試壓與油井井控安全

文｜劉雷

石油這種“工業(yè)血液”，同時也是“危險血液”，稍不留意，就可能帶來滅頂之災(zāi)。所以對于石油的勘采、儲運，必須引起足夠的重視，要慎之又慎。

石油在工業(yè)生產(chǎn)中是一種重要的燃料動力資源，還是重要的化工原料。具有優(yōu)越的物理、化學性質(zhì)。是促進經(jīng)濟和實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化的重要物質(zhì)基礎(chǔ)?，F(xiàn)代化工業(yè)對于石油的依賴，如同人體離不開血液一樣。因此，石油被稱為“工業(yè)血液”。

時?！帮@露崢嶸”

然而石油的作為能源的燃爆特性決定了他在勘采、儲運過程中不會“甘于平淡”，常常在人們忽視他的時候“顯露崢嶸”，使“工業(yè)血液”中摻進了一絲人血的色澤。

2010年4月20日，墨西哥灣漏油事件，又稱英國石油漏油事故或深水地平線漏油事件，英國石油公司所屬一個名為“深水地平線”的外海鉆油平臺故障并爆炸，發(fā)生持續(xù)近三個月的大量原油泄漏事件，是和平時期（全球）最大規(guī)模的原油泄漏事件，同時導(dǎo)致了11名工作人員死亡及17人受傷。有消息稱，該事件起因為防噴閥上的全封閉防噴器閘板發(fā)生故障，而管理人員因為利益驅(qū)使，忽視油井安全未及時封閉油井、違規(guī)操作所致。

在中國，石油事故也時有發(fā)生，僅2003年12月23日重慶市開縣發(fā)生的一起天然氣井特大井噴事故，就導(dǎo)致了243人死亡及特大環(huán)境污染事故。事后調(diào)查顯示，該事故起因為防噴工具配用不當、未按規(guī)范施工及管理不完善所致。

由此可見，石油這種“工業(yè)血液”，同時也是“危險血液”，稍不留意，就可能帶來滅頂之災(zāi)。所以對于石油的勘采、儲運，必須引起足夠的重視，要慎之又慎。

在井控安全方面，業(yè)內(nèi)人士做了很多的努力。制定了完善的操作規(guī)范、健全的安防制度，配備了各種安防設(shè)備，并研發(fā)了多種先進的檢測手段：如利用體積傳感器監(jiān)測地層壓力，或利用氣測錄井分析判斷油氣層的同時，利用接單根氣預(yù)防井涌、井噴事故的發(fā)生。然而相對有限的檢測手段在面對油井復(fù)雜多變的地層和鉆采工況時，往往會顯得力不從心。于是以各型防噴器及節(jié)流管匯為主的井控設(shè)備就成了井控安全必不可少的最后屏障。井控設(shè)備的使用大大減少了事故的發(fā)生，但是近些年，防噴器失效，特別是修井作業(yè)過程中因修井用井口防噴器故障未及時發(fā)現(xiàn)引發(fā)的井控安全事故正在逐步上升。井控安全不容樂觀。

井控安全離不開試壓

談及井控安全，自然離不開試壓。所謂試壓，就是對井口裝備、地面設(shè)施的耐壓能力進行測試的過程。包括井口試壓、地面管匯試壓、套管試壓等。

在射開油層、安裝試油的防噴井口裝置時，要檢驗井口密封性能，就必須對井口裝置進行試壓；在進行壓裂施工時需要對管匯及接頭部位的密封性能進行檢測試壓；在試修作業(yè)中對封井器和采油樹反復(fù)拆裝時，也需要對井口裝置及采油樹進行試壓；可以說，試壓對于井控安全有著重大的意義。

目前常規(guī)的現(xiàn)場井口試壓方法主要是直接法、提拉法和封隔器法。

其中，直接法適用于井筒能夠承壓的新井、用橋塞或注水泥塞封隔了產(chǎn)層的井等。該方法是將泵壓設(shè)備接在壓井管匯或井口閘門上，然后從地面向井內(nèi)注水或其他介質(zhì)后加壓，從而達到試壓的目的，應(yīng)用較多。

而提拉法是用鉆桿或油管連接與井口套管尺寸相匹配的皮碗，下至距井口1~2根套管內(nèi)的本體上，然后在鉆具與套管環(huán)空內(nèi)灌滿水，關(guān)閉半封封井器后上提，使環(huán)空中的水壓增大，達到對井口裝置試壓的目的，該法目前比較常用。

封隔器試壓法則需下封隔器或橋塞臨時封隔井口套管，然后用壓裂車或其他泵壓設(shè)備直接向被試壓部位打壓的方法對井口試壓。該方法可以避免井下承壓，但因工藝復(fù)雜，費用較高，而在試修作業(yè)中采用較少。

此外，由四川石油管理局川西鉆探公司申請并獲得國家實用新型專利的“油管試壓閥”在封井器和采油樹的試壓作業(yè)中應(yīng)用較多。該閥下端連接直管掛，上端連接油管短接，利用上部由封井閘板、下部由特殊四通與直管掛的座封形成的空間憋壓試壓，克服了試壓時全井筒承壓及車載作業(yè)機提升負荷難的問題。由東營市天億石油工具制造有限公司申請并同樣獲得國家實用新型專利的井口防噴器快速試壓裝置是一種簡便、快捷、方便的試壓裝置。該裝置將防噴器主體、全封閘板總成和半封閘板總成優(yōu)化組合，簡化了防噴器現(xiàn)場試壓的繁瑣工序，利用單向單流閥結(jié)構(gòu)，能夠在試壓結(jié)束泄完壓力后，自動將井內(nèi)的余壓釋放掉，防止在拆裝試壓裝置過程中產(chǎn)生沖擊或飛出，這樣使試壓裝置密封性能更好，使產(chǎn)品密封性能等各方面更加穩(wěn)定、使用更加安全。

油井試壓車最為常用

基于上述試壓方法的完善和發(fā)展，試壓裝置得以不斷推陳出新。以下僅以最常用的油井試壓車為例加以介紹。相對于普遍采用但安全系數(shù)低、運行能耗高、數(shù)據(jù)精確低、勞動強度大、工作效率低及井場污染高的“灌液泵+手動泵”和“水泥車+罐車”的試壓方式，新研制的試壓車，以汽車越野底盤為基礎(chǔ)，將水罐、液壓泵、低壓灌注泵和高壓水泵集成在同一系統(tǒng)中，輔以自動化控制技術(shù)，可以快速、便捷、精確、安全的進行試壓工作。

由于新技術(shù)采用了自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了低壓灌注、試壓、穩(wěn)壓、泄壓等工序的全過程自動控制。從而避免了人為因素的影響，使壓力上限值得到精確控制。解決了原人工控制時，壓力波動大，易造成井壓失控、瞬時升高，引發(fā)井噴、泄漏等事故，導(dǎo)致人身傷害、財產(chǎn)損失及環(huán)境污染的安全隱患。

目前常用的油井試壓車有勝利高原試壓車、遼河油田環(huán)利試壓車、四川海普試壓車和中油牌試壓車等。在技術(shù)方面，也是各擅勝場，現(xiàn)擇其一、二，介紹如下：

勝利高原試壓泵車是勝利油田高原石油裝備有限責任公司自主研發(fā)的新型車載試壓設(shè)備，主要由二類汽車底盤、液壓系統(tǒng)、高壓水泵、低壓灌注射流泵、高低壓管匯、水罐和PLC自動控制等裝置組成。通過在二類汽車底盤加裝專用裝置可滿足油水井防噴器試壓、完井管柱試壓、封隔器坐封打壓和作業(yè)過程管柱試壓等施工作業(yè)要求。

該車通過底盤變速箱取力器取力驅(qū)動液壓源驅(qū)動高壓水泵，完成灌注和試壓。流程的切換通過操作高低壓管路閥門實現(xiàn)，PLC自動控制系統(tǒng)完成試壓過程的自動控制和數(shù)據(jù)的記錄打印。具有精確試壓、提高效率降低成本、安全便捷、一機二用；管線對接方便，操作簡易，勞動強度低；自帶水罐，施工設(shè)備少，設(shè)備利用率高，保證連續(xù)試壓作業(yè)；PLC自動控制裝置位于駕駛室內(nèi)，實現(xiàn)壓力數(shù)據(jù)的采集、顯示、存儲和曲線打印的特點。

西南石油局第四代移動試壓車由該局下屬的油田工程服務(wù)公司西南石油機械廠制造，在質(zhì)量和性能上比其前幾代產(chǎn)品有大幅度提升，是在前三代移動檢測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進行的再開發(fā)和優(yōu)化改良，具有減震能力增強、試壓范圍增大的特點，更加貼近用戶的使用要求，能夠更好滿足井控作業(yè)的多種需求。

上述試壓車無論是在安全性，還是在快捷性上都有了較高的水平。當然隨著科技水平的提升，為了讓“工業(yè)血液”中不再染上人血，經(jīng)過石油人不懈的努力，在不遠的將來，相信更先進、更安全的試壓車或者其他換代產(chǎn)品也必將出現(xiàn)，讓我們拭目以待。