气井带压作业技术装备升级换代之路——现场试验进展

带压作业是近年来井下作业技术发展的新亮点,是稳定和提高单井产量的一把利剑。为了加速气井带压作业装备和技术升级,适应勘探开发发展趋势和生产需求,中国石油天然气集团公司找准着力点和突破点,组织实施了气井带压作业技术与装备现场试验。项目实施过程中不断创新,集中优势资源,实施一体化管理,确保现场试验科学安全。依托川渝页岩气大开发机遇,先后实施起下管串、带压钻磨铣等现场试验60井次及隐患井治理13井次,有效保障了致密气、页岩气等非常规油气开发效果,实现年增产14400×104m3,直接经济效益2亿元,取得显著成效,技术装备实现升级换代,作业实力大幅提升。     

液化气管线带压动火补漏方法

在贮装液态丙烷管线上带压动火被认为是禁区,中原油田液态丙烷管道发生泄漏,采用手工电弧焊带压动火补漏取得成功。本文介绍了该动火作业现场条件、补漏方案、补漏安全措施及现场补漏的具体实施过程。本次动火补漏实践证明,只要补漏方案安全可行,施工程序合理,现场实施严格认真,对贮装丙烷液的管线是可以采用手工电弧焊进行带压动火补漏的。     

带压作业工艺技术的研究及应用

随着西南页岩气田大规模商业化开发,与之相配套的完井技术仍未成熟。为了最大限度发挥页岩气井开发潜力,保护和维持地层的原始产能,避免产层污染,引进高压带压作业设备,优化配套装备及研制关键工具、研究带压作业工艺技术、开发模拟软件和仿真培训系统,满足井口压力35MPa以下气井带压作业完井技术的要求;建立带压作业安全评价方法,形成了技术规范。西南工区现场应用80井次,施工成功率100%。     

车载一体化火驱点火装置研制与应用

稠油火驱开发成功的关键是油层点火。为了实现经济、高效、安全的工业化点火要求,研制了车载一体化火驱点火装置。应用该装置可方便、快捷、安全地进行电热点火器的带压提下作业及点火作业过程的控制。经现场试验,证明了新工艺及装备的可行性与可靠性。     

双根起下的带压作业系统

常规带压作业施工存在起下速度慢、施工难度大、安全风险高、施工时间长、作业成本高、设备规模大和搬安效率低等问题。鉴于此,开发了双根起下的带压作业系统。该系统通过修井机与带压作业装置的合理匹配,设计增加双根排放飘台,充分利用修井机动力,使两套装置动力集成化,实现了带压作业施工双根起下,大幅度减少了现场搬安工作量,缩短了作业时间;双根排放飘台与带压作业装置工作平台一体化设计,安装迅速,运输方便;将原装置远程控制室改为井口操作台,带压操作时各岗位之间沟通及时准确,提高了带压作业的安全性。现场试验及应用结果表明:双根起下4趟管柱比单根起下4趟管柱缩短40 h,每井次搬安可节约20 h,综合施工效率提高16. 7%以上。双根起下的带压作业系统解决了常规带压作业施工中存在的诸多问题,并且具有良好的经济效益和社会效益。     

独立式带压作业旋塞抢喷装置的研制与应用

油井修井作业过程中,一旦发生井喷,若处理不及时或处理措施不当极易导致井喷失控,将直接影响作业施工人员和设备的安全;独立式带压作业操作时距离井口装置较高,旋塞阀安装不能利用现有的抢喷装置进行安装,只有靠手动安装,但是,独立式带压作业使用大通径旋塞阀,外径较大,重量是普通旋塞阀的一倍还多,因此,用人工的办法更是存在较大的安全隐患和较低的安装成功率;为此,研制出一种独立式带压作业旋塞抢喷装置,解决了独立式带压作业防喷的问题,通过现场应用,取得很好的社会效果。受到甲方的高度赞扬。     

采油树背压阀新型带压取送一体化工具研制与应用

常规采油树背压阀带压取送工具在取送背压阀期间，经常发生摩擦扳手打滑、掰断，背压阀难以取出的问题；且因背压阀取送工具头分别设置，取送背压阀时造成工具混淆。针对常规带压取送工具在实际作业过程中出现的问题，设计了新型带压取送一体化工具，从室内评价及现场的成功应用。证明了该新型背压阀带压取送一体化工具结构合理，操作简单，性能可靠，满足施工作业要求，具备现场应用条件。     

新型独立式带压作业设备的研发与应用

针对现有带压作业设备在高压油气井开发中存在的承载和承压能力不足及安全性和可靠性差等问题,创新研制了新型独立式带压作业设备,开展了卡瓦无损加载技术、高压密封控制技术和多点精确控制技术等方面的研究。新型独立式带压作业设备在南美地区油气田已顺利完成17口井带压作业,作业井最深达4 267 m,井底最大压力30.2 MPa,最大提升载荷840 k N,设备提升速度0.8 m/s,下压速度0.8 m/s,全套设备安装时间13.5 h,完井后拆装搬家时间7.5 h。该设备实现了大吨位油气井带压作业设备的系列化和国产化,有效提升了我国石油装备研发及制造能力。     

BYJ70独立型不压井作业装备的研制

为了拓展国内带压作业的应用范围,满足国内不压井作业装备的多样化需求,成功研制了BYJ70独立型不压井作业装备。该装备为橇装结构,其主体设备采用整体移运、整体吊装的方式,主要部件由液压动力系统、起升下压系统、单根起下装置、液压控制系统、井控系统和辅助配套装置等组成,具有对中性好、安装周期短、作业不伤管柱、效率高、设备检修和更换易损件方便等特点,能将带压作业从单纯的小修作业拓展到大修作业领域。目前该装备已完成厂内型式试验,各项技术指标均达到设计要求。     

带压作业装备的过去、现在与未来

带压作业装备(Snubbing)自1928年Herbert C. Otis首创至今已有90年历史,获得了油气田开发过程中的立足点。回顾Snubbing国内外的发展历程,模拟仿真技术、设计制造水平、自动化推动了不压井作业技术的进步。目前,带压作业装备的发展趋势是高可效化、高安全性、智能化。为此,本文对某些技术关键点与今后的研究方向提出了建议。