气井带压作业风险因素分析及对策.docx

doi：10. 3969j. issn. 2095-1132. 2013. 06. 009气井带压作业风险因素分析及对策江源唐庚覃芳陈马林（中国石油西南油气田公司采气工程研究院，四川 广汉 618300）摘 要 气井带压作业技术是近几年发展比较快的应用技术，是利用特殊设备控制井筒压力，在井筒带压情况下实现完井、修井目的的特殊作业方式。对带压修井作业可能出现的风险进行了归纳总结，有油管内堵塞器失效、油管 腐蚀、强度降低、夹坏、油管坠落、油管飞出等风险。通过分析原因，制定出相应的风险削减措施，有效防止带压作 业工程事件或者事故。关键词 带压作业中图分类号：TE25防喷装置 风险 消减措施文献标志码：B井控文章编号：2095-1132（2013）06-0033-0033） 配套安全工具。 接箍探测器。接箍探测器用于作业过程中准确判断接箍位置。 带压设备 支撑架。主要用于承受带压设备和井下管柱施工时 在井口的重力，保护井口，实现在起下管柱过程中 带压设备平稳。 不压井设备专用逃生坡道。由于 不压井设备操作平台有时高达 10 m，该坡道主要用 于不压井设备操作平台操作人员，在紧急情况下应 急逃离设备操作平台。0引言近几年随着一些油气田开发进入中后期，为了 有效保护油气层、提高油气层开发利用率，常采用 带压作业技术进行修井作业。该技术相对于常规压 井作业具有保护储层、降低成本、安全、快速、环 保的独特优势，但随之带来的安全风险也突显出 来，事故事件时有发生，给企业的安全生产带来了 较大的影响，这就需要全面系统地对带压作业风险 因素进行安全分析，并采取相应的对策及措施，以 保证整个带压作业工程的顺利完成。1带压作业设备及配套工具1.1 设备简介S - 9 型带压作业设备是液压辅助式带压作业装 备，额定工作压力 35 MPa，设备通径为 179.38 mm， 每冲程举升高度 3.6 m。主要由液压动力系统、防喷 器系统、放压平衡系统、卡瓦系统和举升系统 5 部 分组成，其井口装置结构见图1。1.2 配套设备图1 S - 9 井口装置示意图1） 配套井口设备。包括 2FZ18-35 双闸板防喷器 、FKQ3204 远程控制台、试压四通。2） 配套井下工具。包括可通过式堵塞器、钢丝 桥塞、电缆桥塞和油管盲堵等。2带压作业井的分类由于带压作业是通过油管内下入堵塞器控制管 柱内的压力，其防喷器组控制油套环形空间的压收稿日期：2013 - 02 - 25修订日期：2013 - 11 - 18作者简介：江源（1986 - ），助理工程师，从事带压修井作业研究工作。E-mail：。天然气技术与经济29第7 卷江源，等：气井带压作业风险因素分析及对策第6 期力，带压作业的重点是井内压力控制，防止溢流和井喷的发生1。带压作业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 3 类，符合下列条件之一的， 按就高原则划为该类井（表1）。表1 带压作业井的分类表为避免出现上述问题，充分利用带压作业设备卡瓦互锁装置是可以完全杜绝此类危险事故发生的。因 此在进行带压修井施工前，要仔细确认井内油管中 和点计算是否正确，并确认带压作业设备的卡瓦牙 未被钝化，卡瓦内径不宜过大，若发现设备卡瓦牙 已不具备使用条件应立即更换。另外，在整个带压 作业过程中上提、下放管柱速度也不宜过快。 井的分类 一类井 二类井 三类井 3.2 井下管柱遇卡关井压力地层含硫情况 气液体积比21 MPa含硫化氢300井下工具管串累 计长度大于7 m， 或单个工具长度 大于3 m721 MPa无硫化氢3007 MPa无硫化氢 无天然气组分在气井带压修井过程中，最容易在以下 3 种情况中发生遇卡现象。一是在斜井和水平井里，遇卡的 可能性很大，适度地控制井下管柱上提和下放速度 能很好地解决这些问题，可以最大限度地避免井下 管柱被卡死的可能性。二是井下管柱复杂，含有多 个工具或水力锚，导致油套环空间隙狭小，容易发 生遇卡现象。针对此类井，应在进行施工作业前将 井下工具数据收集齐全，了解清楚各个工具工作特 点，避免在起下管柱过程中因操作不当，而使井下 管柱工具与套管接触，发生遇卡现象。三是进行老 井带压修井作业时，由于其套管变形而发生的遇卡 现象。为避免此类事故发生，优化带压作业设备的 管柱举升力和下压力参数设计，会很有效地降低遇 卡的危险性。遇卡通常用到的方法是上提下放和来 回活动，但拉力不能超过井下管柱的最大安全剩余 拉力，在安全剩余拉力的范围内，可以对带压作业 设备设定最佳的举升力和下压力。若是原井油管已 生产使用多年，则要考虑井内油管是否发生腐蚀， 其是否满足带压作业的条件，这样就可以避免因设 备举升力过大而造成井下管柱断裂的现象4。单个工具长度介于32 m单个工具长度小于2 m井下工具钻塞、磨铣打捞 冲砂射孔配合压裂酸化施工工艺其他工艺距离井场周围50 m 有居民区、 学校等人口密沙 漠 腹 地 、 高山、森林、沼泽 等环境敏感地除一类、二类井外的其他区 域施工井环境集场所；滩海 3存在的风险及主要削减办法修井作业本身是一种多风险的作业，对于带压 气井修井作业来说，除了高压这个危险因素以外， 还含有硫化氢等有毒气体的危害，要防止中毒和井 喷等。笔者将此类修井过程中的危险因素进行总 结，并制定出相应的对策。3.1 井内管柱坠落或者飞出指井内管柱入井以后，由于设备操控不当或其他原因，造成井下管柱掉入井内或飞出井口2。此 种危险是带压修井中的最大危险，而且发生的频率 也比较高。原因分析及对策。主要原因是因为在起下管柱 过程中由于油管中和点计算误差，实际深度与计算 深度出现误差，导致井下管柱因自身重量不足而飞 出井口，或因管柱自身重量过重而落入井内。也有 可能是因为带压作业操作人员操作失误，错误打开 带压作业设备的防顶卡瓦组或承重卡瓦组。除了中 和点计算误差或人为原因引起的管柱坠落或飞出事 故外，设备卡瓦钝化也可能导致出现带压作业设备 无法卡紧井下管柱而造成井下管柱飞出或掉井事故3。3.3 油管挂无法坐放由于在进行高压井作业时，为保证井口压力始终低于设备的额定工作压力，通常会采用放喷泄压 的方式来保持井口压力，有时在井口四通内就会有 水合物出现的现象，导致最后坐放油管直管挂时， 直管挂无法完全坐放于直管座内，导致后期施工无 法进行。因此，施工时，若因井口四通内产生大量 水合物而无法坐放直管挂，可在井口闸阀处接管线 注甲醇或乙二醇，同时上提下放井内管柱，摩擦掉 井口四通内壁上黏附着的水合物。若效果不佳，可 将甲醇或乙二醇加热后，再注入井内。另外一种情 况则是，油管挂与井采油树口四通不是同一厂家生30Natural Gas Technology and Economy总第42 期天然气技术与经济天然气开发2013 年产，其型号不匹配，导致油管挂无法坐放，故在进行施工作业前必须确认井口采油树四通与油管直管 挂是否配套。险因素做了分析，但带压修井中的危险因素远不止这些，任何一个小环节不到位，都可能带来危险， 造成工程事故，这就需要我们在平时的工作中严格 按照操作和检查程序来执行，同时对所有设备的检 查和保养也很重要，碰到危险要经过仔细的分析论 证，找到原因所在，然后解决，使带压修井变得安 全高效。带压修井作业在川渝地区技术已日趋成 熟，用带压作业设备进行了气井更换生产管柱、注 水泥塞、冲砂、下大长度射孔枪、拖动管柱多层加 砂压裂等修井作业，取得了很好的效果，有效地避 免了工程事故的发生。3.4 压力平衡管线泄漏与设备封井器泄漏削减与处置措施是连接井口装置流程后，进行试压，设备试压压力为该井压力的 1.5 倍，确认完好 无泄漏方可进行下步作业。在带压作业过程中，球 型封井器或压力平衡管线发生泄漏，应立即停止带 压作业，做好设备井控和井口流程倒换，确认设备 压力泄放完毕后，更换球型封井器或压力平衡管 线。若在冬季，如果周围环境的温度低于 0，导致 设备半闸板封井器橡胶密封件收缩而无法在试压过 程中稳压，必须保持橡胶的操作温度在 0以上才进 行操作，此时必须对防喷器进行合理加热，以实现 设备密封件膨胀密封。参考文献1 肖润德，杨令瑞，杨玻，等. 四川不压井起下井内管串 工艺技术的研究与应用J. 钻采工艺，2005，28（1）：22-2.2 章伟，李晔旻，杨俊涛. HRS _225 型不压井作业机在大 牛地气田的应用J. 石油机械，2011，39（增刊）：49-53.3 霍丙新，刘成延，江阿明. 不压井带压防喷装置在长庆 油田的应用J. 石油机械，2009，37（6）：81-83.4 阚凯，孙辉. 带压作业避免井下爆炸及油管断裂方法研 究J. 石油机械，2009，39（增刊）：71-74.5 周英操，翟洪军. 大庆宋深 101 井欠平衡钻井技术研究 与应用J. 钻采工艺，2001，24（4）：8-12.3.5 其他危险1） 有毒气体的泄露，防喷装置安装前一定要仔细检查所动阀门是否完好，确保所有井控装置试压 合格，井口附近必须配备可燃气体检测仪，而且必 须有专人负责监控井口防喷器组，应急设备一定要 齐全，做好万无一失5。2） 吊装危险。带压修井所需要的辅助设备非常多，设备吊装时所用的钢丝绳要用经过检验合格的 钢丝绳，而且要有专人指挥。3） 雷击。尤其在夏天，雷雨天气尽量不要施 工，设备操作平台一般离地高度可达 10 m，有时吊 车的顶端离地可达到 30 多米，雷击的可能性非常 大。若施工中有雷电来临，应关掉所有的电子设 备，人员撤离，等天气好再施工。4） 对施工现场的保护很重要，施工过程中的无 关人员不要动井口阀门，开关时，相关负责人必须 都在场。4 结论由于气井带压作业具有井下管柱存在腐蚀，天 然气易燃、易爆、高压、高速的特点，对气体的密 封性要求更高。诸多安全风险对设备要求较高。而 目前国内针对气井带压作业都使用国外设备，尚无 专业机构进行检验，由此可能导致设备老化、疲劳 引发相应的安全事故。笔者重点对带压修井作业危（编辑：李臻）天然气技术与经济31ic mechanism, Tarim BasinApplication of Sedimentary- facies logging Interpretation Model to zhong SagBy XU Yunlong, ZHAO Wei, FAN Houjiang and LI YifeiKey Words: fluid mechanics; mechanics of fluids in porous me-dia; fluid kinematics; complex potential theory; streamline coordi-nate system; orthonormal basisRisks under Increasing Borehole Pressure and Their CountermeasuresBy JIANG Yuan, TANG Geng, QIN Fang and CHEN MalinAbstract: As an application one developed very fast recently, the technology under borehole pressure is an exclusive operation, which can not only use special facilities to control borehole pres- sure but also fulfill both completion and workover under increasing borehole pressure. In this study, some risks, which probably occur during workover operation under increasing borehole pressure, are summarized. They contain plug failure within oil tube, tube corro- sion, intensity decrease, pile damage, tube drop and flow out of the hole. After analyzing, some countermeasures against reducing these risks are made, which can prevent effectively from some events and accidents occurring in increasing borehole pressure.Key Words: under increasing borehole pressure, blowout pre- venter, risks, reduction measures, well controlWell-LiaoAbstract: In different beds, their controlling factors are very dis-tinct. As a result, even though different beds in a same well cannotbe interpreted by the same model. Its difficult to develop a unified model formula to evaluate source rock of Liaozhong sag. But, in our study, a model to evaluate the source rock was established by some researches, such as, to adopt lgR technology, to select suitable organic carbon value and its corresponding well-logging parameter, to carry out regression analysis by PASW software, to match the ba- sic coefficients of the model, and to bring these coefficients into the model to fulfill an evaluation and comparison. Results show tha（t 1） the corresponding well-logging model, which is based on sedimen- tary facies, is highly accords with actual situation; and（2）the calcu- lated value of model TOC is also highly identical to actual one. This model can be applied to whole areas of Liaozhong sag.Key Words: source rock, regression analysis, well- logging inter- pretation model, Liaozhong sagFasterDrillingTechnologyUsedforFudong Area, Junggar BasinBy CHEN Songping, JIANG Yifan, ZHANG Jianfa and ZHENG Yi-huaAbstract: There exist some difficulties during drilling in the east ring belt of Fukang sag, Junggar Basin, containing complicated for- mation pressure system, strong heterogeneity, and strong water sen- sitivity of Toutunhe Formation, the drilling target. So, we imple- mented lots of researches, such as, to optimize the casing pro- gramme, to carry out some field experiments on optimizing the drill- ing- fluid system and PDC bit, and to formulate some matching measures against increasing drilling speed.Key Words: Fudong area, drilling technology, drillability, PDC bit Application of Strap- down Automatic Vertical Drilling Tool to Western Sichuan BasinBy ZHU Huashu, WANG Xiyong, FAN Xilian and JIANG ZujunAbstract: Located at high- slope structure, Longmenshan area in western Sichuan Basin is characterized by large formation dip. And a lot of faults can be found in this area. Its very difficult to control well deviation. However, not only conventional hole- straightening drilling tools constraint strongly drilling speed, but also the cost of importing vertical drilling technology is very expensive. So, a kind of domestic strap- down automatic vertical drilling tool with 311.2 mm has been used. In this study, its theory and characteris-tics are presented, and some experiments on its intensity and anti- fatigue property are also implemented. Results show that（1）the hole- straightening effect is very obvious;（2）it is conducive to in- creasing drilling speed; and（3）the drilling cost is decreased by more than 60 % in comparison to other imported vertical drilling tools.Application of AVO TechnologyPrediction in Gangbei AreatoFluidBy LI Xialu, PAN Renfang, WANG Xiangjun and GU Shuangsh-uangAbstract: In Gangzhong oilfield, located at the north of Binhai fault, Gangbei area, the Shahejie Formation is an oil/gas- bearing bed which is mainly composed of sand and shale. During its reser- voir and fluid prediction, there are some technological difficulties, including small difference of wave impedance, complex sandbody distribution, and very difficult prediction of sandbody lateral distri- bution. So, AVO technology has been applied to the study area. For