不压井作业技术介绍

不压井作业技术介绍北京托普威尔石油技术服务有限公司TOPWELLSERVICESINC.目录前言不压井技术简介－概念及意义－国外技术现状－国内技术现状－国内市场需求－我公司现状应用实例结束语前言在油田生产中，几乎所有的油层在从勘探到开发及后期的维护过程中都会受到不同程度的损害。在我国现有的油气层保护技术中，大都从优化压井液或井筒液方面来尽量减少对油气层的损害，还从没有一种真正意义上的油气层保护技术。但不压井技术的引进为此提供了可能。不压井作业技术就是在带压条件下进行作业的一种方法，目前这项技术在国外的推广应用率达到了90％以上，特别是北美和中东重大油气产区，为油公司带来了巨大的社会和经济效益。我国从六十年代也开始了该技术的研究，并获得了一定的研发经验和作业效果，但是由于当时对该技术认识不足，以及液压元件制造水平较低等原因，始终没能得以推广。应用不压井作业技术有许多优点：最大优点在于它可以保护和维持地层的原始产能，减少酸化和压裂等增产措施的次数，为油气田的长期开发和稳定生产提供良好的基础。从社会效益来讲，由于原始地层得到了很好的保护，油气层的产能得到了相应的提高，从而可以最大限度的利用我们地下的油气资源。从经济效益来讲，采用该技术可为油公司节约大量用于压井的成本，节约修井作业周期。对水井而言，作业前不需要停注放压，免去常规作业所需压井液及地面设备的投入，省去了排压井液的费用，无污染保护了环境。不压井技术简介概念不压井作业是在带压环境中由专业技术人员操作特殊设备起下管柱的一种作业方法。意义为油气田的勘探开发提供了一个新思路解决了压井作业中的一些技术难题最大限度的保持原始产层状态，正确评价油气藏避免产层遭受污染，从而提高了产能和采收率减少了修井作业次数，降低了作业费用保护环境，符合HSE的要求不压井作业发展现状国外1929年：HerbertC.Otis提出了不压井作业这一思想，通过钢丝绳和绞车控制油管的起下。1960年：CiceroC.Brown发明了液压不压井作业设备用于油管起下。1981年：VC井控服务有限公司设计出车载式液压不压井作业机，使不压井作业机具有高机动性。目前北美地区90%以上的气井采用不压井作业,其它高油气产量国家也已大量采用该方式。不压井作业已发展成为提高油气田采收率和保护油气藏的重要生产手段。经过四十多年的发展，目前国外不压井作业范围已经涉及：欠平衡钻井；小井眼钻井、侧钻；带压起下油管、套管或衬管；带压钻水泥塞、桥塞或砂堵；酸化、压裂、打捞和磨铣；挤水泥、打桥塞和报废井作业；带压情况下，故障井口和闸门的更换。不压井作业发展现状国内60年代我国研制出钢丝绳式不压井装置，利用常规通井机绞车起下管柱，靠自封封井器密封，操作复杂、安全性差。70年代末开发出撬装式液压不压井装置，用于低于4Mpa的修井作业。但由于对该技术认识不足和液压元件的缺陷，未能推广。80年代我国研制出了车载式液压不压井修井机，工作压力不高于6Mpa，但存在设计和密封方面的缺陷，由于安全和可靠性差，也未能推广。2002年我公司自国外引进了国内第一台工作压力在35Mpa的液压式不压井作业机，填补了国内该行业该作业压力的空白。到目前为止，我公司已经在大港油田和长庆油田成功地施工了7口井口压力在10～35Mpa的油气水井，取得了用户的高度评价。国内市场需求现我国大部分油气田已经进入中后期开采阶段，油气井压力逐年降低，而高压井和较高压油气井的比例不大，现无论是低压井在常规压井作业中防止出现地面环境污染问题，还是中高压井中采用常规压井作业防止压井液污染地层、保持地层压力场、提高生产效益等方面均迫切需要采用不压井作业工艺。国内市场需求低渗透油田：对于该类油田，目前国外的许多油公司都是从解开产层开始就实行全过程的欠平衡钻井、对后期的完井和修井全过程进行不压井作业，这样就最大限度地保护油层、提高了采收率、减少了对油层进行酸化压裂的施工次数。古潜山构造的井：由于古潜山的地质构造比较复杂，且在初期勘探评价阶段对地层的认识程度又相当有限，进行常规勘探时，由于使用密度较高的压井液，后期进行测井时，由于不是在原始地层状态下进行的，很可能会出现解释错误，甚至错过了油气层，若利用不压井技术进行全过程欠平衡钻井，则会最大限度的保持地层的原始状况，从而大大降低测井解释的失误率，在后续的完井和试油过程中继续使用不压井技术，可以有效的保护油气层。孔隙－裂缝型或显裂缝型储层：这类储层，钻井、钻井或修井液漏失严重、污染地层，且在钻井、完井或修井作业过程中易发生大漏和大喷现象，易发生安全事故、造成破坏地层和环境污染。所以这类油气井更需采用该技术来避免此类问题的发生。国内市场需求气井：因为气井压井作业会造成严重的地层污染，从而使气井产能损失20％以上，有的气井可能因压井而无法复产。但是不压井作业技术可以避免任何压井液进入地层，从而真正解决气层保护问题、最大限度地保护产能、延长采收期。注水井：与常规作业相比大大缩短了修井作业的时间、避免污染井场周围的环境，符合HSE要求、避免影响注水井周围受益井的正常生产。故该技术的大面积应用，将会大幅提高注水区块的采收率，为主水工程的顺利实施提供了有力的技术保证。国内市场需求综上所述，由于不压井作业技术有其独特的优势，而且在国外是作为一项相当成熟的技术在广泛应用，所以根据目前国内油气田状况，该技术作为一项保护油气层和环保的新技术、新工艺有其广阔的应用空间。TOPWELLSERVICESINC.始建于2002年，是中美合资的高新技术企业，拥有国内第一台车载液压式不压井作业机，是国内唯一一家提供不压井作业技术服务、咨询、致力于不压井作业技术在国内推广应用的公司。公司简介我公司自成立之初就为了适应我国油气田当前发展的需要，一直致力于不压井作业技术的推广、应用。近期将与美国最大的不压井技术服务公司CUDD公司合作，共同推动我国不压井事业的发展。CUDD公司拥有成熟的不压井作业技术，处理过各类油气井，并有过作业压力100Mpa以上的工作经历。目前我公司正准备引进CUDD公司先进的不压井作业技术和井控设备，通过合作，利用其经验和技术，来弥补和发展我国不压井作业技术。我公司引进了第一台不压井作业设备后，随着配套技术和设施的不断完善，可对各类探井、气井、油井和注水井进行作业。公司简介我公司目前不压井技术作业范围涉及：井口关井压力低于35Mpa的各类油气水井带压起下油管新井完井射孔、老井补孔（电缆或油管传输方式）酸化、压裂带压钻塞、冲砂水井解堵工艺措施业务简介业务范围随着我们设施的配套完善和CUDD公司合作的深入，我们不压井作业范围可扩展到：－欠平衡钻井－小井眼钻井、侧钻－带压情况下故障井口和闸门的更换－各种井下落物的处理设备简介下推力430KN工作压力35Mpa行程3.6m通径71/16”（179.38mm）连接方式：７1/16”5000R-46环形法兰车载液压式不压井作业辅助机设备总重29.2t设备尺寸：11.43m×4.06m×2.59m举升力660KN整体分四部分：--举升系统--卡瓦组--防喷器组--工作台移动重力卡瓦举升机板移动防顶加压卡瓦液压钳举升机液缸环形防喷器上闸板防喷器平衡放压四通下闸板防喷器下工作台固定重力卡瓦固定防顶卡瓦上工作台被动旋转盘控制面板作业井口设施设备结构图钢丝桥塞承受上下压差：7500psi(50Mpa）耐温：250°F（121.2℃）长度：2.240m材质：17/4P.H.不锈钢防硫化氢指标：5％油管封堵工具堵塞器堵塞器坐落接头承受上下压差：1000psi(70Mpa）耐温：275°F（135℃）长度：堵塞器530mm;坐落接头200mm材质：13Cr不锈钢适用于腐蚀性的酸性环境油管封堵工具钢丝作业封堵油管，座封的钢丝桥塞控制油管内流体的喷出工作原理拆除采油树，井口安装防喷器组，防喷器组上面安装不压井作业设备。不压井作业设备控制油套环形空间压力。工作原理当井压上顶力小于管柱自重时；用修井机提升系统起下管柱工作原理当井压上顶力大于管柱自重时，用不压井作业机举升系统起下管柱工作原理应用实例大港不压井项目简介房28-36井基本概况注水井。井深：3108m。井段：2942～3076.1m。关井压力油压12Mpa、套压11.5Mpa。注水井段3030.9~3076.1m，注水方式：正注。2002年11月26日，油压33.8Mpa，套压33.2Mpa，配注：30m3，实注：25m3。施工目的是补孔合注。施工存在问题•根据地质方案要求，11月27日停注放压，计划作业。至2003年1月18日，放压时间长达53天，而油压仅放至12Mpa，套压放至11.5Mpa。•为避免放压时间过长，以保持地层压力，同时也为了尽快上修作业，避免或减少周围受益油井损失，甲方决定采用不压井技术尽快进行作业。房28-36井施工过程•在带压11.5Mpa的条件下，应用不压井作业技术，完成了该井硬探沙面、起油管、下电缆枪补孔、下完井管柱的施工。完井后立即注水施工。房28-36井施工结论在带压11.5Mpa的带压条件下，应用不压井作业设备，完成了该井的硬探砂面、起油管、下电缆抢补孔、下完井管柱的施工，达到了施工目的。解决了水井因长期放压而无法作业的问题减少了作业过程中的油层污染。施工完后，2月1日开井，注水方式：正注，油压21.5Mpa，套压21Mpa，配注100m3/d，实注95m3/d。房28-36井施工目的为充分落实滨三油层的潜力，要求起出井内射孔管柱，对39号层附近进行井温测试，以确定39号层周围是否串槽，根据井温测试结果再定下步措施。港中105斜1井基本概况施工前简况油井，2003年2月20日上修，上修前油压为0，套压10.5Mpa，正压井15Mpa不通，套畅出液60方/天，油2吨/天。分析泥浆沉淀物堵塞油管造成油套不通。港中105斜1井施工前简况如果该井采用泥浆反挤压井，必然造成井筒液和井底泥浆挤入地层，从而对油层造成严重污染，这会严重影响到甲方录取资料的准确性和可靠性。为了取全取准该井的资料，进行科学油藏评价，最后甲方选择应用了我们的不压井作业技术来解决这个问题。港中105斜1井施工过程•下桥塞至油管堵塞点封堵油管•拆井口，安装双闸板防喷器和不压井作业设备。起出桥塞以上油管•捞出桥塞，反洗出堵塞油管的泥浆•投桥塞至筛管上部油管，起出剩余油管及射孔枪•下油管探砂面并冲砂至人工井底•起管至完井深度，坐悬挂器，关封井器；拆不压井作业设备，不压井作业完港中105斜1井施工结论该井采用不压井作业技术，避免了反挤压井对地层伤害的问题在无法正常压井作业的情况下,实现了取全取准资料的施工目的为该区块下步科学正确的评价打下了良好的基础。港中105斜1井长庆不压井项目简介9月和10月份，我公司在长庆苏里格气田实施不压井作业四口井（桃5井、苏35-25井、苏33-18井、苏36-18井）。施工目的和意义为了提高气井携液能力，优选评价苏里格气田气井采气管柱结构，开展由27/8″油管更换为23/8″小油管的试验。采用常规压井作业工艺，长庆油田已实施了3口井的更换油管工作，但存在压井作业后气井复产困难，且复产后很难恢复到原先的产能的问题，故四口井选用不压井作业工艺。四口井的管柱结构一样，采用的不压井作业工艺也一样，故选择桃5井举例说明。施工简况桃5井原井管柱图基本数据采气井口规格：KQ-70悬挂方式：上法兰式悬挂生产油管最大外径φ148mm（封隔器）最小内径φ50.0mm（封隔器）φ73.0mmFOX油管，内径φ62.0mm井下工具该井在2003.5.11-8.8关井进行了一次压力恢复测试，油压从6.6Mpa恢复到12.5Mpa；套压从7.0Mpa恢复到12.5Mpa；井底压力从9.04Mpa恢复到15.97Mpa。2003.9.19作业前该井油压为10.2Mpa，套压10.2Mpa，日产气量2万方。施工前简况施工程序桃5井油管为上法兰悬挂式，无法安装作业设备，进行不压井作业施工前油套管要先注胶塞封井更换井口。然后安装压井四通和双闸板防喷器，连接放喷管线，套管和油管放喷。起油管下油管捞