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技术介绍

带压作业主要是指在油气水井井口带压作态下利用专业设备在井筒内进行的带压作业。施工中保持井筒内压力,不需要压(洗) 井、放压。对于油井而言,带压作业最大优点在于它可以?;ず臀值夭愕脑疾?,有效?;さ夭阊沽?,避免对油层的污染、减少酸化、压裂等增产措施的次数,为油气田的长期开发和稳定增产提供良好的条件。对高压油气水井而言,作业前不需要停注放压,可以缩短施工周期;省去常规作业所需压井液及其地面施工设备的费用,减少污染,?;せ肪?。对于页岩气井带压作业不需要压井,减少了压井液对地层的污染,有效的预防了气层被压死压坏的发生。 

带压作业技术优点一:

带压作业技术的使用为油气田勘探开发提供了一种新思路。油气井使用传统压井方式,是为了平衡地层压力,防止井喷现象的发生。带压井无法作业,从而难以实现许多地质要求,影响了地质分析。油气井带压技术的应用,可以在油气井带压情况下进行管柱起下,完成各种评价测试和改变工作制度等的作业工序进行施工。


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带压作业技术优点二:

最大限度保持油气层原始地层状态,正确评价油气藏。压井液进入地层,造成了地层的污染,为后续资料录取、完井作业、试油等环节带来了负面的影响,从而影响到油藏描述的结果,直至影响到采收率。采用油气井带压作业使产层的物性得以最大的?;?,避免了常规开采过程中对新开采的产层造成的破坏,如新开油气孔道的堵塞、泥饼现象造成地层解释错误、水敏性矿物膨胀造成产层物性的下降,从而在进行油层评价时取得准确的数据。

带压作业技术优点三:

最大限度的降低作业风险。

压井液在作业过程中受气侵或油侵,降低密度,一方面发生井喷的危险性大,另一方面需要重复压井,工序复杂,作业费用昂贵。


带压作业技术优点四:

解决了常规压井作业中的一些疑难问题。如气井作业中,用压井液压井,一压就漏,不压就喷;低渗气井则很容易压死?;褂杏捎谟τ貌谎咕饕导际?,避免了高压油井中压井泥浆的频繁更换、循环和配套设施的使用,避免了对地面环境的污染,以及可以解决注水井长时间放溢流的难题。

带压作业技术优点五:

避免压井液的使用,防止产层受到污染,从而提高了产能和采收率,从而使产层的开采产量和潜能得以最大的?;?。

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带压作业技术优点六:

降低勘探开发成本,提高了油气田的生产效率和经济效益:由于作业时不需要进行压井,一是节约了成本费用,二是缩短了作业周期。压井对地层的危害不言而喻,压井液费用亦十分可观,并且作业后还需抽排压井液。而水井作业时,水井停注放压时间长,有时甚至放两三个月或半年,为了保持地层压力场平衡,周边水井也需停注,造成油井减产或停产,对生产影响较大,经济效益低下。

带压作业技术优点七:

?;せ肪?,避免压井液对地面的污染,符合油田 HSE 的要求,具有巨大的经济和社会效益。


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含铬油管及小油管的下入

针对强腐蚀性井,高含硫井,高含二氧化碳井下入的防腐油管,含铬油管,以及壁厚较小的小油管,如果油管下入过程中本体被卡瓦或液压钳划伤,将极大的影响油管的使用寿命,给油气井后期维护增加大量的成本,更有可能诱发复杂工况,产生工程事故。在油管带压下入过程中,井内巨大的上顶力和管柱的自重都会作用在卡瓦上,使油管本体出现卡瓦的咬痕,影响其正常使用。为此,一龙公司从国外引进了无痕卡瓦牙,无痕钳牙,无痕油管钳,小油管对扣工具,卡瓦适配器等先进工具配件,可以实现油管的起下过程中对油管0损伤,极大的节约了后期油气井维护的成本,避免了油管腐蚀,损坏,断裂等工况。在与海德瑞工程师机械师讨论过后,一龙创造性的发明了卡瓦适配器,使独立式带压作业机支持的管径范围扩大到1寸至4寸半,涵盖了绝大部分小油管,而且配备了小油管专用的油管钳,对扣工具等,?;ち诵∮凸艿乃靠鄄皇芩鹕?。


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新井完井射孔、老井补孔

应用介绍:完井射孔时,如果井深太长,水平段过长,井内崎岖起伏,连续油管很难下入到目的段进行射孔作业。而带压作业设备的提升力和下压力都是连续油管的数倍,有能力将射孔枪下入到目的段,然后通过打压射孔,射开最下面一层,为后面的电缆传输射孔做好准备。带压作业设备还可以配合喷砂射孔技术,射开岩质较硬的层位,可以实现一趟管柱实施多次射孔。

作业简述:准备好带压作业设备井下工具串及地面流程,在压裂大闸板阀上安装防喷器及带压作业设备,把管柱下到预订位置,射孔、带压起出管柱,关闭大闸阀等待下步命令。

案例某口井需要射孔作业,该井水平段较长,在此之前,由于连续油管设备的工作能力问题,连续试了多次都不能把射孔管串下至目的段,影响了施工进度,经研究决定利用带压作业设备下入工具串至目的段。该井水平段很长,而且水平段起伏较大,在下入过程中几次遇阻,但是由于独立式带压作业设备出色的工作能力,很快把射孔枪下到了目的层位,实施了打压射孔,射孔完成后起出管串,拆卸带压作业设备,等待压裂完成后,再由带压作业设备下入2-7/8EUE油管至井内作为完井管柱。带压作业设备油管传输射孔为套管射孔提出了新的解决方案,实施后将有更多的段位能进行射孔与压裂,从而提高作业井的产量,创造更大的经济效益。

带压完井或起下油管

应用介绍:这项作业应用于在带压的情况下把井内的管柱及工具串起出井筒,向井筒内下入新的设计管串,或者用于更换井内现有管柱。目前一龙带压作业部门已经在江汉油田和普光油田多次下入完井管柱,该技术通过环形防喷器或倒换单闸板防喷器以及压力控制与平衡的方式实现油管以及大通径工具的起下,最大支持180mm通径的井下工具。作业机的举升能力最大为120T,下压能力为60T,支持的井口压力为105MPa,目前该技术已经非常成熟。


作业简述:准备好带压作业设备,拆卸井口安装防喷器及带压作业设备,带压下入完井管柱等,安装油管挂,试压拆除带压作业设备会恢复井口,移交给生产部门。

储气库带压作业

应用介绍:一些储气库的排卤管柱,在排卤水完毕后因井内含有高压气体用常规作业、连续油管等技术无法实现本次作业目的,只能用带压作业。


作业简述:安装油管桥塞、准备好带压作业设备,拆卸井口安装防喷器及带压作业设备;在7”注采管柱中取出4-1/2”排卤管柱;拆除不压井设备及防喷器组、投产。


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酸化、压裂

带压作业设备可以配合酸化、压裂,实现尾管拖动压裂、拖动压裂。


拖动压裂:一龙引进的皮碗式封隔器可以妥善的解决该技术难题,先对套管进行射孔,然后用带压作业设备下入两个皮碗式封隔器,通过打压坐封,上提解封的方式,对需压裂的层位进行压裂。由于油管的选择多样,钢级、壁厚、强度等大于连续油管,所以压裂时可以采取大排量,高压力的压裂方式,让压裂取得更好的效果。压裂后可以直接下入完井管柱,压裂,完井,安装井口一次性完成,节约了大量的费用。


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带压钻塞、冲砂、清蜡、带压打捞

带压作业设备将马达、喷嘴等工具下入井中,将循环的液体或化学药品泵入管柱内,由于油管的扭矩,屈服强度,长度等优势,在连续油管满足不了井况要求时,利用带压作业的优势解决尤其是高压、高产量、深井的钻磨、冲砂、清蜡和打捞工作。钻盘的扭矩高达6500lb.ft,可以从事直井段的钻磨、套铣工作,也有利于管柱卡住时解卡工作。带压作业设备能力覆盖面广,作业能力强,适合处理高难度井,如一口井中同时包含冲砂,钻塞,磨铣、打捞等工序的复杂井。

案例井口压力高达86MPa,由于油管内结蜡严重,2012年该井油管完全被堵死。甲方要求在一个月内必须解决该井蜡堵问题。解决方案:用带压作业设备下入了1-1/4寸小油管至油管内,用融蜡剂高压清洗。下入小油管至蜡堵顶部,然后建立循环,把溶蜡剂泵入井中,然后缓慢的下入管柱,一边洗蜡,一边把洗出的蜡循环出井。

带压情况下,故障井口闸门的维修更换

一般来讲,现在要更换大闸阀都会采用压井的方式,让液柱压力与底层压力平衡,井压实后再采取更换或维修大闸阀。但是这种方式一方面需要配备和处理大量压井液,有时压井压不死会突发意外情况,另一方面压井液对底层的影响非常大,尤其是对气井和低渗透性的油井,压井后产量会大大下降。


带压作业施工选择把油管挂及油管挂单流阀下入井内,上紧顶丝后对油管挂进行试压,试压合格后拆卸带压作业设备及井口。这种方式非常迅速,除去设备拆装时间,作业时间仅为一天,而且有效的?;さ拇⒉?,节省了压井液的费用。




作业机

目前我公司拥有美国国民油井Hydra Rig公司生产的HRS-225型带压作业设备两套, HRS-225K型带压作业设备是独立式设备,易于安装、运输,满足现场带压作业需求。

作业机的基本参数如下:

作业机最大带压提升能力:104Tblob.png
作业机最大带压下压能力:53.4T
转盘旋转扭矩:6500lb.ft
作业机液缸冲程:3m
最大可作业井眼尺寸:280mm
作业机液缸工作模式:2缸或4缸可转换工作模式
最大可作业井口压力:105MPa
可作业管柱范围:1-1/4"- 5-1/2"

动力源

动力源位于地面或者平台甲板上,为举升机,防喷器组,卡瓦、转盘,绞车(500kg)和动力钳的操作提供必需的液压压力。

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动力源优点:

动力源由5组泵单独的给系统提供动力,一组出现故障不会立即影响其他施工;自带的储能装置在设备故障等紧急停止后也会提供足够的动力关闭防喷器、卡瓦、液动旋塞阀等。为了提高施工速度和增强设备寿命主系统采用三级供油系统,根据负荷的大小自动调节供油量。而且我公司有备用动力源一套,在一些工期要求紧,井况复杂的环境中不会因动力源故障而影响施工。

操作平台

操作平台位于举升机顶部,是操作手的工作平台??刂泼姘逦挥诓僮髌教ㄖ?,可以控制举升机,移动及固定卡瓦,防喷器组和绞车等。

操作平台优点:

带有3个独立式逃生装置,紧急情况下可以3个方向逃离到地面,每名操作人员选择身后最近一个逃生装置迅速逃离到地面不会出现多人共用1个逃生装置而影响逃生速度或挤伤事件。 

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液压举升机

通过配置的4个液压缸来起下管柱,作业过程根据井的情况可以选择2或4缸作业。扶正管管-位于举升机的通孔中,为防止管柱的弯曲,为其提供扶正导向作用。


优点:

根据工况可以实现4腿和任意2腿之间转换。

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控制面板 

三部分独立式控制面板,一是主操作面板,控制举升机、卡瓦等。二是辅助操作面板,控制工作防喷器、1#安全防喷器、平衡、泄压等。三是绞车控制面板,控制双平衡绞车。


优点:

每一个面板都是单独的,需要三人配合才能完成操作,使操作更加安全。 

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卡瓦组 

移动卡瓦组位于转盘之上,移动卡瓦组与举升机同步运行,目前卡瓦适用油管尺寸范围为1 1/4”- 5 1/2”;固定卡瓦组,装在举升机的底座上,在移动卡瓦开启的时候,用来固定管柱。

优点:

每个卡瓦都是单独的,可以根据不同井况调整卡瓦的功能;同时我们还配有含铬油管专用卡瓦牙等,可以进行特此油管作业;卡瓦万一卡在接箍处也可以正常工作,不会造成油管飞出、落井、卡瓦损坏等现象;根据工况卡瓦可以安装扶正盘,?;び凸懿槐患猩说?。

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转盘

液压驱动的转盘,可以进行钻/磨服务,扭矩可达6500lb.ft,最大转速46RPM。

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防喷器

防喷器组是带压作业的核心设备,目前我们共有防喷器14个,主要由工作防喷器、安全防喷器、剪切/全封防喷器、卡瓦防喷器及环形防喷器组成,可以同时满足2口井同时施工;现有:7-1/16”105Mpa喀麦隆U型单闸板防喷器10个,剪切防喷器2个,环形防喷器7-1/16”35Mpa2个??山卸芊?0MPa以内的带压作业施工。工作防喷器组由工作防喷器、液动旋塞阀、手动旋塞阀、节流阀、防喷短节或扶正防喷器等组成.

优点:

根据不同工艺和井控可以灵活组装成不同样式;2个工作防喷器之间的距离足够长,可以避免接箍卡在防喷器闸板上;可以满足长工具串施工。  

服务情况

自2012年以来,北京一龙恒业带压作业队已在各大油田成功进行110余井次的带压作业服务,服务区域主要包括:EOG公司、涪陵页岩气、普光气田等。服务类型涵盖:带压更换管柱、带压完井(含铬特殊油管作业)、配合连续油管作业、分层压裂作业、带压射孔、带压修井(包括冲砂、洗井作业、打捞作业、磨铣作业等)。(2014年12月数据) 

年份

Yesars

区块

Block

业务类型

Type

工作压力

Pressure

井次

Wells

成功率

Success rate

2012

塔里木

带压清蜡作业

Wash paraffin

86 MPa

3

100%

2012

八角场

带压完井

Compeltion

15 MPa

8

100%

2013

八角场

带压作业辅助压裂

Frac

14.5 MPa

4

100%

2013

苏里格

带压下完井管柱

Compeltion

31 MPa

11

100%

2013

苏里格

带压起下油管

Compeltion

21 MPa

30

100%

2014

普光、焦石坝

带压下完井管柱

Compeltion

30 MPa

56

100%

2015

焦石坝

带压下完井管柱

Compeltion

31 MPa

18

100%