井作業(yè)僅應(yīng)用在危害井緊急處理中。

3.不壓井作業(yè)時，井口壓力越高越好。

三、不壓井作業(yè)分類

目前不壓井作業(yè)的分類如圖1所示。

圖1

不壓井作業(yè)技術(shù)是相對壓井作業(yè)而言的，壓井作業(yè)是指從地面向井里注入密度適當(dāng)?shù)囊后w（即壓井液），使井筒里液柱在井底造成的回壓與地層的壓力平衡，阻止地層中的油、氣、水流到井筒而噴至地面的工藝過程。不壓井作業(yè)技術(shù)就是利用井下管柱封堵工具和井口不壓井設(shè)備，在不壓井狀態(tài)下進(jìn)行起下管柱作業(yè)的一種井下作業(yè)技術(shù)。所以不壓井作業(yè)不應(yīng)單指帶壓作業(yè)，在非壓井狀態(tài)下進(jìn)行的作業(yè)都屬于不壓井作業(yè)范疇，可以將不壓井作業(yè)分為兩大類：可控不壓井作業(yè)和帶壓作業(yè)。

1.可控不壓井作業(yè)的特點(diǎn)。

（1）不壓井作業(yè)時井口無壓力、放噴管線處于開啟狀態(tài)，作業(yè)過程井口有壓時不允許繼續(xù)作業(yè)。

（2）設(shè)備上簡單、小型化，功能上有井口防噴系統(tǒng)、簡易作業(yè)平臺、簡易控制系統(tǒng)。

（3）可控不壓井作業(yè)又可分為生產(chǎn)管柱可控不壓井作業(yè)和注汽管柱可控不壓井作業(yè)。其區(qū)別是設(shè)備的耐溫不同，注汽管柱可控不壓井作業(yè)設(shè)備需要耐溫180℃，另外注汽管柱可控不壓井作業(yè)必須使用預(yù)制高溫管內(nèi)封堵工具。

2.帶壓作業(yè)的特點(diǎn)。

（1）不壓井作業(yè)時井口帶壓力、放噴管線不能處于開啟狀態(tài)，作業(yè)過程井口有壓力。

（2）設(shè)備功能全，包括井口防噴系統(tǒng)、強(qiáng)行起下系統(tǒng)、作業(yè)平臺、控制系統(tǒng)。

（3）壓井作業(yè)又可分為高溫汽驅(qū)井帶壓作業(yè)和常規(guī)油水井帶壓作業(yè)。其區(qū)別是高溫汽驅(qū)井帶壓作業(yè)要求設(shè)備耐高溫，同時需要有冷卻降溫系統(tǒng)。

因此不壓井作業(yè)應(yīng)包括有壓、無壓但未壓井和注入壓井液井口仍有壓3種作業(yè)類型。

四、不壓井設(shè)備發(fā)展方向

經(jīng)過技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步和工藝的需求，不壓井作業(yè)已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用的無污染作業(yè)上?？紤]到作業(yè)風(fēng)險，作業(yè)過程中井口壓力越低越好，只要在不污染油層的條件下，允許注入一定的壓井液。

由于可控不壓井作業(yè)與帶壓作業(yè)的工藝要求相差較大，所以不壓井設(shè)備應(yīng)該分別向可控不壓井設(shè)備和帶壓設(shè)備兩個方向發(fā)展。

1.我國油田90%的井屬于低壓井，適用于可控不壓井作業(yè)，但可控不壓井設(shè)備還處于起步階段，由于應(yīng)用的范圍廣、要求效率高成本低，應(yīng)向小型化、簡易化、車載運(yùn)輸一體化方向發(fā)展。

2.帶壓作業(yè)設(shè)備已經(jīng)發(fā)展幾十年，應(yīng)繼續(xù)向智能化、無人化作業(yè)方向發(fā)展，以降低人員作業(yè)的風(fēng)險。

3.在井口防噴設(shè)備上，應(yīng)把控壓設(shè)備與井控設(shè)備分開發(fā)展。在井控設(shè)備上發(fā)展變徑閘板，以適應(yīng)井下組合管柱、有效解決作業(yè)過程現(xiàn)場更換閘板問題；在控壓設(shè)備上應(yīng)發(fā)展過接箍技術(shù)，解決膠芯易磨損問題。

4.為加快技術(shù)發(fā)展應(yīng)用，不論是可控不壓井作業(yè)還是帶壓作業(yè)，還應(yīng)加強(qiáng)不壓井工藝的發(fā)展，特別是管柱封堵工藝，以降低工藝風(fēng)險、提高不壓井作業(yè)效率。

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