中国石油天然气集团公司带压作业技术规程(试行)

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中国石油天然气集团公司带压作业

技术规程（试行）

第一章总则

第一条为进一步促进油气水井带压作业（以下简称带压作业）工作，指导和规范带压作业相关工作程序，确保安全生产，特制订本技术规程。

第二条本规程规定了带压作业的相关定义、井的类型划分、设计、风险评估、施工准备、操作程序、主要设备检测和人员素质要求及培训等。

第三条本规程适用于陆地油、气、水井的带压作业。

第二章定义及井的类型划分

第四条定义及术语

带压作业：主要是指在油气水井井口带压状态下，利用专业设备在井筒内进行的作业。带压作业范围通常包括修井、完井、射孔、打捞、磨铣、压裂酸化、抢险及其它特殊作业等。

水合物：在一定的温度和压力条件下，天然气和水产生化合作用形成的一种晶粒化合物。

截面力：井内压力作用在管柱密封横截面积上的向上推力称

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为截面力。

中和点：管柱在井筒内的自重等于管柱截面力时的管柱长度，叫中和点，又称平衡点。

轻管柱：管柱在井筒内的自重小于管柱截面力的管柱。

重管柱：管柱在井筒内的自重大于管柱截面力的管柱。

第五条带压作业井的类型划分

根据施工井关井压力、介质成分、气液比、井下工具长度、施工工艺复杂程度和施工环境，按施工难易程度将带压作业施工井由高到低的顺序划分为三类；符合下列条件之一的，按就高原则划为该类井。见表1。

表1 带压作业施工井类型划分

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第三章带压作业设计

第六条设计原则

带压作业三项设计总体原则按SY/T 1142-2008 《井下作业设计规范》执行。

第七条工程设计要求

工程设计应提供但不限于以下资料：

施工目的及内容、井型和井别、投产时间、生产地层的压力和井口压力、井口装置的型号及压力等级、井口套管头规格、井口四通上法兰规格、采油(气)树闸门通径和连接方式、油管悬挂方式、油管悬挂器规格及扣型、井身结构、套管技术参数、固井质量评价及井下管柱详细情况、油管堵塞工艺要求、带压作业装置要求、施工工序及技术要求等。

第八条施工设计要求

（一）施工井井史资料查阅

编制施工设计前应查阅井史，分析以前出现过和潜在的各类问题，以便于分析带压作业的可行性。井史资料查阅包括但不限于以下内容：

1．井场周边环境（包括居民区、学校位置、河流、植被状况等）；

2．井的类型/井别（直井、斜井、水平井/油、气、水井等），全井的井斜/方位数据；

3．硫化氢、二氧化碳浓度；

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4．井口套管头、采油（气）树和防喷器数据（尺寸、类型、工作压力及抗压载荷）；

5．套管、油管规格及完好状况；

6．井下工具串的详细参数及说明；

7．对每个层段所进行过的增产措施；

8．每个相关地层的压力和产量，生产层/注水层位置；

9．储层温度；

10．完井方式及固井质量评价；

11．天然气井水合物形成的可能性；

12．凝析油储层中烃化物的产量。

（二）带压作业可行性分析

1．带压作业施工井况分析；

2．带压作业施工环境分析；

3．带压作业人员素质评估；

4．带压作业施工设备状况分析评估。

（三）带压作业井口装置配备

带压作业井口装置是指安装在施工井口上的带压作业装置，用于油套环空的压力控制和截面力的控制。其组成主要包括安全防喷器组、工作防喷器组和提升装置。其配备应根据带压作业井的类型和施工内容确定，包括但不限于以下因素：

1．油管、套管的尺寸、钢级、壁厚和压力等级；

2．地层压力、关井压力；

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3．井内流体中硫化氢的含量；

4．井内流体的类型及可能对钢材或密封材料的影响；

5．需带压起下的井下工具串尺寸及结构；

6．井口采油（气）树、防喷器组的尺寸和额定工作压力；

7．施工工艺及环境等。

（四）带压作业下井工具要求

带压作业的下井工具包括但不限于内防喷工具和下井工具串。施工设计中，下井工具的配置及组合应考虑以下几点：1．设计时要保证工具的长度和外径满足带压起下管柱的要求。下井工具长度（例如封隔器、滑套、堵塞器工作筒、震击器、钻铤，伸缩短节等）能够满足倒入或倒出防喷器组的要求；工具之间使用油管短节隔离开，以获得足够的坐卡瓦或关防喷器的空间；工具内径能允许内防喷工具的顺利起下。

2．下井工具串要尽量简单，以便于起下。

3．应根据井下压力、温度和流体性质选择井下工具的钢级、材质、耐压等级和密封材料类型。

（五）带压作业工程力学计算

在编制带压作业施工设计时，应进行工程力学分析和计算（见附录A），以保证所选择的设备满足作业要求。主要包括以下内容：

1．最大下推力；

2．中和点位置；

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3．带压作业条件下管柱的临界弯曲载荷；

4．油管的抗外挤强度。

如果井内管柱处于硫化氢、二氧化碳等腐蚀环境中，应根据油管腐蚀程度进行检测和评价，根据油管机械性能的降低程度，相应降低允许的压力和负荷。

（六）带压作业施工程序要求

带压作业施工设计应明确施工准备、油管堵塞、设备安装、起下管柱、完井收尾等施工步骤。

第四章风险评估与控制

第九条带压作业施工前，要对施工环境、施工井、设备、施工工艺等因素进行风险分析和评估，找出作业过程中可能存在的各类风险，并针对每类风险，结合具体情况，制定出相应的消除、削减和控制措施。

第十条风险评估应考虑的主要因素

（一）环境因素

1．施工井的井场尺寸、位置、交叉作业等；

2．施工井场周边环境（村庄、学校、地表水、海洋、山地、森林、植被等）；

3．作业时的极端气候条件（大风、沙尘暴、暴风雪、地震、极低温度等）。

（二）施工井因素

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1．套管、油管的承压能力；

2．地层出水问题、出砂问题；

3．油管内结垢问题；

4．硫化氢含量；

5．油气藏中流体含有挥发性或腐蚀性成分；

6．地层压力和关井压力；

7．井筒和地面设备内有爆炸性混合物；

8．井下工具串复杂程度。

（三）设备因素

1．设备负荷；

2．设备检测与认证；

3．地面设备安全隐患；

4．设备配套的完整性。

（四）施工工艺

1．工艺技术的成熟情况；

2．工艺技术的适用条件；

3．施工过程的风险控制措施可靠程度。

（五）人员因素

1．作业人员的素质和经验；

2．作业人员状态；

3．作业人员培训与持证情况。

第十一条危害识别与控制

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带压作业的每个具体施工程序都可能存在危害因素，需要对危害因素进行识别，并制定具体的控制措施，具体参考附录B。

（一）油管严重腐蚀无法实施堵塞、套管承压能力小于地层压力以及套管损坏的井不适合带压作业施工。

（二）六级以上大风、能见度小于井架高度的浓雾、暴雨雷电等恶劣天气，应停止带压施工。

（三）非特殊情况（如抢险），应避免夜间带压施工

（四）带压作业前应根据施工井的井口状况，对带压作业井口装置进行地面加固支撑，以防止作业时的摇摆和振动井口而损坏套管头。

（五）施工中，通过放喷或压井等方式进行降压处理，确保带压作业工作压力小于工作防喷器组、套管头的额定工作压力及套管抗内压强度三者最小值的80﹪。

（六）对于关井压力高于21MPa及含硫化氢等有毒有害气体的天然气井，应采用液氮（氮气）等惰性气体将井筒内的天然气推入地层。

（七）天然气井，在进行起管柱作业前，应用清水或液氮置换出油管堵塞器以上管柱内的天然气和液态烃类物质。

（八）天然气井的工序管柱和完井管柱，在需要起堵塞器之前应用清水或惰性气体置换出管柱内存留的空气。

第十二条应急预案要求

带压作业单位应按相关标准和规定，制定应急预案和处置方案。—10 —

第五章施工准备

第一节提升设备准备

第十三条带压作业提升装置的组成

带压作业提升装置包括举升液压缸、卡瓦组（或卡瓦）、桅杆（或修井机）和连接盘等。

第十四条带压作业提升装置的技术要求

（一）承重部件的机械强度和承载能力应满足施工要求，能够承载井内管柱的最大轴向力，保证安全起、下管柱作业。

（二）卡瓦组（或卡瓦）的夹紧力应满足井内管柱轴向力的需要，保证在起下作业过程中，管柱既不上窜，也不下掉。井口压力小于21MPa的井，可用闸板式卡瓦代替卡瓦组工作。

（三）修井机井架（桅杆）的高度应满足起下管柱长度的需要。井架高度应不低于21米。

第二节井控装置的准备

第十五条带压作业井控装置的组成

（一）井控密封装置

安全防喷器组：包括剪切闸板防喷器、全封闸板防喷器和与工作管柱外径适配的半封闸板防喷器。

工作防喷器组：包括与井内工作管柱外径适配的上、下半封单闸板防喷器和环形防喷器。

（二）液压控制装置

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液压泵源、液压控制操作台和液压管线。

（三）井控管线（管汇）

放喷管线（放喷节流管汇）、压井管线（压井管汇）和压力平衡管线。

第十六条带压作业井控装置配备

为保证带压作业正常、安全进行，预防井控事故发生，将带压作业环空压力控制过程分三级，并根据压力控制级别配备相应的井控装置，见表2。

表2 带压作业井控分级及井控设施配备

（一）安全防喷器组配备

依据施工井的地层压力、管柱结构和井内流体性质确定安全防喷器组压力等级及组合形式。

安全防喷器组压力等级不小于地层压力。

安全防喷器组由下至上应配备全封闸板防喷器、半封闸板防喷器。

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一类井要在全封闸板防喷器上部配备剪切闸板防喷器，见附录C.1。

（二）工作防喷器组配备

1．依据井口压力确定工作防喷器组的压力等级。工作防喷器组各组件的额定工作压力应大于井口压力。

2. 根据施工井的类型和施工内容不同，应配备不同数量和类型的防喷器。一类井和二类井应配备两台半封闸板防喷器和一台环形防喷，见附录C.1和附录C.2；三类井可配备一台半封闸板防喷器和一台环形防喷，见附录C.3；从事打捞、在带压作业井口装置内倒扣等特殊起下作业时，应增配一台全封闸板防喷器，安装位置见附录C.1.2、C.2.2、C.

3.2。

3．在安全防喷器和工作防喷器之间至少应配备一个压力平衡四通。

（三）液压控制装置的配备

1．液压控制装置的所有液压部件（包括软管、接头、方位阀和管类）额定工作压力值不应小于液压泵源输出的额定压力。

2．液压泵源的液压油箱应装配出气口。

3．液压控制装置要配备一定容量的蓄能器组。

蓄能器容量满足：当液压泵源发生故障时，保证使用蓄能器的能量连续关闭环形防喷器、开关闸板防喷器两次后,蓄能器的压力至少保持在8.4 MPa；或使用储能器能量只关闭环形防喷器，至少10分钟内蓄能器压力不低于8.4MPa。

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4．根据带压作业井类型的不同，配备不同数量和类型的液压控制装置。

一类井应配备两套液压控制装置。其中，一套液压控制装置用于控制安全防喷器组并实现远程控制，另一套用于控制工作防喷器组和提升装置。在施工时，两套液压控制装置全部运转工作；

二类井最低配备一套独立的液压控制装置；

三类井液压控制装置可以与修井机共用一个液压泵源。

（四）井控管汇的配备

应按照所在油区的井控规定（细则）执行。

第十七条带压作业井口装置的基本组合

根据施工井类型和施工内容确定带压作业井口装置的组合形式，具体见附录C。进行油管传输射孔或起、下单个工具长度大于2米的井，应在安全防喷器组和工作防喷器组之间安装一定长度的防喷管，见附录C.1.2、C.2.2、C.3.2；进行电缆传输射孔的井，应在带压作业井口装置上安装防喷管和电缆密封装置，见附录C.4。

第三节带压作业安全装置配备

第十八条卡瓦联锁装置

天然气井在液压控制装置上应配备卡瓦联锁装置，避免在起、下管柱过程中卡瓦误操作。

第十九条闸板保护器

天然气井应配备闸板保护装置，防止起下作业过程中油管接—14 —

箍刮碰防喷器。

第二十条锁定装置

带压作业装置的卡瓦、防喷器、液压缸等主要控制组件应配备锁定装置，确保在维修设备或更换部件时处于安全状态。

第二十一条地面逃生装置

按相应安全标准配置逃生杆或逃生滑道或逃生索等。

第四节油管内压力控制工具准备

第二十二条油管内压力控制级别划分

油管内压力控制工具的选用应根据井内压力控制级别确定，油管内压力控制级别划分见表3。

表3 油管压力控制级别划分及内控工具选取

第二十三条油管内控工具

包括堵塞器、桥塞（液体桥塞）、井下开关、单流阀、冷冻塞等。

第二十四条油管内控工具选取原则

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（一）在采油（气）树和井下管柱通径满足机械类堵塞器刚体外径要求条件下，优先选取机械类堵塞器。

（二）井下管柱带有预置工作筒且完好情况下，优先选取与工作筒匹配的机械类堵塞器。

（三）没有通径要求的工序管柱宜选取井下开关、单流阀等内控工具，但不宜选用盲堵和不可取堵塞器。

（四）完井管柱宜选用与工作筒配合的堵塞器、可捞式堵塞器和油管尾堵等。

（五）为避免天然气井因压差过高导致桥塞失效，可使用两个或以上桥塞进行逐级降压封堵油管。

（六）天然气井禁止使用挂壁式堵塞器、G型密封和类似的堵塞器。

第五节其它装置及工具的准备

第二十五条旋转装置准备

需要旋转作业的井，应准备符合旋转扭矩需要的动力水龙头或转盘或井下螺杆钻具等。

第二十六条循环装置和循环液准备

（一）进行冲砂、磨（套）铣等作业，需配备泵压和排量符合施工要求的水泥车（泥浆泵）及容积满足需要的循环罐；

（二）油水井作业的循环液准备符合SY/T 5587.5中4.3规定；

（三）天然气井的循环液及压井液宜使用氮气等惰性气体混—16 —

合液，液量不应小于井筒容积的1.5倍。

第二十七条施工工具和材料准备

按设计准备的施工工具和材料应符合SY/T5587.5的要求。

第六章带压作业操作程序

第一节堵塞作业

第二十八条堵塞作业前准备

（一）核实施工设计

施工人员到达施工现场，须确定施工井的当前井况是否与设计相符，如果现场井况与设计井的类别不一致，应根据实际情况对带压作业设计做出相应调整，重新审批。

（二）核实工程计算

进行油管堵塞施工前，技术人员应现场核实关井压力，确定管柱弯曲应力是否满足作业需求。如果核实结果与设计有误差，要与甲方沟通，更改设计，甚至取消作业。

第二十九条堵塞器检查与试压

（一）堵塞器下井前应测量堵塞器钢体外径和长度，并检查各部件是否完好。

（二）井下开关等需要在地面安装的堵塞器，下井前应从堵塞器底部进行试压，试压压力为井底压力的1.2倍。

第三十条井下管柱测试

对于天然气井，进行油管堵塞前应测试油管深度及根数，确

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定油管实际深度。

第三十一条通井下管柱

用小于油管内径2mm～4mm、长度不小于堵塞器长度的油管规，采用钢丝作业（电缆作业）等方式通井，验证管柱通径。

第三十二条管柱刮削

如通井下管柱达不到预定深度或管柱内有砂子、蜡、结垢的井，用钢丝（连续油管）下带刮削器对油管进行除垢（蜡）作业，直至油管通径符合油管堵塞器的下入及坐封要求。

第三十三条油管堵塞

（一）按设计要求下入堵塞器，进行油管封堵。

（二）油管堵塞器坐封后，分四次均匀放掉油管内压力，每次等待10分钟，观察油管内压力是否上升。如油管压力不上升，油管封堵合格。

（三）如果油管堵塞失效，应分析原因，采取措施，重新进行油管堵塞作业，直至油管堵塞合格。

（四）天然气井油管堵塞后，为降低堵塞器上、下压差，可向油管内灌入（经计算确定使堵塞器工作压差在其额定压差的70%以内）一定量的阻燃液体。

（五）天然气井油管堵塞时，可采用倒入水泥浆等方式来稳固堵塞器。

第三十四条油套环空堵塞

当油管头为上法兰悬挂或井口装置不符合带压作业井口装—18 —

置安装条件时，可采取液体胶塞、冷冻塞或过油管桥塞等方法对油套环空进行封堵。

第二节拆井口及更换井口

第三十五条拆井口

油管堵塞合格后，对于用油管悬挂器悬挂的井，先打开油管闸门，确定无溢流后，方可拆除井口。

第三十六条更换井口

对于上法兰悬挂的井口、井口法兰不满足防喷器连接要求以及套管头短节渗漏的井，需更换井口。应在油套环空封堵后进行更换井口，具体操作执行Q/SY 1218的规定。

第三节带压作业装置的安装与试压

第三十七条一般情况下带压作业井口装置的安装

安装带压作业装置前，在油管悬挂器上安装旋塞阀并关闭。在专人指挥下，先安装安全防喷器组，再整体起吊带压作业其余井口装置，并安装到安全防喷器上，螺栓上平上紧。

第三十八条在钻台上安装带压作业井口装置

（一）在井口上按设计安装安全防喷器组，并测量安全防喷器组的顶部到钻台面的距离；

（二）在安全防喷器组上安装升高短节，升高短节的高度要保证工作防喷器组的下闸板防喷器的旋转法兰位于钻台面之上；

（三）整体吊装带压作业其余井口装置至钻台上，上紧连接

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螺栓。

第三十九条根据施工井井口承载能力，对带压作业井口装置进行加固支撑，防止损坏套管头。

第四十条带压作业井口装置校正

带压作业井口装置整体安装完毕并固定后，应调节固定装置，使游动卡瓦与井口轴线偏差不大于10mm。

第四十一条安装井控管汇

按SY/T5964的要求安装井控管汇（线）。

第四十二条试压

带压作业装置安装后，所有井控装置要按照相应的规定试压。

（一）井控管汇试压

放喷节流管汇、压井管汇和压力平衡管线应在每口井施工前进行试压。试压压力不应小于最大关井压力，且至少稳压10分钟，压力降不大于0.7MPa为合格。

（二）液压控制装置试压

液压控制装置应在每口井施工前试压，试压可用系统工作压力做一次可靠性试压，每次试压10分钟。

（三）带压井口装置承压部件的试压

如果井口座有油管悬挂器，先低压试压10分钟，压力为1.4MPa；再高压试压30分钟，试压压力为井底压力或井口装置的耐压等级二者中较低的压力。

如果井口未坐入油管悬挂器，可用关井压力进行30分钟的—20 —

漏失测试。

第四节起下管柱作业

第四十三条设定液缸最大举升力和最大下压力

根据井口实际压力，按设计计算并设定控制管柱运动所需的液压缸最大下压力和允许管柱最大无支撑长度；随着下入管柱增多，管柱重量增加，应逐渐降低液压缸的下压力。

第四十四条起油管悬挂器

（一）提升短节与油管挂连接，涂好密封脂，上扣扭矩达到SY/T5587.5的要求；

（二）夹紧游动卡瓦，并且下推液压缸使卡瓦加载约45KN；

（三）在位于固定卡瓦顶部的提升短节处做标记，并丈量标记处到顶丝之间的距离；

（四）关闭环形防喷器，用井筒内流体平衡带压作业井口装置内的压力，并将油管头四通顶丝松退到位；

（五）根据丈量固定卡瓦顶部与顶丝之间的距离，提升管柱使油管悬挂器至平衡四通内，关闭两个工作闸板防喷器，通过平衡四通的泄压闸门缓慢将两个工作闸板防喷器之间的压力泄压至井口压力的一半，观察管柱悬重变化；

（六）如果指重表没有变化，打开环形防喷器，提升管柱；

（七）如环形防喷器通径小于油管挂外径，需套拆环形防喷器；

（八）继续上提管柱使悬挂器到达操作平台平面，夹紧固定

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卡瓦，打开游动瓦，并下放液缸使上横梁位于悬挂器下方，卸下油管悬挂器和提升短节。

第四十五条起下管柱

（一）轻管柱时，工作防喷器密封管柱，利用游动卡瓦（游动防顶卡瓦）和固定卡瓦（固定防顶卡瓦）循环交替卡住管柱，通过液压缸循环举升和下压完成管柱的起下作业。

（二）重管柱时，使用工作防喷器密封管柱，利用大钩或液压缸起下管柱。

（三）在起下管柱作业中应达到如下要求：

1. 施工过程，在两个操作手之间应用双方确认的交流方式交流，以克服障碍物和噪音的干扰；起下管柱速度由两个操作手商定，以保证液压操作手有足够的时间进行操作；

2. 设置环形防喷器关闭压力，保证既能使油管顺利通过环形防喷器，又能控制井口压力；

3. 在起下管柱过程中，应在环形防喷器胶芯上涂润滑油以减少摩擦力，延长胶芯使用寿命；

4. 起下大直径工具或暂停起下作业时，应在管柱上部装上旋塞阀，并关闭。

第四十六条起下油管接箍或大直径工具

不同规格的油管满足下列压力条件时，可以使用环形防喷器和下工作闸板防喷器交替工作倒出油管节箍或大直径工具操作：

60.3 mm外加厚油管，适用压力为14MPa以内；

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