王大彪

摘要：近年來吉林油田帶壓作業(yè)技術取得了突破性進展，裝備和隊伍數(shù)量不斷增加，配套工藝水平日趨完善，工作量逐年攀升，規(guī)模效益顯著。吉林油田開展帶壓作業(yè)技術研究以來，總工作量達7000口井，年工作量占集團公司25%以上。帶壓作業(yè)在保持地層能量、保證開發(fā)效果和環(huán)保減排等方面發(fā)揮了重要作用。

關鍵詞：帶壓大修技術；現(xiàn)場試驗；帶壓大修技術運用

1.帶壓作業(yè)技術發(fā)展現(xiàn)狀

隨著油田開發(fā)中帶壓作業(yè)技術的推廣與應用，注水井帶壓小修作業(yè)已經(jīng)成為一種常規(guī)井下作業(yè)方式，在嚴峻的安全、環(huán)保形勢及注水井大修作業(yè)工作量增加的情況下，增加帶壓大修數(shù)量及升級作業(yè)壓力等級已成為帶壓作業(yè)發(fā)展方向。

目前吉林油田在用的60T帶壓大修設備是國內(nèi)唯一一套初步具備帶壓大修功能的設備，可以對5MPa以內(nèi)的注水井開展帶壓大修施工。2014年8月份進入現(xiàn)場調(diào)試并取得成功，2015-2017年開展帶壓大修施工60口井。

2.帶壓大修市場需求及前景預測

2.1開展注水井帶壓大修的需求及意義

（一）在吉林油區(qū)范圍內(nèi)，目前約有xx口以上的注水井由于套變、復雜落物等原因且壓力不能釋放導致的長停井，這類井需要帶壓大修工藝才能施工。如果這類井不加快治理，由于一兩口此類井可能影響整個區(qū)塊的儲量動用及整體井位部署。

（二）注水井采用帶壓大修作業(yè)，不需要長時間放水泄壓，地層能量損失小，對提高注水開發(fā)效果、穩(wěn)定單井產(chǎn)量具有積極意義。

（三）吉林油區(qū)很多井地處城區(qū)、濕地、沿江地帶等環(huán)境敏感區(qū)，注水井常規(guī)泄壓修井受到極大限制。

（四）帶壓作業(yè)施工不受地域和環(huán)境影響，可以最大限度地減輕和避免環(huán)境污染，同時減少了綜合作業(yè)占井時間，提高生產(chǎn)時率。

（五）利用帶壓大修開展注水井修井是油田低成本開發(fā)的重要手段。具有顯著經(jīng)濟效益：

（1）注水井單井節(jié)約費用

注水井帶壓大修作業(yè)平均每口井可減少排水1814m3（經(jīng)評價），修井后又需回注同樣體積的水。按15元/m³注水成本計算，帶壓作業(yè)每修一口井避免浪費15.092萬元。

1.節(jié)省水費：1814m3×2×15元/m3=5.442萬元/口節(jié)省罐車拉運污水費用（500元/15m³）：

1814m³÷15m³×500元=6.05萬元

l節(jié)省污水處理費（按目前成本20元/m3計算）：

1814m³×20元/m³=3.6萬元

（2）注水增油效益

按注采比為7：1，帶壓作業(yè)每口注水井增油為：

3628m³÷7=518.3m³

國際油價40美元/桶（0.15898m³/桶，美元與人民幣匯率為1：6.2）帶壓作業(yè)每口注水井增油效益為：518.3m³×1562元/m³=81萬元

由上述計算可知，利用帶壓大修施工單井可創(chuàng)效111萬元，如綜合考慮排水注水時間等因素，綜合效益更為可觀。

2.2帶壓大修市場前景預測

以在用的帶壓大修設備方案為基礎，利用80T修井機配套自動無級變速頂驅(qū)，在帶壓小修輔助式設備基礎上，加裝旋轉(zhuǎn)卡瓦和旋轉(zhuǎn)防噴器，經(jīng)過液壓系統(tǒng)改造形成帶壓大修作業(yè)裝置，滿足10兆帕以內(nèi)的帶壓大修作業(yè)施工需求。

經(jīng)過調(diào)研，首先目前在吉林油田各采區(qū)有很多由于壓大、井況復雜等原因而無法上修的注水井，這些井既不能正常注水而且普通小修無法上修處理。

其次吉林帶壓小修年施工能力800口井以上，由于拔不動、拔脫等原因?qū)е滦鑾捍笮尢幚淼恼?0%以上。

第三由于國內(nèi)只有吉林油田具備注水井帶壓大修施工能力，在市場競爭方面我們將有先天優(yōu)勢，市場前景廣闊。

3.帶壓大修技術現(xiàn)場試驗與應用情況

3.1帶壓大修設備基本構(gòu)成

修井機大鉤下懸掛自動無級變速鉆修井頂驅(qū)，液壓動力在原動力裝置基礎上適當改造，單獨設計控制裝置。取消原移動卡瓦，安裝專門設計的旋轉(zhuǎn)卡瓦。井下上頂力由舉升油缸來平衡。作業(yè)時卡瓦可以一邊旋轉(zhuǎn)，一邊隨液缸上下運動。

3.2對帶壓小修改造后的主要技術創(chuàng)新點

（一）對原來帶壓井口裝置進行改造，引進了自動無級變速鉆修井頂驅(qū)，設計成功了雙向液動旋轉(zhuǎn)卡瓦，形成了一套包含液壓頂驅(qū)、液壓旋轉(zhuǎn)卡瓦在內(nèi)的全新帶壓作業(yè)井口裝置。

（二）對原來的帶壓小修動力系統(tǒng)進行了改造，形成全新的具備大修功能的控制系統(tǒng)。

（三）在原來帶壓小修的設備基礎上，建立起了帶壓大修系統(tǒng)，為帶壓小修設備拓展了新的功能。

3.3帶壓大修設備關鍵部件無級變速頂驅(qū)和旋轉(zhuǎn)卡瓦

在用的帶壓大修設備自動無級變速液壓頂驅(qū)具有以下特點：

（一）本機工作時反扭矩很小，主要由頂驅(qū)內(nèi)部機構(gòu)自動平衡掉，不用平衡導軌裝置。

（二）本機有零輸出功能，適用于載荷變化頻繁，峰值功率高而短暫，有沖擊、卡阻、卡鉆等場合，在出現(xiàn)卡堵時可立即提鉆，恢復高速旋轉(zhuǎn)，不用釋放鉆柱扭矩，不會使鉆柱脫扣落井。對作業(yè)設備鉆具系統(tǒng)和油井均有安全保護作用。

（三）不用轉(zhuǎn)盤，扭矩參數(shù)不低于轉(zhuǎn)盤。循環(huán)水不用過濾也可以使用。

（四）本機恒功率特性好，負載扭矩大時，轉(zhuǎn)速自動降低，負載扭矩小時，自動恢復高轉(zhuǎn)速。自動變速靈敏，鉆水泥塞時比螺桿鉆具進尺速度提高4-5倍。

（五）不受液體性質(zhì)限制，進口不需過濾。

（六）操作簡單，使用維修方便，開機后鉆柱旋轉(zhuǎn)運動的一切變化均由本機自動進行，不用人工控制，本機輸出軸可以換向旋轉(zhuǎn)，自動上卸扣方便。

頂驅(qū)的基本參數(shù)：

（1）規(guī)格型號：ZBDQ70T；直徑795mm；

高2015mm；安全接頭500mm。

（2）扭矩：12000N·M。

（3）轉(zhuǎn)速：0r/min-180r/min。

（4）載荷：70T。

（5）下井深度：4000m。

（6）旋轉(zhuǎn)方向：正反轉(zhuǎn)驅(qū)動，反轉(zhuǎn)為主。

（7）液壓馬達：采用6KJ6K系列盤配流液壓

馬達雙馬達并聯(lián)。馬達排量310cc/r×2臺。

（8）鵝頸管扣型：2時平式油管扣。

（9）自重：約2500Kg。

旋轉(zhuǎn)卡瓦的基本結(jié)構(gòu)及功能：上部為普通閘板式卡瓦結(jié)構(gòu)，通徑為124mm，下部為法蘭式結(jié)構(gòu)，與上橫梁連接。在井口裝置中起到移動卡瓦作用。所不同的是，卡瓦部分可以相對法蘭部分實現(xiàn)360度無死角被動旋轉(zhuǎn)。在相對運動的兩功能構(gòu)建間設計有大載荷的圓錐滾子推力軸承。因而，既可以承受雙向載荷，又可以輕松回轉(zhuǎn)。液壓油道采用新型回轉(zhuǎn)高壓密封式結(jié)構(gòu)，確保了夾持力的可靠性。

液壓回轉(zhuǎn)卡瓦的基本參數(shù)：

最大靜載荷：600KN

額定動載荷：400KN

施工案例一：

2015年初對xx采油廠Xx井開展了帶壓大修施工。此井為2003年探井，試油后一直關井。井內(nèi)是壓裂管柱，井內(nèi)有測井公司下的電纜式密封橋塞，已無法找到工具說明書及打撈工具，制定如下方案并施工：

（1）打印后決定用φ114的平磨進行帶壓磨銑作業(yè)但進尺慢；

（2）采用套銑筒作業(yè)不進尺起出發(fā)現(xiàn)一個隔環(huán)；

（3）后下φ52套銑鉆頭進尺60em，用反扣公錐打撈出20em中心管一段。

（4）用φ90長扣銑錐繼續(xù)鉆磨擴孔作業(yè)后，用φ80-φ110長扣大頭公錐撈出橋塞。

（5）沖掃之人工井底，下泵完井。歷時近40天時間成功處理這口疑難井。

施工案例二：

2016年9月末，xX采油廠集團壓裂區(qū)塊重點井xx井進行帶壓大修施工：

（1）由于井壓大（16MPa），施工強拔管脫，噴出油管三根，后期采用化學方法封堵油管及環(huán)空后關井；

（2）帶壓大修上修后，在帶壓情況下起出油管4根后發(fā)現(xiàn)短脫位置，采用三角刮刀進行掃塞清除井里化學堵劑施工，進尺13米，之后進行打撈施工作業(yè)；

（3）共計打撈12次，撈出井內(nèi)全部管柱；

（4）撈出管柱后打印至1582.88米，有套管變形，變形為φ98。下φ100m-φ115組合銑錐進行治套施工作業(yè)，治套到人工井底。

（5）由于該井下步進行壓裂作業(yè)。又開展了下壓裂管柱、更換壓裂井口做壓裂準備施工。

4.升級帶壓大修設備需解決的問題

目前我公司在用的這套帶壓大修設備雖然是國內(nèi)唯一一臺帶壓大修裝置，但在使用過程中還存在以下問題：

（1）設備配置的是普通的環(huán)形防噴器，臨界旋轉(zhuǎn)密封壓力在xxMpa以下，不能完全滿足帶壓大修現(xiàn)場施工需求。

（2）現(xiàn)用帶壓大修旋轉(zhuǎn)卡瓦功能還需完善，主要是旋轉(zhuǎn)卡瓦在旋轉(zhuǎn)的同時軸向要同步運動，比如對于使用旋轉(zhuǎn)卡瓦卸油管扣，每轉(zhuǎn)一圈徑向運動相應距離。

（3）本套帶壓大修設備在xxMpa以內(nèi)的注水井磨銑、治套等施工時可平穩(wěn)進行，但在打撈管類落物、不規(guī)則落物時，打撈工具與魚頂密封問題還有待解決。

針對以上問題，在下一步帶壓大修裝置升級改造過程中應予以重點考慮。經(jīng)初步調(diào)研了解：

（1）目前國內(nèi)有針對鉆井研發(fā)的靜密封21Mpa、動密封10.5Mpa的旋轉(zhuǎn)防噴器，要經(jīng)過改造后才能用在帶壓大修上；也有廠家在開展針對修井使用的旋轉(zhuǎn)防噴器研發(fā)，正在廠內(nèi)試驗。

（2）旋轉(zhuǎn)卡瓦相關產(chǎn)品目前了解有閘板式和錐形卡瓦兩種，相關參數(shù)如下表：

（3）需進一步完善帶壓打撈施工過程中打撈工具與魚頂?shù)拿芊鈫栴}。2016年我們開展的帶壓作業(yè)化學封堵試驗取得初步成效，下一步在帶壓大修作業(yè)時可以考慮利用化學封堵與帶壓大修配合施工解決此問題。