浅谈不压井清洁修井技术在河口油区注水井中的应用

刘福龙+宋卫东+董聪聪

中国石化胜利油田分公司河口采油厂

【摘 要】在油气田开发过程中，通常伴有大量工业废物产生，全密闭作业是减少这些污染产生最有效手段。文章结合河口采油厂各油区的水井实际，介绍了不压井作业技术在注水井清洁生产中的技术原理、步骤、适用性及与传统作业技术相比具有的优势，对施工中存在的问题采取的对策措施，为同类型作业井清洁修井提供帮助。

【关键词】水井；不压井作业；现状；施工程序；应用效果

十八届五中全会首次把“绿色发展”作为五大发展理念之一，坚持在发展中保护、在保护中发展，持续推进生态文明建设，为此，油田加快了不压井作业等成熟清洁修井技术的现场推广应用，收到良好效果。注水井不压井作业是利用一整套作业装置在保持井筒内一定压力的情况下，既不进行压井，也不放喷、安全、无污染地实施起下作业。它很好地解决注水井普遍存在的放喷时间长，溢流不易放净，放出污水处理成本高、难度大等技术问题。河口油区在水井冲砂、换管柱等带压作业实践应用中，对存在问题采取了一些行之有效的措施，探索出科学规范的施工程序，实现了水井修井作业的清洁绿色生产。

1.注水井不压井作业的目的意义及技术现状

河口采油厂管辖着渤南、埕东、邵家、大王北、罗家、飞雁滩、陈家庄、英雄滩等14个油田，已累计生产原油6000余万吨。油井压力逐年降低，注采矛盾日益突出，注水已成为能源消耗的头号大户，作业时再采用放溢流的办法降低注水井压力对其进行修井作业，直接和潜在的浪费都很大，有悖于注水保持能量的方针。采油厂日常开注水井约700口，据不完全统计，每年需要压井或通过放溢流可上作业的水井约200口，井内有压力需要进行带压作业的油气井约100口，施工需要带压作业的井总计约300口左右。水井不压井作业技术，在水井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，保护环境。为充分利用好目前掌握的不压井修井技术，解决油田开发过程中的难题，配备使用了DYXJ18-35C等带压作业装备，对注水井实施特种清洁修井。

目前，不压井作业技术由于其效率高、安全可靠，在国外已经广泛应用，开发出系列带压作业装置，并形成了较为完善的配套技术体系。国外90%的高压油气井实施带压作业，每年作业15000井次，产生的综合效益是带压作业成本的3-5倍。国内华北荣盛、通化石石油机械厂、辽宁阜新石油机械厂，江汉四机厂生产的带压修井装置在吉林、大庆、辽河、中原、华北等油田得到广泛应用，但作业井深大多不超过1000米，而胜利油田井深大都在1500～3500米之间，个别超过4500米，另外水井结垢严重，因此，水井带压清洁修井技术应用难度较大。

2.注水井不压井清洁修井技术原理及程序

2.1不压井清洁修井技术原理

不壓井技术是利用特殊的修井设备，由专业技术人员操作，在井口有压力的情况下实现管柱的安全、无污染起下作业。以起油管过程说明：起管柱时，下防喷器处于关闭状态，当下接箍探测器发出探测信号，上防喷器关闭，这时上平衡阀关闭，下平衡阀打开，使上下防喷器之间充满高压液流，当下防喷器的上下腔液体压力达到平衡后，防喷器的控制液压缸驱动下防喷器打开，接着下平衡阀关闭，当管柱接箍顺利通过下防喷器后，上节箍探测器发出探测信号，使下防喷器迅速关闭，上平衡阀开启，使上下防喷器之间高压液流迅速泄压，当上防喷器的上下腔液体压力达到平衡后，防喷器的控制液压缸驱动上防喷器打开，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从井中起升。

2.2 不压井作业施工程序

2.2.1一次投堵。水井停注降压至7MPa左右。现场投送ZYGD-52油管堵塞器至设计深度（通常为1200m左右），毛细管内打压50分钟，座封压力为15MPa，堵塞器座封。或直接从井口投入，通过自检测压力并经放大后引导自坐封。测若油压为零，出口无返出，则证明投堵成功。

2.2.2 安装设备。拆井口，吊装DYXJ18-35带压修井作业装置，用水平尺调平钻台，四角钻地锚固。

2.2.3 试压。安装井控装置，按照标准，对防喷器组试压，填写防喷器试压单。

2.2.4 带压起悬挂器。拆自封封井器，关闭上环形防喷器，起油管悬挂器至下环形防喷器以上，关闭下环形防喷器，放掉隔腔中的高压液体，打开上环形防喷器，起出油管悬挂器，并安装自封封井器；

2.2.5 带压起管。向井内投入20米钢丝作为记号标尺，以便确定堵塞器的位置。正常带压起管，油管内的井液随钻台接水盘卸入循环池内。当起管至发现钢丝露头时，立即停止起下作业，用投入钢丝长度计算出堵塞器的准确位置。

2.2.6 二次投堵。根据油管内钢丝确定堵塞器位置后，将带有堵塞器的油管卸松两扣，然后下放至固定卡管器以上，用固定式卡管器卡住油管本体，卸开油管，上提油管至全封封井器以上，关闭全封闸板，卸掉隔腔中的高压液体，起出带堵塞器油管。更换一根新油管，上部安装控制闸门，用游动卡管器卡住下入井内，至全封闸板以上时，关闭环形防喷器，打开全封闸板，下管对扣，对扣后起至井口位置紧扣合格，下入井内，座于井口。按步骤1进行二次投堵。

2.2.7加压起管柱。当井口压力为5MPa，井内管柱剩余500-600m时，进行加压起管柱操作，以防止管柱上顶。用游动卡管器与游车大钩配合起管，液缸每冲程约2.5m，此时起管速度约6-7根/小时。加压下管柱同上。

2.2.8探冲砂。下油管带冲砂笔尖和堵塞器，加压下管至管柱能自如下放为止。每下入约200m油管，须向油管内灌液，以平衡油、套管压差。实探砂面后，井口装单流阀，正加压12MPa打开堵塞器，正循环冲砂施工，冲砂至设计位置后，大排量洗净井筒，回探砂面。

2.2.9带压下注水管柱 。管柱组合通常为（自下而上）：Φ89喇叭口+球篮+完井堵塞器+油管。

2.2.10完井。将DYXJ18-35C带压修井作业装置吊离，装井口流程。蹩压12MPa打开堵塞器，试注。

3.水井不压井作业技术存在问题及解决途径

从目前施工情况来看，不压井作业仍存在施工存在较大工艺局限性，工具配套不足等问题，工艺技术还需进一步完善，主要问题表现在：

（1）管柱堵塞难题：面对穿孔管柱、腐蚀管柱、结垢管柱等问题，管柱堵塞成功率不高。

（2）完井管柱堵塞器留井，导致水井测试仪器下不到位，对后续注水井测试带来负面影响。通过攻关和对堵塞器及堵塞工艺的优化设计，已解决上述问题。

（3）自封胶芯磨损大，水井管柱外壁腐蚀结垢严重，对胶芯损伤较大，胶芯报废率高，在大北9-13井，平均40根就损坏一个胶芯，消耗量大，成本高。

（4）冲砂时间过长，由于不压井作业只能接单流阀，所以冲砂只能采用正循环冲砂方式，3000米井深，反冲仅需一小时就能返出砂粒，而正循环冲砂则需要四小时以上，同时，出口节流条件下，砂粒不易返出，需定时全部开启节流阀返砂，操作不慎易发生卡钻风险。

（5）但由于设备和工艺对安全方面的特殊要求，不压井作业时效仍然较低，同时，由于管柱堵塞要求，还不能对复杂工序实施作业，工艺局限性较大。

4.应用情况及效益分析

河口采油厂水井不压井清洁修井年施工能力130余口左右，其中，分布在埕东、渤南、大北等三个油区，水井带压3-7MPa。该清洁生产技术施工周期短，效率高。使用带压作业后无需泄压即可进行作业，减少了作业时间，与常规作业相比，平均作业时间可缩短15天。解决了污水排放问题，降低注水成本。带压作业l口井平均减少放水量2000 m3，每口井節约费用大致7万元（放喷1个月需要拉运污水费用近4万元，减少补注水量节约费用近3万元）。保持了地层能量。带压作业对整个注采井网来说，对周边注水受益井、注水站的注水工作不影响，保持了整个注采网络地层压力系统不受破坏，不需要再建立压力平衡，对控水稳油、提高注水时效等方面卓有成效。据测算，实施不压井作业，单井降低压井费用4万余元，缩短占井时间达60余天，增加注水量24000余方，实现经济效益1440万元。

5.结论

（1）水井不压井清洁修井技术，避免了产层污染，省去压井产生的费用，实现绿色环保作业。

（2）装置采用液压控制，自动化程度高，减轻工人劳动强度。

（3）带压作业是对常规作业方式的挑战，无论从资源的可持续利用，还是提高采收率及效益产出都具有不可比拟的优越性。

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