气井带压作业技术研究与应用.docx

气井带压作业技术研究与应用杨红斌徐迎新柳志勇谢涛(川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司 陕西西安 710018)摘要 针对气井带压作业技术在油管内堵塞 、起下大直径管串 、尾管悬挂等带压作业难题 ,并采用 S29带压作业装置 ,对配套工具进行研发 ,施工流程进行优化 ,在长庆气田成功进行了 4 口井的气井带压作业试验 ,为下一步开展 气井带压作业奠定了良好的基础 。关键词 带压作业 油管桥塞 油管堵塞器文章编号 :1004 - 4388 (2013) 03 - 0055 - 03节流器中图分类号 : T E358文献标识码 :B业技术的关键是进行油管内压力控制和油套环空压力控制 ,油管内压力控制通常采用油管堵塞器 、油管 桥塞等工具 ,采用钢丝或电缆进行定点堵塞 ,为了稳 固堵塞器需在堵塞器上部上覆一定量的水泥浆进行 封固 ;油套环空压力控制采用带压作业机和安全防喷器组进行控制 。油管内堵塞后 ,通过带压作业装 置的环形防喷器 、工作防喷器 、卡瓦 、安全防喷器组 等 ,带压导出井内工具串 ,进行井筒维护修理 ,再带 压下入设计工具串完井 。1 . 2 带压作业技术难点(1) 在气井开发过程中管柱内通常下有节流器 内径 23 mm ,对下部管柱进行堵塞作业困难 , 很 多节流器在气井生产过程中失效 、遇卡或打捞颈拔 断无法打捞 。(2) 井内节流器通常在 2000 m 左右 ,在导出井 内节流器过程中需对下部尾管进行悬挂 ,现有的安 全防喷器组卡瓦承重能力不足 。(3) 井下管柱复杂 ,多层压裂通常采用不动管柱压 裂方式 ,井内滑套堵塞难度较大 ,且井内工具串内径较 小 ,油管桥塞不能通过工具串 ,无法进行尾管堵塞 。(4) 带压起未堵塞尾管难度大 ,通常起未堵塞尾 管采用在带压作业装置内进行带压倒扣作业 ,但是 由于井内存在压力 ,在倒扣过程中既要防上顶有要 留出倒扣时的丝扣伸长量 ,难度较大 ,井控风险高 。引言0截止 2011 年 ,长庆油田投产气井已达 5000 口以上 ,每年有上百口井由于节流器失效 、井底积液 、管柱 腐蚀 、井口刺漏等原因需进行修井 。常规修井作业采用先压井后进行修井作业 ,存在的主要问题是 :后期 排液困难 、环境污染 、严重影响产能等 。通过对带压 作业工艺技术研究和现场应用 ,解决了这一技术难 题 ,并积累了丰富的经验 ,已具备完成光油管 、单封 、 双封完井管柱的带压更换管柱作业施工能力 。目前 ,带压作业技术和装备在北美发展已非常 成熟 ,辅助式和独立式设备及其配套工具序列齐全 , 最高提升力可达 270 t ,最大下推力达 115 t ;液缸行 程多 以 3 m 左 右 为 主 , 最 高 作 业 井 压 力 可 达 140M Pa 。北美和中东地区陆地 、海洋都普遍采用带压作业技术 ,每年施工井数在 5000 口以上 。 国内带压作业研究起始于六十年代 ,近年来集团公司加大对带压作业技术 、装备研究支持 ,辽河 、 吉林 、华北 、江汉等油田已形成了自主研发和生产带 压作业专业设备能力 。由于在油管内封堵 、起下大直径管串等方面存在技术瓶颈 ,大多数单位的研发 实验工作处于起步阶段 。气井带压作业技术原理及技术难点11 . 1带压作业技术原理气井带压作业技术 ,是在井口有压力条件下 ,依 靠专用设备和工具所进行的起下井内管柱 、更换井口闸阀 、井筒清理和修理的一项修井技术 。带压作气井带压作业装置的组成S29 带压作业装置主要由 S215 动力源和 S29 举 升装置两大系统组成 ,并配套了相应的安全防喷器2 作者简介 杨红斌 ,男 ,1980 年出生 ,工程师 ,2004 年毕业于西安石油大学石油工程专业 ,主要从事修井工艺技术科研工作 。联系电话 :029 - 86599034 。56油 气井测 试2013 年 6 月组 。该装置是一套组合的液压辅助起下作业装置 ,设备总高度 5 . 4 m ,最大内腔高度 1 . 88 m ,包括上工 作台 、举升装置 (加压液缸) 、卡瓦部件 、下工作台 、防 喷器组 、泄压平衡四通阀 。举升装置有两个加压液 缸 ,能够提供 68039 kg 的举升力和 43091 kg 的下压 力 ,总冲程长度 3 . 657 m 。装置内部有 4 套油管操 作卡瓦 ,分别为两套游动重型卡瓦和两套固定重型 卡瓦 ,所有卡瓦最大通径 180 mm 。防喷器组包括 一个环形防喷器 ,两个强行起下闸板防喷器和一个 泄压平衡四通 。通过以上结构 ,可以进行带压起下 井内管串 。管内径 、刮削 ( 打捞节流器) 管串内堵塞 油管泄压验证堵塞 拆卸原井口 安装安全防喷器组和 带压作业机 管汇连接及试压 管柱试提 导出悬 挂器 起油管 导出工具串 (水力锚封隔器组合) (套管腐蚀检测) 下带堵塞器管柱 下悬挂器 安 装采气树 打开堵塞器 完井 。现场应用情况2011 年气井带压作业技术在苏里格气田现场 应用共计 4 井 次 , 苏 A 井 为 带 压 起 单 上 封 压 裂 管 柱 ,配合套管腐蚀检测 , 下速度管柱完井 ; 苏 B 井 、 苏 C 井为带压起下光油管 ,配合套管腐蚀检测 ,苏 C 井为带压起双封压裂管柱 ,配合套管腐蚀检测 ,下光 油管完井 (见表 1) 。表 1 气井带压作业试验井统计表4工具配套及施工流程设计33 . 1 工具配套与研发3 . 1 . 1配备安全防喷器组及升高短节 为了解决起大直径工具串和未堵塞塞尾管的问题 ,配备了单闸板液压 ( 全封) 防喷器和双闸板液压(半封 + 卡瓦) 防喷器及对应的升高短节 。3 . 1 . 2油管内堵塞工具配套 为了解决油管内堵塞问题 ,引进了电缆投式送永久油管桥塞和倒灰筒 。电缆投送式永久油管桥塞 采用电缆传送至预定位置 ,通过火药燃烧产生的能量实现在 9 . 525 mm (2 38) 、73 . 025 部上覆一定量 的水泥浆 。3 . 1 . 3研发了耐高压特殊油管挂 耐高压特殊油管挂是专门针对带压起钻时大质量尾管可靠悬挂需求而设计的特殊工具 。适用于KQ65270 型下悬挂井口带压起钻作业 。利用 它 与 带压作业机配合使用 ,可在带压起钻过程中将大质 量尾管可靠悬挂于 KQ65270 型下悬挂井口大四通 上 ,替代了不压井作业机防喷卡瓦闸板 。3 . 1 . 4研发了缓冲式倒扣伸缩补偿器 伸缩补偿器内部设计了缓冲机构 ,在倒扣作业中它既可以起到轴向补偿作用 ,还可以在上提预拉 力时起到缓冲的作用 ,也可以在倒扣过程中对倒扣 捞矛施加一个持续的上提力 ,增加施工的可操作性 。3 . 1 . 5井口倒扣工具的研发 为了实现在带压作业装置腔内对未堵塞工具串及尾管进行堵塞 ,研发了密封接箍打捞器 、密闭井口倒扣 短节 、导向油管接箍密封打捞短节等一系列工具 。3 . 2 带压更换井内管柱施工流程设计根据长庆油田气井的实际情况 ,对带压更换井 内管柱 (套管腐蚀检测) 施工流程进行了设计 : 通油完井 油压 套压 产气量 套管 节流器完井管柱 结构井号 时间 ( MPa) ( MPa) (104 m3d) 尺寸 位置 ( m)施工管柱结构单上封 + 滑套节 流器 + 喇叭口238油管+ 喇叭口2 38油管+ 喇叭口双封 压裂钻具112速度管柱完井光油管+ 喇叭口光油管+ 喇叭口光油管+ 喇叭口苏 A 20065 12 18152 . 746 . 040 . 46苏 B 20052 . 832 . 990 . 185 12苏 C 200340 . 96 . 070 . 1苏 D 20082 . 72 18 . 830 . 145 12 1800带压作业共进行起下油管 9 趟 ,起下油管 3243根 ,管串长度达 31283 . 69 m ,成功起出封隔器 3 个 、 水力锚 2 个 ,滑套喷砂器 1 个 ,井下节流器 2 个 ,平 均起下钻速度 147 . 2 mh 。应用 实 例 : 苏 D 井 是 苏 里 格 气 田 的 一 口 采 气井 ,于 2008 年 完 井 , 带 压 施 工 前 日 产 气 0 . 14 104 m3 ,油压 2 . 72 M Pa ,套压 18 . 83 M Pa ,该井内留 有采气节流器 ,打捞造成节流器断颈无法打捞 (见图1) 。作业目的是带压起 、下井内生产管柱 ,进行套管 腐蚀检测 。57第 22 卷 第 3 期杨红斌等 :气井带压作业技术研究与应用该井施工主要分为以下六个步骤进行 :第一步 :进行带压油管内堵塞 ;采用钢丝传输打 油管桥塞 ,位置为 1806 m ,放油管压力由 2 . 72 M Pa 降至 0 ,验证桥塞坐封效果 。第二步 :带压导出带堵塞器油管及节流器 ;带压起油管 189 根 ,套压 9 . 0 M Pa ,采用井口倒扣方式导 出带堵塞器油管及节流器 。第三步 :二次堵塞 ;电缆传输油管内打桥塞分别 至 1830 m 和 1821 m ,分别封堵封堵工具串下部尾 管和喷砂滑套上部油管 。第四 步 : 起 尾 管 及 工 具 串 ; 带 压 起 出 油 管 193根 , K3442114 分层压裂钻具一套 。第五步 : 套管腐蚀检测 ; 带压采用 40 臂井径仪 对套管腐蚀进行检测 。第六步 :下油管完井 ;带压下带堵塞器油管 382根 ,座油管悬挂器 ,打开堵塞器完井 。环境污染问题 ,达到了节约能源 、减少了气层伤害 、延长了气井寿命 。(3) 带压作业与常规作业相比 ,有其不可比拟的 优越性 ,由于其在油管腐蚀穿孔 , 分层压裂管串卡 钻 ,尾管堵塞等方面存在技术瓶颈 , 需加大科研力 度 ,提升复杂井的气井带压作业能力 。(4) 在每个新区快进行气井带压作业 ,建议进行 油管腐蚀监测 ,了解整个区块的油管腐蚀状况 ,逐步 每个区块的油管腐蚀档案 ,为下步进行气井带压修 井作业方案的制定提供依据 。(5) 气井带压作业技术在国内处于起步阶段 ,在 人员培训 、设备检验 、施工标准化等方面比较欠缺 , 急需进行加强与完善 。参 考 文 献于燕. 国内带压作业技术应用现状调研 J . 试采技术 ,2009 , (3) :36 - 39 .孙永明 ,李迪洋. 带压作业现状与发展浅析 J . 油气田 环境保护 ,2011 , (6) .辛子全 ,祁万顺 ,等 . 青海油田带压作业技术的应用 J .青海石油 ,2011 , (2) .李宝军 . 带压作业技术在涩北气田的应用 J . 科技创新 导报 ,2011 , (15) .1结论与建议(1) 长庆油田属于“三低”油气田 ,常规作业对地 层造成的伤害严重 ,在长庆油田开展带压作业技术 意义重大 。(2) 气井带压作业解决了常规修井与储层保护 之间的矛盾 ,避免常规压井作业造成的储层伤害和5234本文收稿日期 :2012 - 11 - 12 编辑 :方志慧(上接 54 页)(4) 卡瓦式打捞筒因尺寸限制等原因 ,结构强度 不足而打捞失败 ,并使部分卡瓦片落井 ,造成卡阻 。打捞工具须根据现场实际情况临时改进和设计 ,以提高工具使用效果 。(5) 柔性的连续油管在油管内弯曲 ,必须考虑液 压冲击整装置工具 。结论与认识4(1) 使用 50 mm 钻杆 ,通过缩颈管整形鱼头 、液压冲击整形鱼头 、卡瓦打捞 、母锥打捞等 ,采用起 油管挂带连续油管方式 ,在 88 . 9 mm 油管内将落井的 4708 . 0 m 连续油管捞获并顺利取出 , 其工艺是成功的 。(2) 由于管柱内径限制 ,打捞工具较小 ,造成其 强度难以保证 ,须选用高强度材料加工或改进工具 。(3) 因井筒 (油管内) 空间限制 ,选用带卡瓦 、铣 齿或合金块等的工具时 ,必须考虑工具的小碎部件 脱落造成的落物卡等复杂情况 。应减少易产生小件 落物的工具的入井机会 。(4) 鱼顶可能随时发生缩颈 、劈裂等变化 ,解卡参 考 文 献郭 兆 光 . 连 续 油 管 疲 劳 的 力 学 试 验 分 析 J . 油 气 井 测试 ,2012 ,21 (5) .富玉海 ,王风锐 ,等 . 泽 10270 X 井双层砂卡管柱打捞处 理工艺 J . 石油钻采工艺 ,2009 ,31 ( S2) .罗超 ,陈喜河 ,张卫贤 ,等 . 套铣穿越打捞一体化技术的研究和应用 J . 油气井测试 ,2012 ,21 (4) .赵旭升 . 连续油管柱设计时需考虑的问题和疲劳预测探 讨 J . 油气井测试 ,2007 ,16 (5) .赵旭升 . 连续油管设备技术指标优选 J . 油气井测试 ,2007 ,16 (1) .12345本文收稿日期 :2013 - 02 - 28 编辑 :方志慧78油 气 井 测 试2013 年 6 月ment is more difficult . So , plastic pipe , special female co ne and special2shaped fish shut tle hanger are designed. Through t he use of hydraulic impactor to dress fish top , hanging wit h fishing and ot her measures , t he lengt h of 4700m , 273 kN of 50 . 8mm hanging coiled t ubing fish are ret rieved successf ully , whose p rocess and tools applicatio n has unique characteristics.Key words : down2hole operatio n , coiled t ubing , salvage , p rocessStudy and Appl ication of Workover Operation in Gas Pressure Well. 2013 ,22 (3) :5557Y an g Hon gbi n , X u Y i n g x i n , L i u Zhiyon g , X ie T ao ( Dow n2Hole O perat ion W orkover Com pany , Ch u anqi n g D ril l i n g & Ex plo2rat ion En gi neeri n g L i m i ted Cor perat ion)To series p roblems of blocking in p ressured t ubing , lowering inout big OD st rings , and hanging liners , and using S29 p ressured wor kover equip ment , t hrough hard researches , it is smoot hly tested of t he p ressured operatio n in 4 gas wells in Chang Qing gas field , which set a good example for f urt her implement of wor k2over technology.Key words : p ressured wor kover , t ubing bridge plug , t ubing plug , t hrot tleWell Testing Technology of Heavy Oil in Loose Sand of Shallo w Formation in East of South China Sea. 2013 ,22 (3) :5861Gu an L ij u n ( CN O O C L i m i ted Cor porat ion , S henz hen B ranch Com pany)To p roblems of heavy oil reserves in loose sandsto ne of shallow formatio n in east of Sout h China Sea , deeper seawater and mud tem2 perat ure being low to f reezing point , selecting co mp rehensive co nt rolling or p reventing to p roduct sand tech of artificial lif ting met h2 od , p reparing well2bore and designing well testing st ring , dealing wit h sand o n surface and co nt rolling flow p ressure , and heating and heat p reservatio n for crude oil in well testing st ring and pipe o n t he surface , it not o nly co nt rol p roducing formatio n sand to gain much big p roductio n yield , but also acquire f ull testing data , which p rovides an important technical guarantee for t he exploratio n to shallow formatio n and has a reference sense for testing in t he similar reservoir of ot her area .Key words : east of Sout h China Sea , loose sandsto ne of shallow formatio n , heavy oil , well testingAppl ication of Integrated Technology of Oil Test and Acid Fracture in Oil and Gas Reservoirs with High Sulf ur Content. 2013 ,22 (3) :6264 ,67Pan Y an pi n g , Zhan g S hil i n , T i an S heng m i n , J i an g Youcai , Han X i an ghai , He X i n w ei ( Dow n2Hole S erv ice Com pany , B ohaiD ril l i n g an d Ex plorat ion En gi neeri n g Cor porat ion)Integrated p rocess of oil test and acid f ract ure makes t rue t hat o nce time of st ring co mpletes perforatio n , p roductio n , acid f ract uring and seal and ot her operatio ns. Through t he experiment in Dagang oilfield of oil and gas field wit h high co ntent of sulf ur , t he tech2 nique can not o nly obtain liquid , p roductio n , p ressure and ot her related parameters , but also in t he p rocess of lowering st ring opera2 tio n , t he well2bore and being co nnectivity wit h formatio n , blocking t he hydrogen sulfide sources , which ensures t he safety operatio n in well of co ntaining high sulf ur .Key words : high sulf ur co ntent , oil test , acid f ract uring , technology integrated technology , securityResearch on Design f or Ultra High Hole Density of Perf orator. 2013 ,22 (3) :6567Fan Yong m i n g , Zhou L i n g , W an g W enk ai ( Dow n2Hole O perat ion Com pany , B ohai D ril l i n g an d Ex plorat ion En gi neeri n g Cor2 porat ion) , Guo S hen gy an ( Resea rch I nst i t ute of D aqi ng Perf orator Pl ant ) , Gu Gu an gqi ng ( Prod uct ion Tech nology Resea rch I n2 st i t ute , Hu abei Oil f iel d Com pany)The design met hod of using cluster initiatio n technique for pet roleum perforator ult rahigh densit y of 102 m , high dense hole powder cover and large diameter perforator hole 60 hole m for 127mm perforating gun and high dense hole powder mask deep perforating de2 vice applying 102mm perforating gun have been successf ully developed , which greatly imp roves t he density of gun perforator , effec2 tively raises t he effect of perforating , up grades oil and gas p roductio n yield , p rovides a new idea and op tio n for oil and gas develop2 ment .Key words : perforatio n , high perforatio n density , cluster initiatio nMyanmar Irra wa ddy Basin Exploratory Testing Practices and Kno wledge of Fracturing. 2013 ,22 (3) :6871L i x i ngch u an ( Chi n a S i nopec I nter n at ion al Pet roleu m Ex plorat ion an d Develop ment , W est A si a2N ort h A f rica Region Com pany) , S u Q i n , J i an g Zhi j u n ( Chi n a S i nopec I nter n at ion al Pet roleu m Ex plorat ion an d Prod uct ion En gi neeri n g Depa rt ment ) , L u Y u nz hou , Y u an J i h u a ( Chi n a S i nopec I nter n at ion al Pet roleu m Ex plorat ion an d Develop ment B u r m a Project Depa rt ment )In t he Irrawaddy basin Myanma oil and gas exploratio n well f ract uring wor k for t he first time , make sure t hat t he wor k area of t he st ri ke2slip co mp ressio n st ress state ( t ype) ; under t he small f ract uring test , adjust t he main sand f ract uring p rogram , in t he designof t he whole co mbinatio n DS T3 layer ceramic plans , ensuring t he operatio nal safety sand smoot h implementatio n. Af ter t he outp ut of a high2p ressure co ndensate , high viscosit y Intermediate oil , t hat by hypoto nic and multip hase flow and viscous effect s , a significant no n2Darcy flow characteristics , flow resistance will be greater , is t he co mpletio n and af ter p ressure testing low outp ut insufficient sup2 ply capaci