关于注水井套管闸门带压作业技术应用探讨

摘 要：对注水井套管主控闸门损坏后无法关闭问题，探索利用带压作业装置及配套下井工具，对井筒实施暂堵，以快捷、安全地完成注水井套管闸门全密闭带压更换操作，防止了敞井更换带来的环境污染和井控风险。在实施中，总结出科学规范的程序，提出了风险点和规避措施，使现场操作始终处于受控、安全、清洁状态下进行，杜绝了环境污染和生产成本浪费，具有显著的经济效益及推广应用价值。

关键词：井下作业;注水井套管闸门，带压作业;全密闭更换

一、 引言

注水井套管闸门损坏后，井内高压即失去控制，必须及时恢复其控制功能。孤岛油田已经处于开发中后期，设备新度系数低，特别地处滩海区域的注水井，腐蚀老化更为严重，每年控制闸门出现刺漏或关不严的井达百余口。为确保井口控制，通常采用的在已损闸门外面加装、加焊一个接闸门或直接放空井内压力后，敞井进行闸门的更换等应急处置方法。这样不仅存在井控和工业动火风险，还造成严重的井场环境污染和地层能量损失，因此，有必要对注水井带压更换套管闸门开展研究，利用特种作业设备及工具，配合科学的施工程序，安全、环保、快捷、稳妥地对注水井控制闸门实施更换。

二、 注水井套管闸门更换施工现状

随着注入水侵蚀作用及设备老化、人为损坏等原因有些出现刺漏或关不严等问题。为快速恢复井口控制功能，通常在套管闸门外侧加装或加焊一个接闸门。即原套管闸门钢圈完好，则卡上一个新闸门，并对原注水流程改造，以便连接套管。如果原套管闸门钢圈槽已损伤，无法安装时，则进行焊接加装一个新闸门。这样闸门加装后，原损坏闸门遗留下安全隐患，而焊接闸门更是存在较大的工业动火风险。

而当井内压力不高时，则大多采取放空井内压力，敞井进行闸门的更换。这样更换后，无须改造注水流程，且更换后不存在安全隐患。但由于地层中注入水回吐等原因，井内溢流短时间难以放净，闸门更换过程中井内溢流不仅导致井场大面积污染，产生大量工业废液。放喷时也会导致地层能量损失，影响注采效果，同时存在井控风险。

三、 注水井套管闸门带压操作涉及的技术关键

带压作业装备是在井内带有较高压力的情况下实施修井作业的特种作业装备，设备工作压力达到35MPa，装置整体压力级别为21 MPa。因此，利用带压作业装备和皮碗式封隔器配合对原井管柱投入堵塞器暂堵后，再通过带压作业装备将皮碗式封隔器下入井内密闭井筒，能使套管处于无压力状态，可以实现套管闸门的安全拆除和更换。实施过程中，需要解决以下几个问题。

（一）装置承压安全余量。目前采用的带压作业装置，工作压力达到25MPa，而皮碗式封隔器工作压力为21 MPa，对于注水井口压力7 MPa左右有着较好的控制余量，安全有保证。

（二）带压打开井口。采用带压堵塞器对管柱堵塞后泄压拆除。投送ZYGD-52油管堵塞器至设计深度打压座封堵塞器成功后，安装DYXJ18-35带压修井作业装置。

（三）井筒堵塞。采用皮碗式封隔器暂闭井筒。拆自封封井器，关闭上环形防喷器，起油管悬挂器至下环形防喷器以上，关闭下环形防喷器，放掉隔腔中的高压液体，打开上环形防喷器，起出油管悬挂器，连接下入皮碗式封隔器对完成井筒暂闭操作。

（四）操作程序。由于带压作业程序无更换套管闸门的先例，因此，在操作程序设计上做好风险评估，对各个操作步骤认真分析论证。在具体操作程序制订中，应与注水带压作业工序结合起来，更能起到事半功倍的效果。

（五）技术优势。全密闭带压更换套管闸门，可以安全地将原注水井口套管损坏闸门全部更换，杜绝了因加装闸门后，原损坏闸门遗留的安全隐患，更能有效避免焊接作业等工业动火带来的潜在风险，同时还能缩短流程改造造成的占井时间。

四、 注水井套管闸门全密闭带压更换施工程序

由于带压作业程序中没有单独更换套管闸门的先例，因此，结合注水井冲砂换管柱作业，对某井施工程序进行风险评估和科学论证后进行施工。基本数据为：人工井底：3195.82m，油层：S2，井段：3106-3167.9m，管柱尾深：3169.80m，井口压力：6.7MPa

（一）从油管内投入堵塞器对油管实施封堵施工，堵塞深度：1617m。

（二）确认油管内封堵合格后，安装整套带压作业装备，并试压21MPa检验各部分的密封性合格。

（三）準备工作完成后，按照带压作业程序，用双环形防喷器交替操作，倒上自封封井器，起出井内堵塞器以上油管171根，井内留管柱1550m。

（四）关闭下环形防喷器，泄压后拆除高压自封封井器，在原井管柱接皮碗式封隔器一套，并将其下入上环形防喷器以下，关闭上环形防喷器。

（五）打开下环形防喷器，将皮碗式封隔器下到井口以下3-5m处，用固定式卡管器对井内管柱进行夹持固定，同时对井内管柱扶正，以提高皮碗封井效果。

（六）慢慢打开带压装置泄压出口，排除隔层中的高压，观察套管是否有溢流出现，确认密闭合格。

（七）拆除密封不严或打不开的已损套管闸门，更换新闸门后，起出井内皮碗式封隔器。

（八）对整个井口装置试压25MPa合格，带压更换套管操作结束。

该操作采用特种作业装备，与以往靠经验和运气进行敞井更换具有较大技术优势。不放喷作业，避免了地层能量损失，对区域注采效果不产生不利影响。投入少，安全稳妥，操作简便易行。

五、 现场应用情况

利用带压作业装备配合皮碗式封隔器全密闭带压更换套管闸门技术相继在多口井得到应用，收到良好应用效果。作业施工中结合注水井冲砂、换管柱作业等实施40余口井。利用上述技术，可大幅减少流程改造和放溢流导致的地层能量损失，节约了成本，更为重要的是避免了敞井放喷等导致的环境污染和井控风险。

六、 结语

全密闭带压更换注水井套管闸门技术，借助特种带压装备和工具，施工快捷、安全可靠，是一项较为科学的清洁生产技术;避免了现场敞井溢流和放喷施工导致环境污染和注水能量损失;该技术是带压作业技术的延伸利用，为同类问题解决起到积极作用。

作者简介：霍银喜，胜利油田金岛石油工程技术有限责任公司。