油井作业辅助排液技术探讨

摘 要：本文探讨了在油田开发过程中，为了提高防砂效果，需要对地层进行排液预处理，传统工艺是抽汲排液、气举排液、混气排液、液氮助排技术、因为传统排液技术缺陷与不足，提出了设计并研制一种改进型较大直径与排量抽汲排液泵，起到较好的排液和疏通地层的作用。

关键词：油井作业 排液 排液泵 研制

一、前言

在油（水）井的新井投产施工中，当设计要求负压射孔时，需要借助抽汲等工艺来降低井内液面。当油（水）井进行酸化解堵施工时，为了提高工艺处理效果，减少或避免二次污染，也需要进行工艺排液。在油田开发中后期实施防砂工艺时，为提高防砂工艺效果，也需要对油层进行排液预处理。

二、技术背景

传统的油（水）井工艺排液技术主要有：

1.抽汲排液。抽汲排液是在油井的油管内下入抽子等工具，由通井设备上的钢丝绳下入井内一定液面以下，通过通井设备滚筒的转动，作用于钢丝绳的上下运动，进而带动抽子工作，把抽子以上的液体带到地面。

2.气举排液。气举排液工艺是用高压压风设备往井内注入高压气体，强迫井液在油套管中循环，把井液升举至地面。

3.混气排液。混气排液工艺是向井内循环注入高压气体的同时，向井内泵入一定量的液体，用混气的液体循环替代井内液体，达到降低井液比重，气举排液或诱喷的目的。

4.液氮助排技术。液氮助排技术是借助高压泵车向井内循环替入液氮，然后控制井口放喷，达到油井降压诱喷排液的目的。

5.其它排液技术。主要包括不同性质与比重的井液替排，现在常用的是洗井排液工艺。

三、传统排液技术缺陷与不足

1.抽吸排液效率低，事故率高，酸化解堵等工艺使钢丝绳的应用环境受到限制。

2.气举排液需要使用高压压风机，工艺管柱的气举凡尔等专用配套工具技术不成熟，大面积应用效果不理想。

3.混气排液技术，设备占用量大，工作时间长，生产成本较高，受环保条件限制，现场应用范围显著萎缩。

4.液氮助排技术受选井条件的限制，尤其是低压油井，使用范围小，成本较高，一次成功率低，不利于大面积推广应用。

5.目前在东辛等老油田采用的洗井助排工艺，由于大部分地层是渗透率相对较高的砂岩，油井静液面已很低，反洗井排酸排液，更容易把残酸和堵塞物重新注入地层，从理论到实践排液效果都欠佳。

四、修井作业自助排液泵设计思路

设计并研制一种改进型较大直径与排量抽汲排液泵，由上部泄油机构、活塞与游动凡尔系统、泵筒与固定凡尔系统以及连接组件等部分组成，与支撑卡瓦或机械式封隔器等工具配合使用，在支撑卡瓦或机械式封隔器座卡工作后，完成管柱准备，借助提升动力实现抽汲管柱的往复运动，工作筒底部的固定凡尔及活塞底部的游动凡尔依次打开与关闭，抽汲排液泵不断工作，达到抽汲排液之效果。

五、修井作业自助排液泵工作原理

修井作业自助排液泵由上部泄油机构、活塞与游动凡尔系统、泵筒与固定凡尔系统等部分组成，安装于工艺管柱的中部设计深度，与其他配套工具一同下入井内，在完成循环洗井、酸化、解堵等工艺后，锚定下部管柱，依次投入固定凡尔及游动凡尔。通过修井设备上提管柱，拉动活塞在泵筒内工作，排出游动凡尔以上油管内的液体，泵下液体顶开固定凡尔进入泵内空腔。下放管柱，活塞随管柱下移，固定凡尔关闭，泵腔内液体顶开游动凡尔井入泵上油管，上下往复不断，井液排至地面。自助排液工艺完成后，下放管柱，自助排液泵顶部的泄油器与释放接头在位移中啮合，旋转管柱，密封套下移，泄油孔露出泄油。

六、修井作业自助排液泵机械结构

修井作业自助排液泵由泄油器、活塞、泵筒、联结组件等组成。 泄油器是该装置的一个主要创新点，它的结构特点是借助管柱的机械操作与旋转完成泄油器本体与密封套的旋转位移，实现泵上井液的泄流，既降低了工人的劳动强度，又做到了清洁作业。

改进型号的自助排液泵游动反尔和固定反尔采用固定模式，不需要投放固定反尔与游动反尔，主要应用于防砂井的预处理排液等不需要正循环施工的油井作业排液。它的泄油模式采用旋转泄油与泵上加装销钉泄油器的复式泄油方式。以增加作业泄油的可靠性。

七、油井自助排液泵主要技术特点

1.油井自助排液技术节省各种特种车辆劳务费用，经济性好。

2.油井自助排液技术节省作业施工劳动时间，工作效率高。

3.油井自助排液技术与其它排液技术相比，工作参数易于掌握调整，对地层的抽汲波动小。

4.在泥质砂岩油层预充填防砂井，可先期强负压排液，疏通近井地带堵塞。

5.油井自助排液技术油管出口可与地面流程联接，井液不落地，可实现无污染作业。

八、主要技术参数

（标准型号的自助排液泵理论排量设计为4～6m3/时，适用于51/2“以上油井套管。）

九、技术要求及使用注意事项

1.自助排液泵下井前用φ118通井至下泵深度以下20米。实探砂面，冲砂，无砂时洗井一周。

2.控制自助排液管柱下放速度，匀速下井。

3.油管锚定后自助排液泵工作冲程应小于或等于设计冲程，防止上提管柱过高油管锚定释放。

4.在自助排液泵排液工作前，注意依次投入固定凡尔及游动凡尔，因工艺需要凡尔也可以随管住带入。

5.进行酸化解堵、防砂等措施工艺时可与地面流程联接排液，实现井液不落地。

6.自助排液工艺完成后，下放管柱，自助排液泵顶部的泄油器与释放短接头在管柱中合点正旋位移中啮合，继续正旋管柱，密封套反扣内螺纹与泄油本移，打开泄油器泄油。

7.出砂严重的油井进行排液施工时，中途要避免无故长时间停工，注意井液中携带泥砂沉淀掩埋游动凡尔造成工艺中断。

8.修井作业自助排液泵完成工艺排液后，要及时对排液泵进行清洗、保养。

9.自助排液泵储存、运输过程中搬运要平稳，防止造成泵体变形、弯曲。

十、推荐应用范围

1.负压射孔时的油水井排液。

2.油（水）井酸化解堵施工的残酸排液。

3.在泥质砂岩油层预充填防砂井，可先期强负压排液，疏通近井地带堵塞。

4.新区试油排液求产。