带压作业技术的应用_吴京辉.pdf

化学工程与装备 2022 年 第 12 期 114 Chemical Engineering&Equipment 2022 年 12 月 带压作业技术的应带压作业技术的应用用 吴京辉（大庆油田井下作业分公司，黑龙江 大庆 163000）摘摘 要要：带压作业技术在当今石油开采工作中的使用具备较大的现实意义，工程人员应当采取顶层设计策略，对相关装备、技术使用情况进行分析、探讨、评估，以此来提高工作管理效率。本文对带压作业技术的应用进行分析，并且给出相应的见解。关键词：关键词：带压作业；思考；分析 1 1 带压作业技术研究应用的意义分析带压作业技术研究应用的意义分析 当前在石油生产管理活动中存在大批量的高压油水井，此类高压油水井极大地影响到了整个工程项目施工建设进度以及生产管理工作的质量和效率，此外，落实对此类高压油水井的维修、检验工作也存在较大的难度，部分高压油水井还存在停产、停柱的现象，从而影响到石油工程开采的质量，和生产效率降低，开发效果不良，带压作业技术是当前适用于对高压油水井的一项特殊检修技术，其中所涉及检修设备相对较多，能够在油气水井井口带压的情况下实施对管柱高质量、高效率且无污染的起下作业；结合带压作业技术还能够有效改善高压水井以及自喷油井、压力井等常见的作业难题，能够最大限度地提高石油资源的产能和生产效率，在当今生态环保大环境下，结合此类技术的使用具备较大的现实意义。2 2 带压作业技术概述带压作业技术概述 带压作业是结合相应的加压设备，通过加压操作来实现对井下管柱的有效管控，结合防喷器控制环及相应的堵塞器控制油管内部的压强、压力，保证在井口即便存在压力的状况下仍然能够通过带压装置实现油田正常运作，且做到不溢流、不压井的起下管柱操作。带压作业发展起步的时间相对较早，西方欧美国家在相关领域均具备成熟完善的技术体系，当前国际上大部分油田企业通常结合高压油气井生产管理工作来完成对石油的开采。在此过程中，不可避免会使用到带压作业技术，国外带压作业技术通常结合了一级动密封以及固定卡管器等多样化的装置，使得施工建设活动的安全性、稳定性得到有效提升。3 3 带压作业技术中的问题分析带压作业技术中的问题分析 3.1 缺乏较强的带压装置能力 通过分析调研可以看出，带压作业装备能力以及相应的技术水平还有待提升，相关技术以及装备的使用存在相应的局限性，为了确保施工作业能够稳定、高效、安全地进行，施工方应当采取顶层设计策略，参照油田的实际经营运作状况来选取相应的带压装置，但是当前带压装置的动密封设计压力还不能够达到相应的管控标准，但是现阶段带压作业井口压力却比相关装置高，从而使得相关设备的实际运作还存在相应的问题。3.2 油管内堵塞器缺乏稳固的性能 针对各类水井带压作业所涉及工作管理情况进行分析可以看出，相关工作均存在相应的差异，在深井、分层组合注水管柱等实际的使用过程中也需要参照当前的实际经营运作状况，但是油管内堵塞工序往往会挤占较大的作业空间以及较多的作业时间，当前工程人员需要对现有的堵塞工艺进行升级、优化、改善，提高堵塞工艺实际使用的时效性、完整性，结合先进的管柱堵塞技术，提高工作管理的效率。3.3 现代带压装置应用范围不广泛 当前结合带压装置的使用能够在水井与井内没有抽油杆的自喷井得到较为广泛、全面地使用，比如在原井提出抽油杆的进程中，可以有效结合带压装置来削弱井喷，同时也可以通过对抽油杆的加压密封器进行定向化处理，结合专业的抽油感防控工具，提高工作效率，但是在此过程中密封问题始终未得到有效的解决。4 4 带压作业防喷器组合优化研究带压作业防喷器组合优化研究 4.1 带压作业设备构成 带压作业所涉及使用到的设备类型相对较多，其中包含密封防喷系统、各式各样的防喷器，如半封、全封、球形等防喷器；此外，在整个带压设施中还包含相应的加载控制系统，相关系统则由固定卡管器、游动卡管器以及液压缸等多个部件构成；在对应的液压控制系统中则主要是由液压站控制柜以及保压装置所组成；在工作台系统层面则涉及梯子、逃生滑道、废液漏斗等多项工具。4.2 旁通泄压机构优化 在对环形防喷器进行设置管控的过程中工作人员应当结合实际的带压作业使用需求，参考当地的自然环境状况，需要在其上部工作防喷器之间增加诸如三通、高压管线等设施来与防喷管线进行有效连接，以此来避免环形防喷器内部的胶芯因为受到外部压力的影响而无法实现有效的密封管控，同时也可以结合底部高压管线来释放设备内部的压力，确保整个施工活动能够稳定、高效、安全地进行。4.3 升高短接的优化 结合带压作业防喷器优化管控工作还需要对升高短接进行必要的优化处理，以此来增大工作防喷器与全封防喷器DOI:10.19566/35-1285/tq.2022.12.058 吴京辉：带压作业技术的应用 115 之间的安全距离，确保在出现安全事故时工作人员能够起出相应的工具，将工具提至全封以及剪切防喷器的上部分区域，并且关闭掉相应的防喷器，从而顺利地起出相应的工具设备。4.4 悬挂座封安全结构优化 在安装全封以及剪切防喷器的过程中，工作人员需要对底部的安全防喷器以及钻井四通平板阀进行有效组合搭配，以此来实现相应的压力平衡，确保对悬挂器能够做到相对较为安全便捷地操作。同时将安全防喷器安装在相应的升高短节下，在拆卸相关设备时也能够起到便捷管控的功效。5 5 带压作业关键工具的带压作业关键工具的研制研制 5.1 卡瓦总成的研制 在带压作业中，结合双向承载卡瓦的使用相对较为常见，其作为关键设备能够在带压作业过程中实现对管柱的夹紧管控，避免管柱掉入到井内或从井中飞出，整个作业过程安全、稳定、可靠，通过研制全新的带压作业卡瓦能够确保相关作业工具得到相应的支撑、完善，现阶段我国在相关领域实现了国产化，填补了相应的技术空白，在研制带压作业卡瓦总成的过程中，我国需要及时借鉴国内外先进的工作经验，优化带压作业液压卡瓦的设计方式，结合全新的设计理念，借助三维建模软件，对整个卡瓦的关键部位以及整体结构进行相应的有限元受力分析、评估，优化整个结构的力学性能，在此过程中工作人员需要对卡瓦座以及卡瓦体力学性能进行分析、探讨、评估，同时还需要结合定向化的检验工作，对卡瓦液压控制系统进行全方位地分析、计算、评估，同时工作人员还需要对卡瓦牙夹持管柱的表面度进行分析、探讨，并且进行必要的卡瓦牙失效分析，对其中关键的承重部位以及焊接薄弱部位进行定向化的设计改善，通过结构优化管控，从整体结构安全层面出发，利用三维建模实现对受力结构的有效分析，根据分析得到的结果，选取相应的设计参数，实现对卡瓦的综合设计管控，确保相关设备能够满足相应的力学使用要求。5.2 卡瓦互锁系统研制 在完成对卡瓦总成的设计之后则需要结合相应的系统设置来确保卡瓦能够正常稳定地运作，在带压作业设备中实现对油管起下需要结合相应的承重卡瓦，同时也需要借助固定房顶卡瓦以及移动承重卡瓦。因此整个卡瓦组成结构相对较多，其包含不同的使用类型。具体来说，固定承重以及移动承重卡瓦能够有效地在井下压力不足时抵消油管自重；同时固定房顶卡瓦以及相应的移动卡瓦相互组合也能够应对油管自重相对较小时的配套使用需求。总体来说，卡瓦互锁安全系统包含大量的结构组成部分，如液压管、液压阀，在相关功能件安装管理完善之后便可实现带压作业，在此期间，需要由液压先导阀组来实现基础的逻辑管控，之后再结合定向化的控制来实现对承重以及防顶卡瓦开启和关闭，使得在轻管柱的工作状态两个卡瓦均能够保持在关闭的区域位置，同时还可以结合对管柱的上升或下降安全操作管理，避免由于人为操作失误而导致安全事故的发生。6 6 完善带压作业技术的措施以及应用前景完善带压作业技术的措施以及应用前景 6.1 研发油管对扣器 在防喷腔中，将相应的堵塞器油管完全拆卸之后，在落实二次或三次投堵期间所涉及步骤相对较多，在此过程中需要下入短接实现有效地对扣，但是由于井中存在高通径的压力以及相应的防喷腔，因此在对短接对扣进行操作管理过程中还存在较大的工作难题，一般情况下，在实现一次对扣时往往会损坏45根油管短接丝扣，同时也需要耗费两个小时以上的时间来完成对扣。因此在此过程中，需要承担较大的工作管理风险，而为了有效地应对以上问题，企业应当研发全新的油管对扣器，而在实现对扣操作管理的过程中，下入对扣器以及相应的下部接器需要有效配合，完成相应的带压对扣操作管理。而在对应的对扣器下部丝扣处也需要安装相应的引鞋，避免丝扣出现相应的损伤现象。6.2 优化堵塞器 堵塞器在运行过程中所面临的故障问题相对较多，比如水井堵塞器在作业期间存在中途自行打开的情况，从而致使井喷，又比如当管壁存在相应的结垢以及抽油杆部位脏污相对较多时也会导致油井堵塞器无法实现正常地传压、传导，进而无法有效地开启。此外，诸如双反耳泵在堵塞期内环境使用过程中也存在相应的欠缺，从而给油井的修理管控工作造成相应的影响，而在投堵期间，工程人员也需要结合相应的投堵车完成相关工作，确保在生产管理过程中节约相应的时间以及人力、物力、财力，通过对以上传统堵塞器所存在的缺陷问题进行分析、评估可以看出，只有对相关堵塞器进行定向化改善、优化，通过实践探究，优化堵塞器，实现投堵车与施工人员的有效协同配合，结合人工投堵等多种策略提高经济效益。7 7 应用前景应用前景 传统油田在结合带压作业运作的过程中工作人员需要对生产安全问题进行细致、全面地分析考量。在此过程中，工作人员需要结合必要的洗压井操作，然后才能够开展后续的管控作业，在此期间不可避免的会导致洗井液的成本进一步增加，并且过度使用相应的洗井液还会给地层造成相应的污染，同时也会导致油井生产压力在短时间内无法恢复到正常的状态，从而使得油气采集工作的效率和质量受到相应的影响。在带压作业中需要结合各种各样的特殊修井装备，同时在油气水井带压状况下还需要保证管柱处于良好、安全、无污染的状态，在作业过程中缩短作业时间，减少成本，实现对各项资源的最大化使用，提高油气资源的采集效率以及生产管理工作的社会效益、经济效益。在当代油田持续开发生产过程中，结合必要的地面环保手段的使用具备较大的现实意义，在带压作业技术未来发展过程中，我国应当及时融入环保管控意识，落实对油气层高质量、高效率的管理保护，同时在带压过程中结合先进的技术，将其应用到国内油田井的开发管理过程中。现阶段结合带压装置的使用需要适应现场已有的条件，考量相关区域的能力限制，但是由于装备的限制，从而使得井内作业还很难稳定、高效地进行。（下转第（下转第11110 0页）页）110 陈圣乾：海上疏松砂岩储层复合解堵工艺优化（4）施工排量：3.16.3bbl/min（0.51m3/min）；（5）施工压力：P1500psi（10.3MPa）；（6）酸液用量：前置液 20m3，主体酸 30m3，后置液 10m3，顶替液 40m3，总液量 100m3。3.2 实施程序（1）钢丝作业捞 Y 堵，并打开上层滑套；（2）连接地面酸化流程，注酸泵对地面管线试压2250psi（15.5MPa）10min，不刺不漏为合格；（3）试挤吸收量测试：1000psi，1200psi 测试 20min，准确记录吸收量；（4）按如下泵注程序依次正挤工作液，具体程序如下表：表表 4 4 酸液泵注程序表酸液泵注程序表 步骤 工作内容 压力 Psi 排量 bbl/min 注入量 累计注入量 m3 bbl m3 bbl 1 正挤前置液 1100 3.16.3 20 125.8 20 125.8 2 正挤主体酸 1100 3.16.3 30 188.7 50 314.5 3 正挤后置液 1100 3.16.3 10 62.9 60 377.4 4 正挤顶替液 1100 3.16.3 40 251.6 100 629.0 （5）关井反应 4h，钢丝作业投 Y 堵，起泵；（6）井口见酸加碱中和，保证排出液 pH 值为 5-7，直至无酸返出为止。4 4 效果评价效果评价 A5井按照复合解堵工艺设计进行作业，历时约72小时，注入地层的复合解堵液共计约 60m3，施工过程较为顺利。作业实施前该井产液量为 161