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技術介紹

帶壓作業主要是指在油氣水井井口帶壓作態下利用專業設備在井筒內進行的帶壓作業。施工中保持井筒內壓力,不需要壓(洗) 井、放壓。對于油井而言,帶壓作業最大優點在于它可以保護和維持地層的原始產能,有效保護地層壓力,避免對油層的污染、減少酸化、壓裂等增產措施的次數,為油氣田的長期開發和穩定增產提供良好的條件。對高壓油氣水井而言,作業前不需要停注放壓,可以縮短施工周期;省去常規作業所需壓井液及其地面施工設備的費用,減少污染,保護環境。對于頁巖氣井帶壓作業不需要壓井,減少了壓井液對地層的污染,有效的預防了氣層被壓死壓壞的發生。 

帶壓作業技術優點一:

帶壓作業技術的使用為油氣田勘探開發提供了一種新思路。油氣井使用傳統壓井方式,是為了平衡地層壓力,防止井噴現象的發生。帶壓井無法作業,從而難以實現許多地質要求,影響了地質分析。油氣井帶壓技術的應用,可以在油氣井帶壓情況下進行管柱起下,完成各種評價測試和改變工作制度等的作業工序進行施工。


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帶壓作業技術優點二:

最大限度保持油氣層原始地層狀態,正確評價油氣藏。壓井液進入地層,造成了地層的污染,為后續資料錄取、完井作業、試油等環節帶來了負面的影響,從而影響到油藏描述的結果,直至影響到采收率。采用油氣井帶壓作業使產層的物性得以最大的保護,避免了常規開采過程中對新開采的產層造成的破壞,如新開油氣孔道的堵塞、泥餅現象造成地層解釋錯誤、水敏性礦物膨脹造成產層物性的下降,從而在進行油層評價時取得準確的數據。

帶壓作業技術優點三:

最大限度的降低作業風險。

壓井液在作業過程中受氣侵或油侵,降低密度,一方面發生井噴的危險性大,另一方面需要重復壓井,工序復雜,作業費用昂貴。


帶壓作業技術優點四:

解決了常規壓井作業中的一些疑難問題。如氣井作業中,用壓井液壓井,一壓就漏,不壓就噴;低滲氣井則很容易壓死。還有由于應用不壓井作業技術,避免了高壓油井中壓井泥漿的頻繁更換、循環和配套設施的使用,避免了對地面環境的污染,以及可以解決注水井長時間放溢流的難題。

帶壓作業技術優點五:

避免壓井液的使用,防止產層受到污染,從而提高了產能和采收率,從而使產層的開采產量和潛能得以最大的保護。

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帶壓作業技術優點六:

降低勘探開發成本,提高了油氣田的生產效率和經濟效益:由于作業時不需要進行壓井,一是節約了成本費用,二是縮短了作業周期。壓井對地層的危害不言而喻,壓井液費用亦十分可觀,并且作業后還需抽排壓井液。而水井作業時,水井停注放壓時間長,有時甚至放兩三個月或半年,為了保持地層壓力場平衡,周邊水井也需停注,造成油井減產或停產,對生產影響較大,經濟效益低下。

帶壓作業技術優點七:

保護環境,避免壓井液對地面的污染,符合油田 HSE 的要求,具有巨大的經濟和社會效益。


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含鉻油管及小油管的下入

針對強腐蝕性井,高含硫井,高含二氧化碳井下入的防腐油管,含鉻油管,以及壁厚較小的小油管,如果油管下入過程中本體被卡瓦或液壓鉗劃傷,將極大的影響油管的使用壽命,給油氣井后期維護增加大量的成本,更有可能誘發復雜工況,產生工程事故。在油管帶壓下入過程中,井內巨大的上頂力和管柱的自重都會作用在卡瓦上,使油管本體出現卡瓦的咬痕,影響其正常使用。為此,一龍公司從國外引進了無痕卡瓦牙,無痕鉗牙,無痕油管鉗,小油管對扣工具,卡瓦適配器等先進工具配件,可以實現油管的起下過程中對油管0損傷,極大的節約了后期油氣井維護的成本,避免了油管腐蝕,損壞,斷裂等工況。在與海德瑞工程師機械師討論過后,一龍創造性的發明了卡瓦適配器,使獨立式帶壓作業機支持的管徑范圍擴大到1寸至4寸半,涵蓋了絕大部分小油管,而且配備了小油管專用的油管鉗,對扣工具等,保護了小油管的絲扣不受損傷。


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新井完井射孔、老井補孔

應用介紹:完井射孔時,如果井深太長,水平段過長,井內崎嶇起伏,連續油管很難下入到目的段進行射孔作業。而帶壓作業設備的提升力和下壓力都是連續油管的數倍,有能力將射孔槍下入到目的段,然后通過打壓射孔,射開最下面一層,為后面的電纜傳輸射孔做好準備。帶壓作業設備還可以配合噴砂射孔技術,射開巖質較硬的層位,可以實現一趟管柱實施多次射孔。

作業簡述:準備好帶壓作業設備井下工具串及地面流程,在壓裂大閘板閥上安裝防噴器及帶壓作業設備,把管柱下到預訂位置,射孔、帶壓起出管柱,關閉大閘閥等待下步命令。

案例某口井需要射孔作業,該井水平段較長,在此之前,由于連續油管設備的工作能力問題,連續試了多次都不能把射孔管串下至目的段,影響了施工進度,經研究決定利用帶壓作業設備下入工具串至目的段。該井水平段很長,而且水平段起伏較大,在下入過程中幾次遇阻,但是由于獨立式帶壓作業設備出色的工作能力,很快把射孔槍下到了目的層位,實施了打壓射孔,射孔完成后起出管串,拆卸帶壓作業設備,等待壓裂完成后,再由帶壓作業設備下入2-7/8EUE油管至井內作為完井管柱。帶壓作業設備油管傳輸射孔為套管射孔提出了新的解決方案,實施后將有更多的段位能進行射孔與壓裂,從而提高作業井的產量,創造更大的經濟效益。

帶壓完井或起下油管

應用介紹:這項作業應用于在帶壓的情況下把井內的管柱及工具串起出井筒,向井筒內下入新的設計管串,或者用于更換井內現有管柱。目前一龍帶壓作業部門已經在江漢油田和普光油田多次下入完井管柱,該技術通過環形防噴器或倒換單閘板防噴器以及壓力控制與平衡的方式實現油管以及大通徑工具的起下,最大支持180mm通徑的井下工具。作業機的舉升能力最大為120T,下壓能力為60T,支持的井口壓力為105MPa,目前該技術已經非常成熟。


作業簡述:準備好帶壓作業設備,拆卸井口安裝防噴器及帶壓作業設備,帶壓下入完井管柱等,安裝油管掛,試壓拆除帶壓作業設備會恢復井口,移交給生產部門。

儲氣庫帶壓作業

應用介紹:一些儲氣庫的排鹵管柱,在排鹵水完畢后因井內含有高壓氣體用常規作業、連續油管等技術無法實現本次作業目的,只能用帶壓作業。


作業簡述:安裝油管橋塞、準備好帶壓作業設備,拆卸井口安裝防噴器及帶壓作業設備;在7”注采管柱中取出4-1/2”排鹵管柱;拆除不壓井設備及防噴器組、投產。


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酸化、壓裂

帶壓作業設備可以配合酸化、壓裂,實現尾管拖動壓裂、拖動壓裂。


拖動壓裂:一龍引進的皮碗式封隔器可以妥善的解決該技術難題,先對套管進行射孔,然后用帶壓作業設備下入兩個皮碗式封隔器,通過打壓坐封,上提解封的方式,對需壓裂的層位進行壓裂。由于油管的選擇多樣,鋼級、壁厚、強度等大于連續油管,所以壓裂時可以采取大排量,高壓力的壓裂方式,讓壓裂取得更好的效果。壓裂后可以直接下入完井管柱,壓裂,完井,安裝井口一次性完成,節約了大量的費用。


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帶壓鉆塞、沖砂、清蠟、帶壓打撈

帶壓作業設備將馬達、噴嘴等工具下入井中,將循環的液體或化學藥品泵入管柱內,由于油管的扭矩,屈服強度,長度等優勢,在連續油管滿足不了井況要求時,利用帶壓作業的優勢解決尤其是高壓、高產量、深井的鉆磨、沖砂、清蠟和打撈工作。鉆盤的扭矩高達6500lb.ft,可以從事直井段的鉆磨、套銑工作,也有利于管柱卡住時解卡工作。帶壓作業設備能力覆蓋面廣,作業能力強,適合處理高難度井,如一口井中同時包含沖砂,鉆塞,磨銑、打撈等工序的復雜井。

案例井口壓力高達86MPa,由于油管內結蠟嚴重,2012年該井油管完全被堵死。甲方要求在一個月內必須解決該井蠟堵問題。解決方案:用帶壓作業設備下入了1-1/4寸小油管至油管內,用融蠟劑高壓清洗。下入小油管至蠟堵頂部,然后建立循環,把溶蠟劑泵入井中,然后緩慢的下入管柱,一邊洗蠟,一邊把洗出的蠟循環出井。

帶壓情況下,故障井口閘門的維修更換

一般來講,現在要更換大閘閥都會采用壓井的方式,讓液柱壓力與底層壓力平衡,井壓實后再采取更換或維修大閘閥。但是這種方式一方面需要配備和處理大量壓井液,有時壓井壓不死會突發意外情況,另一方面壓井液對底層的影響非常大,尤其是對氣井和低滲透性的油井,壓井后產量會大大下降。


帶壓作業施工選擇把油管掛及油管掛單流閥下入井內,上緊頂絲后對油管掛進行試壓,試壓合格后拆卸帶壓作業設備及井口。這種方式非常迅速,除去設備拆裝時間,作業時間僅為一天,而且有效的保護的儲層,節省了壓井液的費用。




作業機

目前我公司擁有美國國民油井Hydra Rig公司生產的HRS-225型帶壓作業設備兩套, HRS-225K型帶壓作業設備是獨立式設備,易于安裝、運輸,滿足現場帶壓作業需求。

作業機的基本參數如下:

作業機最大帶壓提升能力:104Tblob.png
作業機最大帶壓下壓能力:53.4T
轉盤旋轉扭矩:6500lb.ft
作業機液缸沖程:3m
最大可作業井眼尺寸:280mm
作業機液缸工作模式:2缸或4缸可轉換工作模式
最大可作業井口壓力:105MPa
可作業管柱范圍:1-1/4"- 5-1/2"

動力源

動力源位于地面或者平臺甲板上,為舉升機,防噴器組,卡瓦、轉盤,絞車(500kg)和動力鉗的操作提供必需的液壓壓力。

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動力源優點:

動力源由5組泵單獨的給系統提供動力,一組出現故障不會立即影響其他施工;自帶的儲能裝置在設備故障等緊急停止后也會提供足夠的動力關閉防噴器、卡瓦、液動旋塞閥等。為了提高施工速度和增強設備壽命主系統采用三級供油系統,根據負荷的大小自動調節供油量。而且我公司有備用動力源一套,在一些工期要求緊,井況復雜的環境中不會因動力源故障而影響施工。

操作平臺

操作平臺位于舉升機頂部,是操作手的工作平臺。控制面板位于操作平臺之內,可以控制舉升機,移動及固定卡瓦,防噴器組和絞車等。

操作平臺優點:

帶有3個獨立式逃生裝置,緊急情況下可以3個方向逃離到地面,每名操作人員選擇身后最近一個逃生裝置迅速逃離到地面不會出現多人共用1個逃生裝置而影響逃生速度或擠傷事件。 

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液壓舉升機

通過配置的4個液壓缸來起下管柱,作業過程根據井的情況可以選擇2或4缸作業。扶正管管-位于舉升機的通孔中,為防止管柱的彎曲,為其提供扶正導向作用。


優點:

根據工況可以實現4腿和任意2腿之間轉換。

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控制面板 

三部分獨立式控制面板,一是主操作面板,控制舉升機、卡瓦等。二是輔助操作面板,控制工作防噴器、1#安全防噴器、平衡、泄壓等。三是絞車控制面板,控制雙平衡絞車。


優點:

每一個面板都是單獨的,需要三人配合才能完成操作,使操作更加安全。 

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卡瓦組 

移動卡瓦組位于轉盤之上,移動卡瓦組與舉升機同步運行,目前卡瓦適用油管尺寸范圍為1 1/4”- 5 1/2”;固定卡瓦組,裝在舉升機的底座上,在移動卡瓦開啟的時候,用來固定管柱。

優點:

每個卡瓦都是單獨的,可以根據不同井況調整卡瓦的功能;同時我們還配有含鉻油管專用卡瓦牙等,可以進行特此油管作業;卡瓦萬一卡在接箍處也可以正常工作,不會造成油管飛出、落井、卡瓦損壞等現象;根據工況卡瓦可以安裝扶正盤,保護油管不被夾傷等。

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轉盤

液壓驅動的轉盤,可以進行鉆/磨服務,扭矩可達6500lb.ft,最大轉速46RPM。

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防噴器

防噴器組是帶壓作業的核心設備,目前我們共有防噴器14個,主要由工作防噴器、安全防噴器、剪切/全封防噴器、卡瓦防噴器及環形防噴器組成,可以同時滿足2口井同時施工;現有:7-1/16”105Mpa喀麥隆U型單閘板防噴器10個,剪切防噴器2個,環形防噴器7-1/16”35Mpa2個。可進行動密封80MPa以內的帶壓作業施工。工作防噴器組由工作防噴器、液動旋塞閥、手動旋塞閥、節流閥、防噴短節或扶正防噴器等組成.

優點:

根據不同工藝和井控可以靈活組裝成不同樣式;2個工作防噴器之間的距離足夠長,可以避免接箍卡在防噴器閘板上;可以滿足長工具串施工。  

服務情況

自2012年以來,北京一龍恒業帶壓作業隊已在各大油田成功進行110余井次的帶壓作業服務,服務區域主要包括:EOG公司、涪陵頁巖氣、普光氣田等。服務類型涵蓋:帶壓更換管柱、帶壓完井(含鉻特殊油管作業)、配合連續油管作業、分層壓裂作業、帶壓射孔、帶壓修井(包括沖砂、洗井作業、打撈作業、磨銑作業等)。(2014年12月數據) 

年份

Yesars

區塊

Block

業務類型

Type

工作壓力

Pressure

井次

Wells

成功率

Success rate

2012

塔里木

帶壓清蠟作業

Wash paraffin

86 MPa

3

100%

2012

八角場

帶壓完井

Compeltion

15 MPa

8

100%

2013

八角場

帶壓作業輔助壓裂

Frac

14.5 MPa

4

100%

2013

蘇里格

帶壓下完井管柱

Compeltion

31 MPa

11

100%

2013

蘇里格

帶壓起下油管

Compeltion

21 MPa

30

100%

2014

普光、焦石壩

帶壓下完井管柱

Compeltion

30 MPa

56

100%

2015

焦石壩

帶壓下完井管柱

Compeltion

31 MPa

18

100%


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