稠油井不压井作业技术及施工应用

稠油井不压井作业技术及施工应用

张明

中油辽河油田分公司茨榆坨采油厂作业大队

摘要：带压作业技术能有效解决高压水井、自喷油井、新射孔和压裂井的作业难题，减少放喷、放溢流等待时间，及时投产、投注，缩短了作业占用时间；其次带压作业不需放喷，防止地面污染，减轻了作业工劳动强度，因此带压作业是一项新的油水井作业技术。稠油可控不压井作业井口装置的结构设计，既可以在作业时及时密封环空，又可以控制井内管柱，能够安全可靠地实现低压稠油井不压井作业。同时，针对冬季野外现场气温较低、管线冻堵频繁现象，增加了冬季防冻措施，扩大了该技术的推广应用空间。

关键词：带压作业；稠油可控不压井；井口装置；防喷器

带压作业是采用加压装置加压控制起下管柱，采用防喷器控制环空压力，采用堵塞器控制油管内压力，即在井口有压力情况下，通过带压作业装置实现不放溢流、不压井起下管柱的作业。随着采油技术的飞速发展，井筒的轨迹越来越复杂，对作业技术要求也越来越高。在生产作业现场发现：一部分稠油井虽经长时间放喷，仍存在溢流，给作业带来了安全隐患。如若使用清水循环压井，又会破坏井底温场，降低稠油注汽效果，影响了后期采油生产。若使用带压作业设备施工，工期较长，且对井场环境要求高，不适合解决这样的稠油井作业问题。

针对以上这些情况，研究了稠油可控不压井作业技术研究。该项技术的主要内容是研究开发稠油可控不压井作业井口装置。稠油可控不压井作业井口装置主要由动力源、液压系统、双闸板防喷器、升高短接、安全卡瓦、环形防喷器、远程控制系统、操作平台等结构组成。在不压井起、下稠油管柱作业过程中，依靠环形防喷器和半封闸板密闭油套空间，并利用二者的交替密封来通过油管接箍。如遇油管有上窜现象时，关闭半封及安全卡瓦，油管将停止上窜，并通过卸荷四通进行放压至正常后再重新施工。

1 技术现状及市场需求分析

国内外在稠油不压井作业方面也没有完备的解决手段。胜利油田2008年在稠油热采不压井工艺管柱上做过研究，采用井下开关的方式预防和控制稠油作业过程中井喷风险，但是在地方不压井作业设备上没有做深入开发。曙光油田是辽河油田最大的稠油开发区块，也是辽河油田最大的水平井和SAGD生产基地，年均完成水平井120口以上。蒸汽吞吐是稠油区块开发的有效手段，大幅提高了采收率。但蒸汽吞吐后，也给修井作业带来了不利影响，主要表现在以下几个方面。一是稠油蒸汽井注汽后压力高，尤其是一些井热注后汽窜，溢流长时间放不净，无法进行常规作业，错过了最佳生产周期。二是热注转下泵过程中，循环洗压井作业污染油层，破坏井底温场，损失大量地层热能，降低了注汽效果，造成油井出油率下降。三是稠油修井过程中，由于稠油井间距小，地层亏空，汽窜频繁发生，易造成井喷污染事故，井控难度大。四是稠油平台场地狭窄，而常规带压设备较大，施工时需甩抽油机底座，工作量大。同时，常规带压设备搬运不便，需2吊4卡才能完成。

2 稠油可控不压井作业技术

研制和开发出能够满足稠油井不压井作业的井口装置及其配套工具，完善工艺流程，确保施工过程的安全可靠，解决溢流放不尽低压稠油井的不压井作业难题，提升专业化工程技术服务能力。

2.1 结构组成

稠油可控不压井作业井口装置主要由动力源、液压系统、双闸板防喷器、升高短接、安全卡瓦、环形防喷器、远程控制系统、操作平台等结构组成。（1）堵塞器：用于堵塞油管内径，它由芯轴、胶筒、锥体、卡瓦、清管器等组成。最大刚体外径φ50mm，适用于封隔内径φ62mm的油管，密封压力21MPa。共有5种组合型式。⑴钢丝投送。⑵1.9TBG(φ48)油管投送。⑶1.9TBG(φ48)油管投送，带清管器。⑷水压投送。⑸水压投送，带清管器。（2）防喷阀：该产品由顶杆、螺母、密封套、阀芯、阀体等组成。下井时接在管式泵固定凡尔下端，调整顶杆顶起管式泵固定凡尔的钢球，顶杆插入凡尔座长度约50～60mm，调好后用螺母锁定顶杆。泵下防喷阀下接花管和丝堵。在下井过程中，泵下防喷阀封堵泵进液通道，油管无液体喷出，下杆到位后，向油管注水打压当油管内压力大于油管外压力10MPa后，顶杆和阀芯从阀体内滑出，落入花管底部，泵进液通道打开，固定凡尔的钢球进入凡尔座。

2.2 工艺原理

筒状环形防喷器为筒状胶筒结构，这种防喷器在使用时是靠液压操作的，液压系统的压力油通过壳体上的油口进入防喷器的环形腔内，推动外胶囊及内胶筒总成向内挤压、收拢、变形，从而可以密封不同尺寸的管柱，当液压油田返回到远程控制系统的氮气胶囊内时，防喷器的外胶囊及内胶筒总成在弹性作用下逐渐恢复原形，井口打开。外胶囊可防止井内的介质进入环形空间，保证液压油不受污染。远程控制系统是油泵产生高压油，并储存在蓄能器中，当需要开关防喷器时，来自蓄能器的高压油通过管汇的三位四通转向阀被分配到各个控制对象中，实现开关动作。

在防喷器密封油管操作时，压力液通过油口进入壳体内，推动外胶囊及内胶筒向中心挤压、变形，从而实现密封油管的作用。更换胶芯时，先拔出定位销，再转动并卸下花键法兰，之后即可快速方便取出原破损胶芯，放入新胶芯。新胶芯更换完毕，安装花键法兰，插入定位销。

3 结束语

部分稠油井作业时虽经长时间放喷，仍存在溢流，给作业带来了安全隐患。若使用带压作业设备施工，工期较长且对井场环境要求高，不适合解决这样的稠油井作业等问题。研究并应用了稠油可控不压井作业技术井口装置，通过这套井口装置，既可以在作业时及时密封环空，又可以控制井内管柱，可以安全有效地解决这部分稠油井作业难题。

1）稠油可控不压井作业技术的研究成功，可以有效解决了溢流放不尽稠油井作业和洗压井影响油井产能的问题。

2）稠油可控不压井作业装置，防喷器设计新颖实用，胶芯更换方便快捷，不影响现场作业进度。多次试验表明，技术的主要配套设备稠油可控不压井作业井口装置，性能安全可靠，能有效控制低压稠油井不压井作业井控风险，应用前景广阔。

参考文献

[1]曲绍刚.高温不压井作业工艺技术研究与试验[J].石油矿场机械，2016（5）

[2]蔡长宇.辽河油区稠油井下作业技术现状及发展方向[J].特种油气藏，2015（2）