渤海油田修井新型井口试压装置研究及探索

郭彪(中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津 300459)

0 引言

油气井井口装置是指油管四通、套管四通及相关配件，是用于悬挂、支撑、控制、调节等的采油气设备，其密封性尤为重要[1]。可利用手压泵泵入液压油对油管四通、套管四通进行试压，可利用泥浆泵泵入清水对油/套管四通相关的平板阀试压，验证井口装置密封可靠[2]。防喷器组是用于试油、修井、钻完井等作业过程中关闭井口，防止井喷事故发生，是油田常用的防止井喷的安全密封井口装置[3]。

渤海油田油气年产规模已达到3 000万t油当量[4]，仅自营油气田年修井工作量500余井次，修井作业中面临的最大风险是井喷失控。渤海油田生产管柱装有地面控制井下安全阀和固定在油管外壁的φ6.35 mm液压控制管线(以下简称“液控管线”)，可通过井口控制盘实现对井下安全阀的控制。修井作业拆完采油树后，部分井要先从油管挂颈部处回接液控管线，再从下往上安装升高立管、防喷器组在油管四通上，如图1所示，接着将液控管线引至钻台、从钻台下入提升油管至油管挂颈部丝扣，提升油管和液控管线构成了传统的井口试压装置，可利用其对防喷器组、升高立管试压。试压目的是为了在出现溢流时井控设备可对油气井的压力进行有效的控制[5-6]，试压合格后方可作业。同时液控管线回接至油管挂处，可实现反循环洗压井以及方便处理临时复杂情况，如生产管柱遇卡需下入钢丝、电缆工具串，过电缆封隔器胶筒无法解封导致憋压等。通过现场试验，液控管线回接后，关闭半封闸板防喷器进行试压，试压值至12.41 MPa时，闸板防喷器芯子处出现刺漏，压力持续下降，无法达到防喷器设计试压值，同时闸板防喷器液控管线被挤扁，如图2所示，会对闸板防喷器半封芯子造成一定损害，研究一种专用油管提升装置迫在眉睫。

图1 典型地面防喷器示意图

图2 挤扁的φ6.35 mm液控管线

1 专用油管提升装置实验

针对修井传统井口试压装置达不到防喷器试压值的问题，实验研发了专用油管提升装置—新型井口试压装置，如图3、图4所示。此装置将井口套管母接头提前接在油管挂上，安装立管后，直接通过油管提升套管公接头连接，液控管线通过提升上下接头隐藏在油管内部(见图4(b))，避免半封闸板防喷器试压时对液控管线的伤害。

图3 专用油管提升装置示意图结构

图4 专用油管提升装置实物

1.1 专用油管提升装置组成

专用油管提升装置主要分两个系统：一是油管提升功能，其主体是一根φ88.9 mm外加厚油管及油管短节，油管短节可根据实际修井油补距配长，可以达到普通油管提升的功能，装置内通径76 mm。二是井下液控管线联通功能，液控管线贯穿整个工具，上下连接后可以直接控制井下液控管线。

1.2 专用油管提升装置实验过程

装置设计、制造出来后，通过装置整体试压和液控管线线路试压室内试验验证了工具的可靠性。

1.2.1 装置整体试压

试压步骤：如图5所示，将装置上下连接φ88.9 mm外加厚油管短节；将装置一端链接丝堵堵死；在装置腔体内灌满液压油；另一端接上试压接头连接注油泵，注油泵打压20.52 MPa，稳压15 min压力不降，稳压合格，试压曲线如图6所示。

图5 专用油管提升装置整体试压

图6 专用油管提升装置整体试压曲线

1.2.2 液控管线试压

试压步骤：装置上端液控管线连接手压泵。下端井口套管母接头上液控管线孔用丝堵堵死。手压泵打压至35 MPa，稳压10 min压力不降，稳压合格。

2 专用油管提升装置现场应用

室内实验验证了专用油田提升装置的可靠性后，在渤海油田某平台修井现场进行了现场试验，试验结果表明专用油管提升装置可应用于修井。试验步骤：

(1)拆采油树。

(2)结合该井修井油补距，在油管挂与导入母接头之间配长4 m长的φ88.9 mm外加厚油管短节，然后用液控管线连接油管挂与导入母接头，如图7所示。

(3)安装升高立管至油管四通，如图8所示。海上地面井口装置和采油树的油管挂颈部为偏心结构，颈部中心点至升高立管最近距离大于井口套管公接头最大半径94 mm，也就是井口套管公接头不与升高立管接触，实现升高立管与四通对接。

图7 导入母接头与油管挂对接

图8 安装升高立管至油管四通

(4)组下导入公接头(图9)及以上部分，与导入母接头对接，实现装置整体回接作业。

图9 组下导入公接头及以上部分与导入母接头对接

(5)在钻台处，连接油管回接工具至手压泵，打压35 MPa开启井下安全阀，稳压15 min，验证装置各处密封性合格。

3 新型修井井口试压装置探索

专用油管提升装置解决了部分井修井时回接井下安全阀液控管线的问题，但现场部分电潜泵机采井修井时遇到过防喷器试压时过电缆密封渗漏，导致试压值达不到设计值的现象。修井井口装置作为井控和安全的关键装置，未来将从油管挂电缆穿越孔专用电缆堵头实现突破。

油管挂电缆穿越孔密封装置分为整体密封和橡胶填料式密封，如图10所示。在对防喷器进行试压时，电缆容易受高压流体时导致电缆脱落，无法对防喷器密封性能有效测试。油管挂电缆穿越孔密封死堵装置可解决电缆无法承受高压的问题。针对该试压薄弱点，设计了一种专用密封死堵，在电缆截断后，安装在电缆上部，电缆穿越孔专用电缆堵头(图11)隔离原电缆密封，保证试压时电缆不承压；防止油管挂上凸出的电缆受到压力脱落，保证井口装置的密封性，从而实现对防喷器进行有效试压。该装置目前已设计成型，待投入试验应用阶段。

图11 专用电缆堵头

4 结语

专用油管提升装置可实现液控管线与油管回路相区分且互不干扰，符合半封闸板防喷器设计试压值标准，保证了井控安全。同时也能满足修井作业各类复杂情况处理的需求，保障了修井作业的顺利高效开展。建议下一步加快应用油管挂电缆穿越孔密封死堵装置，构建新型井口试压装置体系，满足不同类型的修井作业试压需求。

图10 电缆密封结构图