带压作业技术在注水井上的应用

2015-08-07刘承炜江凌飞强海萍文云飞靳利

石油石化节能 2015年8期

刘承炜江凌飞强海萍文云飞靳利

（1.中国石油大学（华东）；2.中国石油华北油田分公司第五采油厂）

油田进入注水开发中后期，维护注水井正常注水是确保油田生产的主要手段之一。冀中南部油田有注水井149 口，平均注水压力为16.1 MPa，平均日注水10 643 m3，其中注水压力大于20 MPa 的有49 口。为了进行注水井修井作业，作业前需停井降压，以满足修井作业施工。但部分注水井停井后井口压力高，自然降压困难，降压时间较长，降压时间3 个月到1年不等，长时间的停井泄压严重影响了油田开发井组中注水井注水驱油的效果。过去针对此类井常采用现场挖坑放喷泄压的方法，用以达到快速降压的目的，但此做法带来了诸多问题，比如：泄压出来的大量注入水怎么处理；快速泄压破坏了地层能量的平衡，并且易导致地层出砂，严重时可能造成套管变形；注入水泄压返排易造成环境污染等。因此，为了缩短注水井泄压周期，减少泄压返排注入水造成的水资源浪费，维护注入井地层能量的平衡，2013年起，在注水井修井作业中引进了带压作业技术，很好地解决了上述问题。

1 注水井带压作业技术原理及主要结构

1.1 技术原理

注水井带压作业技术是针对高压注水井(井口压力低于14 MPa 的注水井)利用特殊的带压作业修井设备，在井口有压力的情况下实施对井内注水管柱安全、无污染的起下作业，实现不压井、不放喷密封作业的目的[1]。注水井带压作业技术利用油管堵塞工具实现井内油管内部压力的控制，再利用安装在井口上的带压作业井控装备实现油套环空压力的控制，从而达到不压井、不放喷的目的。

在起管柱时，下防喷器关闭，当下接箍探测器发出探测信号时，上防喷器关闭，上平衡阀关闭，下平衡阀打开，使下防喷器上下充满井内高压液体。当下防喷器上下液体达到压力平衡后，下防喷器在控制液缸驱使下打开，接着下平衡阀关闭；当管柱接箍顺利通过下防喷器后，上接箍探测器发出探测信号，下防喷器关闭，上平衡阀打开，使上下防喷器之间高压液流迅速泄压。当上防喷器上下液体达到压力平衡后，上防喷器在控制液缸驱使下打开，接着上平衡阀关闭，管柱接箍顺利通过上防喷器，完成一根油管在密封状态下的起升[2]。

在开始管柱自重大于井内压力产生的上顶力时，不用卡瓦和升降液缸操作，直接用修井机起管柱。随着井内管柱的减少，管柱自重减轻，井内上顶力与油管自重接近，即指重表的读数降低接近于零时，开始使用卡瓦卡住油管，用升降液缸和卡瓦的循环动作进行起油管作业，直至全部起出井内油管。

下入油管的工艺流程与起油管流程相反。

1.2 主要结构

注水井带压作业系统主要由井控装备、液压动力装置、液压操作控制系统及其他辅助设备四部分组成。

井控装备主要包括三闸板防喷器、环形防喷器、单闸板防喷器等，主要用于密封油套环空或封隔井口，确保环空内液体不外喷。

液压动力装置包括固定卡瓦、游动卡瓦，升降油缸及上中下横梁等，主要用于在油管自重小于井内上顶力时控制油管的起下作业，以保障油管及工具的安全起下。

液压操作控制系统包括液控操作台、蓄能器系统及配套联结软管等。

辅助设备包括作业修井机、油管堵塞器、特殊单向阀、完井工作筒、接箍探测器、平衡阀、液压系统防回水装置等[1]，用于配合完成带压起下油管作业，实现安全、无污染施工。

2 现场应用

2013—2014年，在荆丘、深南、车城等生产区的20 口注水井上开展带压作业施工，平均井口带压操作压力为6.2 MPa，每口井平均停井时间从84天缩短到21天；平均每口井减少泄压返排水量864 m3（表1），节约回收污水拉运费用86 万元；减少回注污水带来的用电消耗，节约回注污水用电10.96×104kWh，实施效果明显，达到了预期的目标。