注水井带压作业技术在吐哈油田的应用

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【摘要】吐哈油田注水井常规作业需停注放喷，井口压力落零才能开展施工，这样单井平均施工周期为22天，单井平均放喷量在1000方，个别井高达8000方，大量释放地层能量，影响周边油井正常生产，产生污水污染。针对这种情况，吐哈油井引进带压作业装置，开展水井带压作业，节约施工时间，保存地层能量，保护自然环境。目前已经开展油管堵塞、起下各类管柱、射孔、酸化、下桥塞等十余种带压工艺，共施工57井次，取得了较好的效果。

【关键词】注水井 带压作业 吐哈油田 应用

1 背景

带压作业工艺技术是当前国内外石油界降低油层污染的主要措施之一，美国、加拿大上世纪七十年代末期开始进行油水井带压作业，经过30余年的发展，现已形成从带压作业设备制造、钻井完井到修井比较完善的一套工艺。国内吉林、辽河、华北和胜利等油田目前成功地开展带压作业，形成规模应用[1]。

随着带压作业的应用推广，带压作业装置也得到较大发展。带压作业主要有两种方式，分别为井内管柱与防喷器密封件之间有相对运动，和井内管柱与防喷器密封胶件间无相对运动。目前只有江汉油田第四石油机械厂研制出无相对运动式带压修井机[2]，目前仍未推广。

吐哈油田是一个典型的具有“低压、低孔、低渗”的砂岩油藏，采取注水开发方式。水井开井455口，日平均注水量2万余方，单井平均放压周期4.5天，最高15天，单井平均收污600余方，最高8000方。由于放压，初步计算每年收污费用高达300万元，影响原油产量7000余吨。注水井作业之前需要放喷降压，不仅使井内放出的液体污染环境、浪费水资源，而且造成井底压力下降，注水能量受到严重损失，影响周边油井产量，急需采用带压作业技术解决这一问题。

2 带压作业装置结构、原理

吐哈油田2004年开始研究水井带压作业技术，陆续购买3套水井带压作业装置，编写带压装置配套方案，目前配备的带压装置与国内通用带压作业装置相比，动力部分一体化设计，采用电机+柴油机形式输出。井口部分采用四柱稳定装置，便于现场安装和运输，用1个快速和1个单闸板替代双闸板，可以增加作业组配方式。配备监控系统，方便液控手观察带压作业装置运行情况，减少误操作发生可能性。

水井带压作业原理：通过下入油管堵塞器对油管内高压进行堵塞，通过防喷器组密封油套环空高压，通过带压作业装置的固定卡瓦、移动卡瓦抱紧管柱，通过提升液缸提放管柱，将井内管柱密封起出井口，从而达到既保持井内压力不被释放，又保证无外来流体进入井筒，实现真正意义上的地层保护作业[3]。

3 取得的技术进步

吐哈油田成功配套的3套带压作业装置，成立带压作业队伍，掌握了油管堵塞，起下各类管柱，通井、刮削、洗井、冲砂、管柱校深、射孔、酸化、打桥塞、完井等十余种带压工艺的作业，研究配套了充气式油管堵塞器、打压式井底开关、可捞式油管堵塞器等9套堵塞工具。

3.1 充气式油管堵塞器

由密封部分、卡瓦部分和气缸部分组成，外径53mm，气缸充入高压氮气，通过销钉进行封住气缸。工具投入井内，通过控制销钉数量、氮气压力和井口压力，座封堵塞器。堵塞器座封后，靠高压氮气和井内压差压缩胶筒，起到密封油管的作用，密封压力35Mpa。适用于通径大于53mm的管柱，且可以在油管任意部位堵塞[4]。

3.2 打压式井底开关

连接在管柱下端，入井时工具通道关闭，液体无法进入油管。在需要反循环洗井等情况下，油管正打压给出信号，启动工具换向机构，沟通油套空间。再次油管打压，关闭通道，可重复开关多次[5]。

3.3 可捞式油管堵塞器

可捞式油管堵塞器外径56mm，由井口直接投入，半小时后开井压力瞬间释放，堵塞器皮碗涨开堵塞油管内腔，完成油管堵塞工作。当不需要油管堵塞时，通过钢丝下入打捞器，水泥车油管打平衡压，密封打捞出油管堵塞器，从而不影响该井的其他施工[6]。

4 应用情况和效果

2010年至目前，共开展57井次水井带压作业，最高施工井口压力20MPa，平均施工周期15天，减少污水排放11.4万方。

2012年7月在鄯9-191井进行注水井分注带压作业，井深3120米，停注扩散压力2天后，井口压力降至8Mpa，带压作业队伍搬迁至该井，投堵堵塞器一次成功，安装带压作业装置、装置试压、起原井管柱、刮削、洗井、通井、下分注管柱，完井，历时14天，成功完成该井的带压作业。该井预计减少作业周期7天，减少污水排放2000方，保存了地层能量，实现绿色环保作业。

5 结论

（1）注水井带压作业在吐哈油田的成功应用，取得了较好的效果，节约施工时间，保存地层能量，保护自然环境，实现了绿色环保作业。特别针对部分井口压力放不掉，溢流大，常规作业无法施工的问题井，带压作业让其恢复生产，如葡北20井，由于压力放不掉，趟井2年，最终经过带压作业恢复注水，预计减少污水排放8000方。

（2）吐哈油田经过57井次的水井带压作业，目前已经熟练掌握洗井、射孔、酸化等各类水井带压作业工艺，部分堵塞工艺处于国内先进水平，获得国家实用新型专利。

（3）目前带压作业无法进行油管接箍探测，存在了误操作接箍拉坏带压装置闸板的风险，调研国内带压作业接箍探测技术，计划引进寿命长、灵敏度高，体积小的接箍探测技术。

（4）针对带压作业投堵问题，研究带压完井工具。在完井管柱中下入投堵短节，下次带压上修时只需投堵对应堵塞工具，降低投堵成本，提高作业安全性。

参考文献

[1] 柴辛，李云鹏，刘锁建，等.国内带压作业技术及应用状况[J]. 石油矿场机械，2005，34（5）：31-33

[2] 高加索，涂学祥，唐纯洁，等.一种新型带压作业设备的研制[J]. 石油机械，2012，40（7）：93-96

[3] 田红星，黄强强，冯伟，等.不压井带压作业技术在冀东油田应用[J].中国石油和化工标准与质量，2011，（11）：176

[4] 李同桂，伏健，付申，等.充气式油管堵塞器[P].中华人民共和国：ZL 2010 2 0258968.1，2011-02-02

[5] 郭建设，饶志刚，李满国.打压式井底开关[P].中华人民共和国：ZL 2011 2 0452923.2，2012-08-01

[6] 贾映友，伏健，王永康，等.一种可捞式油管堵塞器[P].中华人民共和国：ZL 2011 2 0452659.2，2012-08-01

作者简介

伏健（1980-），男，江苏连云港人，工程师，2003年毕业于电子科技大学，本科学历，现就职于吐哈油田井下作业公司，主要从事科技管理和修井工艺研究工作。