不压井带压作业技术在冀东油田的应用

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２ ０ １ １年第８期
技术创新
不压井带压作业技术在冀东油）
摘 要 针对井下作业过程中压井液接触地层造成地层伤害及注水井常规修井作业泄压时间长的问题，冀东油田采用不压井带压 作业技术进行作业施工。该技术在冀东油田中深层、深层区块注水井中已成功应用４２井次，省去了作业过程中压井、放压等工序，避 免了使用压井液造成的地层污染，把对周围油井的影响降到最小，最大限度保持了油气层原始状态，节省了注入压井液和排放井内流 体泄压的时间，有效缩短了施工周期，避免了能量的浪费，提高了生产效率，降低了修井成本 。
１５井为高中深北区高７６断块的一口油井，为完善高７６断块注采井网，
提高储量动用程度和采油速度，研究决定完善补孔１２２＃层后与原层转
注。采用不压井带压作业设备进行钻塞分注作业，起原井管柱、钻
塞、刮削、通井、下分注管柱，转注后日注水分为两段，每段２５方，
达到了设计要求。
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石油地质
１２０～１５０ｍ；②钻井时间达到２０小时。 短起下钻的行程：没有下技术套管的井，要拉过造斜点进入直井
段２柱；已下技术套管并且封过造斜点座入稳段的井，短起下要进入 技术套管２柱。 ２．３ 设备保障，操作精心
设备要提前检查保养好，并试运转，各钻井仪器仪表必须灵敏、 准确；司钻要精心操作以避免失误，防顿、防井下落物。所有的井口 工具和下井的工具，都要按产品质量说明书要求或有关技术规定检 查、探伤和使用。所有下井的配合接头、钻铤、扶正器在下井前，都 要仔细检查其质量是否合格并且测量其内径、外径和长度等并做绘图 记录。每个班填写钻进参数与摩阻、扭矩、泵压、井深等对应数据 表，以便于分析对比。大表层或技术套管下完后，要先用简易的钻具 组合钻穿胶塞并筛除塑料小球后再下动力钻具，以防堵塞仪器孔或钻 具塞卡。稳斜段要坚持每趟钻都要倒换钻具，重点是定向段与井底部 分，以防止出现钻具疲劳事故。起、下钻中途钻头过斜井段时要放慢 速度，遇阻、卡不超过１００ＫＮ，不能强拉硬砸，防井壁出新台肩而找 不着老井眼或拔死。带有动力钻具下钻时绝不能在软地层井段开泵、 划眼。一旦遇到这种情况要起出改用破槽器通井，钻具结构： ２００ｍｍ尖刮刀＋过渡接头＋破槽器（要依据井眼的实际尺寸来定破槽 器的大小）＋１２７ｍｍ钻杆，并在遇阻点处划２～３遍并用大排量洗井。 ２．４ 海水钻井液施工技术
（３）为提高丛式井海水钻井液抗盐稳定性，选用抗盐性能好的 抗复合盐降失水剂（ＱＨ－６）、同时配合稀释剂（ＧＨＭ）控制海水钻井液 的滤失量及流变性，形成优质泥饼。
（４）在大斜度、高位垂比的高难度井施工中，使用１２％－１５％的 原油与３％－５％的白油润滑剂配合以降低摩阻和扭矩，一般使用原油 降摩阻效果不很明显时，再加白油润滑剂，混原油前应降低粘切、提 ＰＨ≥ １１便于 乳 化 。 原 油 及 润 滑 剂 应 早 点 混 ， 使 之 在 井 壁 上 形 成 油 膜，能有效预防糊井壁、降低磨阻及滤失量提高滤饼的润滑性。
关键词 不压井 带压作业 修井 泄压 注水井
随着石油勘探开发技术的不断发展和油气深层次的开发，保护油 气层不受井下作业中所使用的压井液的伤害，最大程度的保持油气层 原始状态就显得越来越重要。冀东油田注水井的注水压力比较高，作 业施工时为保证安全生产，经常要先压井或泄压，然后再进行其他作 业施工。作业前的压井工序不但增加了压井液成本，而且压井液容易 造成油气层颗粒堵塞，水化膨胀等伤害。对于注水压力较高的油藏， 常规修井作业井口压力要泄压至零，需要泄压１￣６个月甚至更长时 间，排出大量的注入水，造成了修井时间的延长和资源的浪费。冀东 油田采用不压井带压作业技术进行作业施工，避免了压井液进入地层 造成的伤害，最大程度的保持油气层原始状态，解决了注水井作业过 程中泄压时间长的问题。
（接１０１页）５ 实施效果
采用不压井带压作业技术作业施工４２井次，与常规修井作业相 比，节省占井时间４８８天，累计减少排出废水１２．４８万方，节约压井液 费用共计１３５万元（见表２）。该技术的应用缩短了施工周期，避免了 作业过程中的放压、压井等工序，避免压井液造成的油气层颗粒堵 塞，水化膨胀等伤害，不需要常规修井作业井液的抽排，节省了排水 和注水时间，节约了水处理费用和泵注的费用，节约了电能，节省了 压井液、洗井液等工业废水的地面处理投入，大大降低了成本。
１ 不压井带压作业技术原理
不压井带压作业是利用特殊的修井设备，在井口有压力的情况下 实现管柱安全和无污染起下作业。该技术主要思路是在井口装置和井 内管柱两方面做工作，达到两个密封，油套环空部分主要是由环型防 喷器和球型防喷器密封，而油管部分主要靠油管堵塞器密封来完成。 在起下管柱作业过程中，当管柱的自重高于井内压力的上顶力时，用 修井机原设备的提升系统起下管柱；在管柱的自重小于井内压力的上 顶力时，用游动卡瓦和固定卡瓦控制管柱的起下，起管柱时，通过液 压缸、游动卡瓦及固定卡瓦三者的配合，对管柱施加一定的控制力， 依靠液压缸的举升力将井内管柱起出；下管柱时，通过液压缸、游动 卡瓦及固定卡瓦三者的配合，并对管柱施加一定的下推力，将管柱下 入井内至管柱的自重力大于井内压力后再用修井机原设备的提升系统 起下管柱。图１为不压井带压作业装置图。
表１ 不压井带压作业实施情况表
注：冀东油田自２００７年开展不压井带压作业施工。
以柳２６井不压井带压作业（重新分注）作为实例。柳２６井是柳中
区块的一口注水井，油套分注，根据静态对比及对应油井动态分析，
研究决定下丢手封隔器封住无效注水层，进行一级两段重新分注。该
井关井后井口压力达到１７ＭＰａ，常规修井作业前必须对水井进行放
压，放压周期要１￣６个月，放压后还需使用压井液压井，短时间内无
法完成作业施工。
对该井进行不压井带压作业施工，起原井管柱、冲砂、通井、刮
削、打丢手、下分注管柱等施工工序均在井口压力１７ＭＰａ的情况下完
成，该作业施工周期为３２天，完井后达到了重新分注的目的。
再以高７６－１５井不压井带压作业（钻塞分注）作为实例。高７６－
４ 现场应用
冀东油田在中深层、深层注水井中采用不压井带压作业技术作业 施工共４２井次（见表１），应用区块包括柳中、柳北、高中深北、高 深北、高深南，施工作业井的井口压力范围在０～１７ＭＰａ之间，施工 周期在８～３６天，施工成功率１００％，作业安全率１００％。
图１ 不压井带压作业装置图
２ 不压井带压作业工艺技术
不压井带压作业工艺技术由井控密封系统、加压动力系统、附属 配套系统及相应配套工具及工艺技术组成。
（１）井控密封系统主要是密封环空或封隔井口，保证井内液体 不外喷，实现环保。
（２）加压动力系统用于当油管自身重量小于井内液体对油管的 上顶力时提放管柱，以保证安全起下。
（３）附属配套系统主要是对现场施工提供安全保证。 （４）相应配套工具及工艺技术包括油管堵塞器、可换向止压球 座、油水井带压冲砂工艺技术、带压射孔电缆驱动技术、油水井密封 作业工艺规程、油水井带压修井作业安全操作规程、带压作业装置安 全理论校核等。
（收稿日期：２０１１－０５－２０）
井带压作业施工效果明显，它有效避免了使用压井液造成的地层污染 及成本的增加，大大减少了作业占井时间，节省了排水和注水时间， 节约了水处理费用和泵注的费用，大大降低了成本，把对周围油井的 影响降到最小，最大限度保持了油气层原始状态，同时也减少了地面 污染。目前，不压井带压作业技术在冀东油田注水井中的应用已相当 成熟，注水井施工的的通井、刮削、填砂封层、桥塞封层、补孔、酸 化、分注、钻灰塞等工序均可应用不压井带压作业技术进行施工，该 技术的应用突破了冀东油田的井下作业常规技术，开拓了保护油气层 的新方法，降低了成本并且安全环保，具有很好的经济和社会效益。
（５）加强固控设备的使用与保养，震动筛（８０～１００目）、除砂器 和离心机，及时清除有害固相。
（ ６ ） 进 入 目 的 层 前 １００ｍ降 低 滤 失 量 ≤ ５ｍＩ ， 适 当 配 合 稀 释 剂 （ＧＨＭ）按要求加入纳米乳液暂堵油气通道。
（７）在完钻短起下后，要加大排量清洗井眼，在原油含量在 １２～１５％的基础上，常规测井时在斜井段封入２％的塑料球，若使用
（７）浅层大位移井的钻井速度等指标得到进一步提高。如老 １６８－ 斜 ４８井 ， 位 移 达 到 ２２２０．３０ｍ， 位 垂 比 达 １．５１， 机 械 钻 速 达 ２５．１５ｍ／ｈ。
４ 结论
（１）丛式井组施工通过及时总结经验教训，提高了整体施工速 度。
（２）座封头经过加装导向装置，既保护了保护了座封头，又方 便了下入，还有利于密封，值得推广。
强行下井压力计算。在初下少量油管时，井内压力对油管上顶力 超过油管自重的情况下，为保证油管正常起下，不压井带压作业设备 能够给管柱施加的外力为：
＝２０×３．１４×６２．１３２＝２５０ＫＮ 式中，Ｆ为上顶力，ｐ为井口最大压力，取２０ＭＰａ，Ｓ为φ１３９．７ｍｍ套管截 面积。 井口最大压力是经验值，冀东油田注水井井口压力一般低于 ２０ＭＰａ， 安 全 系 数 取 １．２， 下 压 力 为 Ｆ＝３００ＫＮ，因此强行下压力为 ３００ＫＮ。 井 内 封 隔 器 解 封 等 需 要 上 提 力 ， 取 １０００ＫＮ。 如 有 特 殊 情 况，需要大力拔钻不压井带压装置可与常规修井机配合提高承载力， 故不压井带压设备主要技术参数为提升力１０００ＫＮ，带压强行下入力 ３００ＫＮ，适用套管直径φ１３９．７ｍｍ。
（３）浅层大井眼定向，排量要适当。 （４）位移大时稳斜段施工一定要使用简化钻具结构，尽量少用 扶正器。 （５）海水钻井液就地取材，降低了成本。
参考文献 ［１］ 杨宝珍． 垦东１２平台丛式井组钻井技术难点与对策． 油气地质与采 收率，２００８，１５（４）：９１－９３ ［２］ 王 恒 ，崔 永 辉 ． 草 ４丛 式 井 组 相 碰 事 故 经 验 与 教 训 ． 钻 采 工 艺，２００７，３０（３）：１５１，１５８ ［３］ 魏 文 忠 ， 薄 和 秋 ． 桩 １３９平 台 丛 式 井 组 钻 井 技 术 ．西 部 探 矿 工 程，２００４，１０ ［４］ 蒋祖军． 丛式井优快钻井技术在川西地区的应用．天然气工业， ２００４，２３：６３－６５ 作者简介 常领（１９７４－），毕业于江汉石油学院石油工程专业，现 为长江大学油气田开发专业在职硕士研究生，高级工程师。