带压作业工艺技术在油气田开发中的应用

李奕良 王维乾 姚小琪

摘要：随着钻井规模的进一步增加，井网的密度扩大，井下的安全风险系数也不断攀升，修井作业是实现井控本质安全的重要途径，正确的故障诊断和排除是保证井下作业正常进行的重要举措，通过加强油水井的检修管理，排除隐患源头，健全的检修管理机制，不断改进和创新油水井修井工艺技术，提高职工技能等一系列措施，切实提高修井作业效率，以保障油田生产活动安全顺利开展。

关键词：带压作业;油气田开发;应用

一、带压作业的特点

带压作业是在井筒有压力的情况下采取带压的情况下直接起、下钻作业施工的一种施工方式，是在不采取压井液压井且保持井筒压力的情况下，利用一整套带压设备及配套堵塞工艺，进行强行起、下管柱，优势在于能够保持地层产能，减少排放，提高油气采收率，同时节省产能恢复和压井液费用，降低作业成本，实现产层零污染，实现安全、环保的施工作业，符合HSSE的要求，缩短了综合作业工期，提高作业效率。是一种新型清洁、安全、高效的作业施工方式。

二、典型配套工艺

1带压堵塞管柱循环工艺技术

针对带压施工如磨铣、打捞、钻塞、刮削、压裂、酸化等措施，需要管柱入井时堵塞防喷，下至设计深度又需要沟通管柱循环通道进行下步工艺措施的施工需求，一般可选用防喷单流阀、双向定压洗井阀、防喷球座、可捞式堵塞器、铝塞等配套堵塞工具进行管柱堵塞，下至设计位置，通过打压或投捞，建立循环通道。

2带压下管式泵采油生产工艺技术

2.1尾管管柱、泵管管柱一次解除堵塞施工工艺

（1）尾管配套多功能球座、内堵塞等工具进行防喷，将生产尾管下入设计长度。

（2）连接特制管式防喷泵，将管柱下至设计深度。

（3）下入完井抽油杆，调整防冲距-连接防喷密封盒-上提活塞出泵工作筒。

（4）管柱正打压，打开防喷泵堵塞阀芯，堵塞阀芯带动撞击杆下落撞击打开尾管球座或铝塞，完成管柱解除堵塞操作，开抽生产。

2.2尾管堵塞、泵管柱堵塞两次解除堵塞工艺

（1）尾管配套多功能球座、内堵塞等工具进行防喷，将生产尾管下入设计长度。

（2）尾管打压、投捞或撞击打开尾管堵塞。

（3）连接管式防喷泵，将管柱下至设计深度。

（4）下入完井抽油杆，调整防冲距-连接防喷密封盒-上提活塞出泵工作筒。

（5）管柱正打压，打开防喷泵堵塞阀芯完成泵管柱解除堵塞操作，开抽生产。

3带压钻顶塞、处理井筒技术

3.1带压钻顶塞、处理井筒管柱组合及配置

（1）利用耐磨胶芯的工作防喷器组实现施工过程的动密封防喷，实现施工过程油、套环空始终处于控制和防喷状态。

（2）利用安全防喷器组实现静止状态下的油、套环空高压密封或空井筒状态下的井筒内压力控制。

（3）利用游动卡瓦组、固定卡瓦组液压举升缸交替使用，较好解决管柱防顶控制和加压起下控制。

（4）利用带压设备配套内防喷工具及螺杆钻具，较好的解决了钻顶塞、处理井筒施工中的动态防喷、静态高压密封、加压起下以及磨铣、循环、钻进的施工要求，使作业施工操作过程始终处于控制状态。管柱钻具常用组配为磨铣工具+螺杆钻具（+缓冲器）+内防喷工具+油管+油管旋塞。常用内防喷工具有双向定压器、防喷单流阀等。

3.2带压钻顶塞、处理井筒施工技术安全要求

（1）进行井筒校深和对井筒反复挤压高温高压液体，落实井筒堵塞深度和井筒与地层联通情况，正确判断分析井内是否圈闭高压油气压力，合理制定施工步骤及井控安全预案。

（2）安装、调试带压作业装备、井控配套设施，确保设备齐全、完好，试压合格。

（3）井口钻进单根上下各安装一个油管旋塞，水龙带按要求试压合格，并安装控制闸门便于压力控制和应急。

（4）钻进过程随时观察泵注系统的泵压及排量，液压举升及下压吨位变化，分析判断井内钻具工作状态，防止憋钻、卡钻及钻具脱落事故发生，为降低施工风险，带压钻顶塞、处理井筒作业期间避免夜间操作施工。

三、带压作业工艺技术的实际应用

实际应用条件。在实际应用的过程中，其采用的是独立作业设备，这些设备的使用非常方便，可以直接在现场进行应用，设备应用也相对比较可靠。作业设备的上提能力比较突出，是施工井最大上提力的两倍以上，下压能力也差不多是施工井的两倍左右，内部还包括扶正装置、卡瓦装置等进口设备。防喷器的压力等级的百分之八十应该大于施工井最高关井压力的1.5倍左右，其胶芯采用的是进口胶芯，能够有效保证实际使用寿命[2]。各种配套设备在实际使用的过程中，需要与作业机配套兼容进行使用，符合国家安全作业的相关要求。

在实际带压正常下入、起出的过程中，压力的控制非常重要。当前，在带压管柱内堵塞工具主要包括定压堵头、破裂盘、工作筒、堵塞器、油管桥塞、止回阀等。破裂盘在实际作业中的应用最多，被称为最安全的油管压力封堵工具，能够有效满足油管尺寸施工的需要。在我国早期对油管的堵塞过程中，主要采用的是机械密封装置。其在实际使用的过程中，很容易发生落井的现象，最终导致井下坠物的发生，气井因此也会产生上顶力，存在堵塞生产通道的风险。

在对油管进行封堵的过程中，往往会将工作筒与堵塞器进行配合施工。工作筒在下入的过程中需要安装在油管上，可以为后期封堵油管压力作业做好充足的准备工作，在斜井和水平井封堵作业中的应用比较多。工作筒根据使用性质的不同，可以分为常规工作筒和NO-GO限位工作筒。NO-GO工作筒往往會安装与管柱的底部，可以用于钢丝作为无法一次封堵完成的二次封堵，还可以有效避免钢丝作业工具落入到井内。

结语

（1）带压作业工艺的推广与应用，能较好保护油气层不受污染，改善了施工环境，实现清洁生产。

（2）带压作业设备具有极其可靠的防喷防顶功能，操作方便，耐压级别高，安全可靠，建议在油水井顶塞钻铣中全面推广应用，做到作业井控本质安全。

（3）带压作业工艺技术有效地降低了油层污染，减少水井溢流排放，提高了注水时率，保护施工环境。

（4）带压作业工艺技术研究，有利用于高温高压低渗油藏注水开发后期井下作业工艺技术的进一步提高，对于高温高压油田的开发具有长远的意义，有望成为未来井下作业的主导技术。

参考文献：

[1]侯秀静。带压修井技术研究与应用[J]。工程技术，2017（03）

[2]孙成龙。煤层气水平井充气欠平衡钻井注入参数模型优化设计[J]。钻采工艺，2019（04）

长庆油田第八采油厂