油水井带压作业技术组成与发展
2017-03-03王子磊辽河油田工程技术处辽宁盘锦124010
王子磊（辽河油田工程技术处，辽宁盘锦124010）
油水井带压作业技术组成与发展
王子磊（辽河油田工程技术处，辽宁盘锦124010）
带压作业技术具有能够有效保护地层状态、改善油气藏开发效果以及环保节能减排等优势，是油气水井作业领域的一项革命性技术。本文从技术原理、装备、工艺等方面阐述了带压作业技术的组成内容，介绍了国内外带压作业技术的发展情况，提出了今后带压作业技术的发展方向与研究重点。
带压作业技术；带压作业机；油管封堵技术
带压作业技术是指在油气水井井口有压力的情况下，利用专门设备在井筒内进行作业的一项技术，作业内容通常包括修井、完井、压裂酸化以及井控抢险等。应用带压作业技术可以避免常规作业洗压井造成的地层污染，避免井口放压、排液导致的地层能量下降及环境污染，能够有效保护地层状态，改善油气藏开发效果。
1 带压作业技术原理
带压作业的技术原理可以概况为“两控一防”：两控分别是指油套管环空之间压力的控制和油管内压力的控制，一防是指防止井内管柱在井压作用下上窜。
油套管环空之间压力的控制主要由不同的防喷器及其组合来实现，通常包括各类闸板防喷器、环形防喷器、球形防喷器或不同防喷器的组合，在起下管柱作业时通过若干个防喷器封住油管与套管之间的环形空间，控制井内压力从油套环空上涌。油管内压力的控制主要由油管封堵技术与工具来实现，每口井带压作业施工前、后需要采取不同的措施封堵住油管内腔，控制井内压力从油管内腔上涌。防止井内管柱的上窜主要由带压作业机来实现，具体是通过带压作业机的施力部分来实现，在井内压力作用于管柱上的力大于管柱自身的重力时对管柱施加一定的下压力，防止管柱上窜。
2 带压作业机分类及组成
带压作业施工需要由专门的设备即带压作业机（或称带压作业装备）来开展。
根据工作状况与功能不同，可将带压作业机划分为两种：辅助式带压作业机与独立式带压作业机，二者的最大区别在于是否需要修井机或钻机的支持来开展施工。辅助式带压作业机本身没有起下管柱的绞车系统，需要修井机或钻机配合才能起下管柱完成作业；而独立式带压作业机本身配有能够起下管柱的绞车系统，不需要修井机、钻机的配合就能独立起下管柱完成作业。
一个完整的带压作业机主要由五部分组成，分别是井控部分、施力部分、控制部分、提升部分、附属部分。其中井控部分的功能是控制井内压力、防止井喷，分为安全防喷器组与工作防喷器组，安全防喷器组是在发生紧急情况需要抢险以及作业停工需要长时间关井时使用，工作防喷器用于当起下管柱或进行各类措施作业时密封油套环空。施力部分用于对管柱施加一定的下压力，防止管柱上窜，主要由液压升降油缸、游动夹持卡瓦、固定夹持卡瓦、横梁框架等组成。控制部分是带压作业机的“大脑”和动力来源，用于控制带压作业机的防喷器、液压油缸、液动卡瓦、各类阀件的开关运行，主要由远程液控台、辅助控制台、动力箱组成。提升部分是针对独立式带压作业机来说的，用于悬吊、起下管柱，主要由绞车、钢丝绳、滑轮组及桅杆组成。附属部分是带压作业机的其余组成部分，主要包括工作平台、设备维护平台、爬梯、逃生设施、油管滑道等。
3 油管封堵技术
油管封堵技术是用来实现油管内压力控制，涉及地面动力设备、井口防喷装置、井下封堵工具以及相关工艺措施的一项综合性技术，影响到带压作业的施工安全与成败。
根据工艺手段的不同，可将油管封堵技术分为重力送入-压差坐封技术、钢丝或电缆送入-坐封技术、连续管送入-坐封技术、预置工作筒封堵技术、井下开关（阀）封堵技术、油管外封堵技术、化学胶塞暂堵技术、冷冻暂堵技术等，目前国内常用的是上述前面5项技术。
4 国内外带压作业技术发展情况
带压作业技术起源于国外，1928年北美第一次采用机械式带压作业手段,使用钢丝绳和滑轮系统连接到钻机绞车上提供下压力；1960年，第一台液压式带压作业设备诞生，提高了安全性；1980年，第一台车载液压式带压作业设备出厂，增强了机动性；90年代后，出现了模块化的带压作业设备，以适应海上作业。目前，北美地区带压作业技术应用有两个显著特点：一是应用范围非常广，特别是在气井作业方面，带压作业技术的推广应用率达到90%，每年气井带压作业量超过5000井次。二是技术水平高，目前作业井最高压力达到140MPa，最高含硫浓度达45%，最大井深超过7000米。
国内带压作业技术起步晚，1983年吉林油田研制出我国第一台拖车式一体化带压作业机，受限于技术水平，没有推广应用。2001年辽河油田自主研发出了国内第一台液压式带压作业设备，成功应用于高压注水井作业，拉开了国内带压作业技术发展与应用的帷幕。近年来，国内各油田积极推广带压作业技术，形成了较为完备的油水井带压作业技术体系，气井带压作业技术也取得了长足进步。
目前，国内带压作业在施工装备性能、油管封堵技术水平、施工效率、应用范围等方面与国外相比仍存在较大差距。
5 带压作业技术的发展方向
今后，国内带压作业技术将向高端化、高效化、系列化发展，技术与装备走向高端化，逐渐满足高压井、稠油热采高温井、水平井等复杂结构井的作业需要；施工效率显著提高，带压作业占井时间大大缩短；施工工艺更为完善，形成油、气、水井技术系列，涵盖带压修井、增产措施、完井等施工内容。
王子磊（1983－），男，工程师，现从事修井作业技术研究工作。
