带压钻顶塞、处理压力异常井筒工艺技术研究

周会刚（中原油田分公司采油四厂，河南 濮阳 457176）

带压钻顶塞、处理压力异常井筒工艺技术研究

周会刚（中原油田分公司采油四厂，河南 濮阳 457176）

随着油田发展的需要，每年都有大量长停井利用及废弃井永久性封井，由于部分长停井井筒填埋、浅层注灰塞、稠油、蜡质堵塞，造成井内圈闭高压油气，极易在作业施工中造成突发井喷、顶钻事故发生，給作业施工带来较大安全风险，加大了施工难度。

钻顶塞；处理井筒；圈闭压力；防顶卡瓦

由于历史原因及井口生产环境、生产井况等因素影响，造成部分长停井井筒套管堵塞，井内圈闭高压油气压力，给作业施工带来较大井控风险和施工难度。归类分析由以下原因造成井筒堵塞与井内压力异常：

(1）油田早期开发过程中针对低产、低效无开井价值的油水井，采取停井封井处理，由于当时对井况管理认识上的不足，一般封井只在井口附近50-300m井深处采取注水泥封井，长期关井井内压力发生变化，造成该类井井筒内圈闭较高油气压力，一旦钻开灰塞会造成井内压力突然释放，发生顶钻及井喷风险。

(2）部分长停井早期井口部件有丢失，造成井口附近井筒被土块杂物填满，井内圈闭油气压力，在老井利用处理井筒作业施工时，易造成井喷风险。

(3）部分长停井早期生产时井内原油蜡质含量较高，在井口液面位置，蜡质死油堆积，造成套管堵塞，长期关井井内圈闭压力，存在作业施工风险。

(4）部分关停井早期采取套管放压生产，在井筒较浅部位，井内温度较低状况下，由于井壁附着蜡质或死油堆积堵塞井筒，长期关井造成井内圈闭压力。作业施工存在安全风险。

(5）溢流井作业施工起下大直径工具时，当浅部套管结蜡及死油较多时，随着大直径工具在井内的移动，会造成蜡质堆积堵塞油气通道，较长时间管柱堵塞会造成井内压力圈闭，造成顶钻事故发生。

(6）部分长停井早期地层能量较低，采取浅层注灰封井，后期区块高压注水见效，在灰面下部油层与注水层联通较好，圈闭较高地层压力，在钻穿灰面施工时易造成井喷及顶钻事故。

1 解决思路及方法：

为降低施工风险，实现安全、高效处理井筒作业，需解决以下几项难题：

①井口配置的井控设施，能够满足施工过程中的井筒压力控制，防止井内高压油气的突然释放与喷出；

②管柱配套内防喷工具，能够满足管柱内工作液循环施工与井内压力控制；

③井口配套防顶设施，能够防止管柱上顶；

④井口配套管柱控制加压起下装置，能够满足在控制压力状态下的加压起下钻操作；

⑤管柱配套旋转动力装置，能够满足钻磨铣施工需求。

2 带钻顶塞处理井筒工艺措施

2.1 井控设施配置：

①利用带压作业设备配套的环形防喷器及闸板防喷器来实现油套环空压力控制；

②利用带压作业设备配套的防顶卡瓦实现管柱控制，防止井内压力顶出管柱；

③利用带压作业设备配套的加压液缸配合防顶卡瓦实现加压状态下的起下钻操作。

2.2 施工管柱组合配置：

施工管柱组合：磨铣工具+螺杆钻具+内防喷工具+油管+油管旋塞。内防喷工具采用双向洗井阀、防喷单流阀等工具，实现循环施工与管柱内压力控制。

①利用带压作业配套的内防喷工具实现管柱防喷与过流施工；

②管柱配套过滤器进行防颗粒物质过流，防止内堵塞工具堵塞或工作异常；

③利用配套的磨铣钻头及螺杆钻具满足旋转钻进施工需求。

2.3 带压钻顶塞、处理井筒施工操作规程：

①长期关停井上修作业前，先进行井况分析与现场勘察落实工作，科学编制施工设计，制定井控预案，消减施工风险。

②进行井筒校深和对井筒反复挤压高温高压液体，落实井筒是否堵塞及堵塞深度，判断分析井内是否圈闭高压油气压力，针对性制定施工措施及安全、技术要求。

③安装调试带压作业装备、井控配套设施，确保设备齐全、完好，试压合格。

④开展现场技术交底及应急演练，提高现场施工人员应急处置突发事故能力。

⑤检验入井工具、钻具质量合格，规范操作，并采取井内钻具防脱扣措施。

⑥带压作业设备、地面管汇，按标准试压合格，水龙带进口加装控制闸门便于压力控制和应急。

⑦井口连接放压流程管汇，必要时井场配备放喷溢流池及气体点火火炬，便于放压与防喷。

⑧施工过程全程利用环形防喷器进行油套环空防喷控制，钻进、活动管柱或接换单根时必须由一级固定卡瓦或游动卡瓦控制管柱，防止钻具顶钻或滑脱。。

⑨磨铣采用加压液缸进行加压钻进，随时观察循环泵压、排量、加压液缸吨位变化，分析判断井内钻具工作状态是否正常，防止憋钻、卡钻及钻具脱落事故发生。

⑩为降低施工风险，带压钻顶塞、处理井筒作业期间应尽量避免夜间操作施工。

3 带压钻顶塞、处理井筒工艺原理及技术优势

3.1 带压钻顶塞处理压力异常井筒工艺原理

利用带压作业装置配套的环形防喷器实现施工过程中的动密封防喷，使作业施工过程油套环空始终处于控制和防喷状态；利用闸板防喷器实现静止状态下的油、套环空高压密封或空井筒状态下的井筒内压力控制；利用游动卡瓦、固定卡瓦、配合液压举升缸交替使用，解决浅层管柱防顶控制和加压起下控制，且较好解决浅层螺杆钻具加压磨铣管拄反转的问题；管拄配套内防喷工具较好解决井内管柱的防喷问题和带压状态下的循环冲洗问题。

3.2 带压钻顶塞、处理井筒主要技术优势

(1）带压钻顶塞、处理井筒配套的井控设施为带压作业设备，配套齐全，操作方便，安全级别高，能较好满足作业施工的井控要求。

(2）带压钻顶塞处理井筒施工既能实现管柱静态防喷，又能实现动态密封，既具有防顶功能，又具有加压起下作用，能较好解决管柱在带压状态下防喷、防顶，加压起下的施工难题。

(3）带压钻顶塞、处理井筒能够满足施工全过程的防喷、防顶需求，消除了常规作业操作过程中存在的安全防护不到位的事故隐患。

(4）利用带压设备进行钻顶塞、处理井筒，操作方便，安全级别高，是一种安全、清洁、高效的作业方式。