浅谈油水井不压井修井作业技术与对策探讨

摘要：油水井不压井修井作业技术适应大环境发展的需要，实现节能、环保作业。对于油气井而言它可以保护和维持地层的原始产能，减少酸化、压裂等增产措施的次数。同时，减轻了原油脱水 集输系统的负担；节省了泵罐，高温车费用；节省压井液，减少压井液对油层的损害。

关键词：不压井 工艺 技术对策

1 前言

油井不压井作业技术，作为油田无污染作业工艺的一个重要组成部分，适大环境发展及市场的需求，代表着井下作业技术的发展方向，广泛的推广应用，将为创造节能环保型企业作出较大的贡献。

不压井带压作业就是利用特殊的修井设备，在油、气、水井井口带压的情况下实现管柱的安全、无污染起下作业。它能够有效地解决高压水井、自喷油井、新射孔和压裂井的作业难题．提高注水时效和水井利用率，大大减少油层污染．避免因压井对地层产生的伤害，进而提高油井的产能。目前，国际上正在广泛推广和应用带压作业技术，国内自2010年以来开始从事油气水井不压井带压作业施工，技术趋于成熟，此项技术应用前景非常广阔。

从2007年3月开始，在水井成熟的基础上，胜利油田采油院科研人员将研究的触角转向了油井带压作业领域，真正的挑战开始了。他们选定了河146一斜74井作为第一口先导试验井。河146一斜74井是现河采油厂的一口油井，产能比较低，压裂前日产液3.9t。2007年1月完成压裂后，用压裂管柱间断自喷求产，每天放压一次，日产油4t左右，含气量很高。压裂进行不压井作业存在很大的风险，对堵塞技术要求非常高。

此后，针对该技术施工周期长、作业井口高、不利于推广等问题，采油院科研人员又进行了一系列的改进工作。将原来整体式的不压井作业设备成功分解成为独立的几部分，把近5m高的操作井口降低到2.6m，实现了小修作业设备和井架的配套，达到了不压井带压作业技术的设备小型化和施工简单化。

2 技术难点与对策

2.1技术对象

根据目前现河采油厂的“井口压力、井口产液量、含水和气液比”等情况，按照垂直管流Duns—Rose法计算，发生井涌的井底压力为9～26MPa，而现河采油厂目前油井地层压力都能达到该压力范围，因此，现河采油厂不压井作业主要预防对象就是作业过程中井筒内高油气比油气乳化段塞上窜造成的安全问题。

2.2技术难点

在东营地区夏季气温较高（地面50℃ 以上）的条件下，井口动态作业过程中的气密封问题；作业效率问题。

2.3技术路线

在技术调研和试验带压不放喷、不压井作业技术的基础上，现河采油厂提出了采取“井口零压力、作业机起下钻、井口控制为主、井下控制为辅”的不带压、不压井作业技术路线；提出了采用“井口、地面、井下”三级控制的作业原理。目前，现河采油厂所有不压井作业均采用相同的井口和地面控制系统，根据作业目的不同，井下控制系统不同，形成了相应的不压井作业技术。

3 不压井作业技术控制系统研究内容

3.1 井口控制系统

3.1.2 结构组成

设计了“五级”井口装置控制系统，解决了作业过程中井口油套环空天然气的动态密封和防顶问题。

3.1.2 指标确定

（1）压力等级。按照防喷器压力等级的选用原则，压力等级确定为35MPa。

（2）防顶力。在井口放喷的情况下，作业过程中形成的气油乳化段塞压力较低，经计算，上顶力不超过5OkN，故防顶卡瓦卡紧力设计为1OOkN。

（3）通径确定。井口油管挂直径为161mm，井下工具直径为l15mm以内，故确定装置通径为180mm。

（4）控制方式确定。采用液压控制，能在30s内实现封井，同时增设了储能器、远控台和手压泵，能在特殊情况下实现封井。

3.2 井下控制系统

3.2.1 杆式泵不压井作业技术

（1）管柱结构。丝堵+尾管+气锚+KGB可控式封泵器+杆式泵泵座+油管。

（2）杆柱结构。捅杆+杆式泵+加重杆+抽油杆。

（3）工艺原理 上次上修时通过压井或在抽油杆防喷控制器和油管堵塞器控制下起出杆管，在井口控制系统控制下，采用捞砂泵完成井筒处理，完井时下入封泵器和气锚等井下控制工具，下泵通开活门投产，下次上修直接上提杆柱就能实现油管空间的关闭。

（4）关键工具。双级油管挂：设计了双级油管挂，在内挂和外挂之间采用软金属密封，胶筒采用特制橡胶并内嵌钢丝骨架和圆弧性结构，起密封油套环空和悬挂油管的作用。

控泵器：仍然采用活门结构，改进了控泵器活页结构，由焊接改为铸造一次成形并镀镍抗腐处理，密封方式由平面密封改为锥面密封，用铜垫圈密封代替橡胶密封以抗天然气腐蚀老化，活门弹簧进行特殊抗腐处理提高活门的回缩性能，捅杆直径由40mm改为32mm，使捅杆入位更加平稳。

可钻进捞砂泵：针对常规捞砂泵不能实现旋转破碎砂盖的问题，研制了钻进捞砂泵，其关键部分为钻头与泵本体之间的螺旋轨道和限位块及弹簧，在沉砂管和泵筒的重力以及弹簧的弹性力作用下实现与轴和螺旋轨道的相对位移，从而带动钻头的旋转破砂，泵柱塞在上部动力油管的带动下做往复运动，实现抽砂。

3.2.2 自喷井转抽不压井作业技术

（1）工艺原理上修前油套管控制放喷至压力落零，安装测试防喷管，在防喷管的控制下通过试井车投入油管堵塞器堵塞油管空间，实现油管空间的控制，倒井口，安装不压井作业井口控制系统，在油管堵塞器和井口控制系统控制下实现油管安全起下。

（2）关键工具。设计了专用油管堵塞器，实现了未下入不压井井下控制装置的不压井检泵和自喷井转抽，作业时采用试井钢丝连接加重杆和堵塞器一起下入，刮削头消除油管壁上污垢，达到预订位置，上提，弹性锯齿卡瓦伸出卡住油管接箍，继续上提卡瓦座及芯管一起上行压缩胶筒，密封油管空间，当达到卡瓦释放力时，卡瓦销钉剪断，卡瓦座连同锥体一起上行，撑开卡瓦，卡在油管壁上，实现堵塞器坐封，继续上提，拉断安全销钉，实现堵塞器投放。

3.2.3射孔-完井-体化管柱不压井作业技术

（1）管柱结构。引鞋+射孔枪+起爆器+同心气锚+多功能堵塞器+杆式泵泵座+定位校深短节+WDF固定型井1：3封井器。

（2）杆柱结构。捅杆+杆式泵+加重杆+抽油杆+光杆。

（3）工艺原理。在地面及井口不压井装置控制下完成射孔前所有工序，投棒射孔，能喷则自喷投产，不喷则安装防喷管，下电缆打捞出芯筒，起下管柱至完井深度，下泵及捅杆通开活门投产。

（4）关键工具。多功能控制器：设计了XCHHM-40型井下控制工具，实现了投棒射孔、自喷投产和油管控制的多重功能，该工具的关键是芯筒与泵座和射孔棒打捞通径的配套。

同心腔气锚：设计了XQM90-3700型防气高效气锚，解决一体化管柱防气问题，主要特点为：中心管内径为40mm；中心管螺旋部分的空间充填清洁丝，充分增大液体流人中心管前的接触面积；排气孔由2种不同孔径组成，在同一进液力下，大孔由于阻力小，为主进液孔，小孔由于阻力大，主要用户排气，半圈进液，半圈排气，可提高分离效果。

4 应用情况

截至2012年底，现河采油厂已推广应用各类不压井作业135井次，现有井下控制装置265套，其中，实施杆式泵不压井作业68井次，自喷井转抽不压井作业实施12井次，补孔一完井一体化作业44井次，施工成功率98％，安全率100％，累计增油2.1万吨，取得了很好的经济和社会效益，为改善油区环保作出了贡献。

5 结束语

（1）经过4年的技术攻关和现场试验，现河采油厂已形成了成熟的低压油井不压井作业技术及“捞砂工艺技术”、“防砂工艺技术”等配套技术，解决了常规作业不压井问题。

（2）通过理论计算和现场实践，目前该套不压井作业控制装置能实现不压井作业全过程的安全控制，能满足井口压力35MPa以内封井的需要，作业过程中能保持4MPa的动态密封压力，并能提供lOkN的卡紧力，能在30s内实现封井。

（3）不压井作业过程中无外来流体进入井内，无井筒流体返出地面，该技术能够有效避免井内流体喷出造成的污染和减少压井液、洗井液等工业废水，属于“绿色环保”型井下作业施工技术。

参考文献

[1]蔡彬等 不压井修井作业装备发展现状分析 《钻采工艺》 2008 第6期

[2]崔彦立．抽油井不压井工艺技术在吐哈油田的研究与应用[J]．油气井测试，2007．

作者简介：左长清（1973.08－），男，工程师，长期从事油水井作业技术工作。