不压井作业装备安全控制技术研究

浅谈油水井不压井修井作业技术与对策探讨摘要：油水井不压井修井作业技术适应大环境发展的需要，实现节能、环保作业。

对于油气井而言它可以保护和维持地层的原始产能，减少酸化、压裂等增产措施的次数。

同时，减轻了原油脱水集输系统的负担；节省了泵罐，高温车费用；节省压井液，减少压井液对油层的损害。

关键词：不压井工艺技术对策1 前言油井不压井作业技术，作为油田无污染作业工艺的一个重要组成部分，适大环境发展及市场的需求，代表着井下作业技术的发展方向，广泛的推广应用，将为创造节能环保型企业作出较大的贡献。

不压井带压作业就是利用特殊的修井设备，在油、气、水井井口带压的情况下实现管柱的安全、无污染起下作业。

它能够有效地解决高压水井、自喷油井、新射孔和压裂井的作业难题．提高注水时效和水井利用率，大大减少油层污染．避免因压井对地层产生的伤害，进而提高油井的产能。

目前，国际上正在广泛推广和应用带压作业技术，国内自2010年以来开始从事油气水井不压井带压作业施工，技术趋于成熟，此项技术应用前景非常广阔。

从2007年3月开始，在水井成熟的基础上，胜利油田采油院科研人员将研究的触角转向了油井带压作业领域，真正的挑战开始了。

他们选定了河146一斜74井作为第一口先导试验井。

河146一斜74井是现河采油厂的一口油井，产能比较低，压裂前日产液3.9t。

2007年1月完成压裂后，用压裂管柱间断自喷求产，每天放压一次，日产油4t左右，含气量很高。

压裂进行不压井作业存在很大的风险，对堵塞技术要求非常高。

此后，针对该技术施工周期长、作业井口高、不利于推广等问题，采油院科研人员又进行了一系列的改进工作。

将原来整体式的不压井作业设备成功分解成为独立的几部分，把近5m高的操作井口降低到2.6m，实现了小修作业设备和井架的配套，达到了不压井带压作业技术的设备小型化和施工简单化。

2 技术难点与对策2.1技术对象根据目前现河采油厂的“井口压力、井口产液量、含水和气液比”等情况，按照垂直管流Duns—Rose法计算，发生井涌的井底压力为9～26MPa，而现河采油厂目前油井地层压力都能达到该压力范围，因此，现河采油厂不压井作业主要预防对象就是作业过程中井筒内高油气比油气乳化段塞上窜造成的安全问题。

稠油井不压井作业技术及施工应用摘要：带压作业技术能有效解决高压水井、自喷油井、新射孔和压裂井的作业难题，减少放喷、放溢流等待时间，及时投产、投注，缩短了作业占用时间；其次带压作业不需放喷，防止地面污染，减轻了作业工劳动强度，因此带压作业是一项新的油水井作业技术。

稠油可控不压井作业井口装置的结构设计，既可以在作业时及时密封环空，又可以控制井内管柱，能够安全可靠地实现低压稠油井不压井作业。

同时，针对冬季野外现场气温较低、管线冻堵频繁现象，增加了冬季防冻措施，扩大了该技术的推广应用空间。

关键词：带压作业；稠油可控不压井；井口装置；防喷器带压作业是采用加压装置加压控制起下管柱，采用防喷器控制环空压力，采用堵塞器控制油管内压力，即在井口有压力情况下，通过带压作业装置实现不放溢流、不压井起下管柱的作业。

随着采油技术的飞速发展，井筒的轨迹越来越复杂，对作业技术要求也越来越高。

在生产作业现场发现：一部分稠油井虽经长时间放喷，仍存在溢流，给作业带来了安全隐患。

如若使用清水循环压井，又会破坏井底温场，降低稠油注汽效果，影响了后期采油生产。

若使用带压作业设备施工，工期较长，且对井场环境要求高，不适合解决这样的稠油井作业问题。

针对以上这些情况，研究了稠油可控不压井作业技术研究。

该项技术的主要内容是研究开发稠油可控不压井作业井口装置。

稠油可控不压井作业井口装置主要由动力源、液压系统、双闸板防喷器、升高短接、安全卡瓦、环形防喷器、远程控制系统、操作平台等结构组成。

在不压井起、下稠油管柱作业过程中，依靠环形防喷器和半封闸板密闭油套空间，并利用二者的交替密封来通过油管接箍。

如遇油管有上窜现象时，关闭半封及安全卡瓦，油管将停止上窜，并通过卸荷四通进行放压至正常后再重新施工。

1 技术现状及市场需求分析国内外在稠油不压井作业方面也没有完备的解决手段。

胜利油田2008年在稠油热采不压井工艺管柱上做过研究，采用井下开关的方式预防和控制稠油作业过程中井喷风险，但是在地方不压井作业设备上没有做深入开发。

可控不压井作业工艺技术研究可控不压井作业工艺技术是一种新型的油井作业技术，其核心理念是利用先进的控制技术和装备，实现对油井底部的作业过程进行精准控制和调节。

在传统的压裂作业中，由于井下工作环境复杂，作业过程不易监控和调节，导致常常无法达到预期的效果。

而可控不压井作业工艺技术则可以通过实时监测井下的各项参数，并及时调整作业参数，从而实现对作业过程的控制和调节。

在可控不压井作业工艺技术中，主要包括以下几个方面的关键技术：1.井下实时数据监测技术：通过在井下安装各种传感器和监测设备，实时监测井下的压力、温度、流速等关键参数，并将监测数据传输到地面控制中心。

2.远程遥控技术：通过远程控制装置，可以对井下作业过程进行远程监控和操控，实现对作业过程的精准控制，提高作业效率和安全性。

3.智能作业装备技术：利用先进的智能作业装备，可以实现对井下作业过程的自动化和智能化控制，减少人力投入，提高作业效率。

4.工艺参数优化技术：通过对不同情况下的作业参数进行优化分析，可以达到最佳作业效果和经济效益。

可控不压井作业工艺技术是一种以先进的控制技术和装备为核心的油井作业技术，其核心理念是实现对井下作业过程的精准控制和调节，从而提高油井开发效率和产能。

二、可控不压井作业工艺技术的优势与传统的压裂作业相比，可控不压井作业工艺技术具有以下几个明显的优势：1.精准控制：通过实时监测井下的各项参数，并及时调整作业参数，可以实现对作业过程的精准控制和调节，从而达到更好的作业效果。

2.安全性高：可控不压井作业工艺技术可以减少人员直接参与作业的情况，降低作业的风险和安全隐患，保障工作人员的安全。

可控不压井作业工艺技术的这些优势，使其在油井开发中具有很大的应用前景和发展空间，对于提高石油工业的技术水平和经济效益都具有积极的意义。

目前，可控不压井作业工艺技术在国内外都已经开始得到广泛应用，尤其是在一些复杂油藏的开发中，取得了良好的效果。

未来，可控不压井作业工艺技术的发展趋势主要有以下几个方面：1.技术装备的进一步升级：随着科学技术的不断进步，越来越先进的传感器和监测设备、作业装备将不断涌现，为可控不压井作业工艺技术的发展提供有力支持。

不压井技术不压井作业设备不压井设备分机械辅助式、液压辅助式，独立式三种类型，每种类型有其各自的优势，其中独立式是属于比较先进的一种，可用于欠平衡钻井等更加高级的用途。

TOP WELL现有的设备为S-9型不压井作业机，该机的整体设计把最新控制技术的应用与“健康、安全、环保”的要求结合到了一起，为车载式液压辅助机，拖车提供运输和液压动力源。

主要由五部分组成：液压动力系统、防喷器系统、放压/平衡系统、卡瓦系统、举升系统。

（1）、液压动力系统：液压动力系统由四个主液泵组成，为整个不压井作业辅助设备提供液压压力；（2）、防喷器系统：防喷器系统由一个环形防喷器和两个双闸板防喷器组成，在作业过程中控制井内环形空间的压力，其最大通径为179.06mm，承受的最高工作压力为35Mpa；（3）、放压/平衡系统：放压/平衡系统由两个主液控闸门和节流阀组成，在作业过程中进行压力的平衡和放空；（4）、卡瓦系统：卡瓦系统包括两套防顶卡瓦和两套加压卡瓦，其卡瓦牙分为2-3/8″、2-7/8″和3-1/2″三种类型，用来控制管柱的起下；并和举升系统配合共同进行带压作业；（5）、举升系统：举升机液缸为双液缸结构，提供不压井作业力和举升力，最大举升力660KN，最大下压力430KN，最大行程3.6m。

不压井作业简史国外发展史1929年Herbert C. Otis提出了不压井作业这一思想，并利用一静一动双反向卡瓦组支撑油管，通过钢丝绳和绞车控制油管升降实现。

1960 年Cicero C. Brown 发明了液压不压井作业设备用于油管升降，由此，不压井作业机可以成为独立于钻机或修井机的一套完整系统。

1981年VC Controlled Pressure Services LTD. 设计出车载液压不压井作业机，此项创新使不压井作业机具有高机动性。

四十年来，液压不压井作业机有了很大的改进和发展，应用范围不断扩展。

目前，液压不压井作业机的速度、效率、适应性和作业能力及其在油田的应用证实，液压不压井作业机已不再仅仅是用于"灾害服务"而逐渐成为重要的生产工具，并可有效地用于沙漠、丛林和大型修井机难以行驶的拥挤城市。

油田不压井作业技术探究【摘要】随着对油气深层次的开发以及石油勘探技术的快速发展，如何让井下作业过程中使用的压井液不对油气层造成危害，并最大限度的保持油气层的原始状态已经成为目前最重要的问题。

由于不压井作业技术具有减少酸化、保护地层的原始产能以及减少压井成本等优点，因此，在国内外已经得到广泛的使用。

本文仔细分析了目前我国油田不压井作业技术的应用现状以及工艺水平，并总结出其在实际应用中的作用。

【关键词】不压井带压作业技术现状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。

由于在油田生产过程中，从勘探到开发再到后期维护，油层会在每个环节中受到一定程度的损坏，随着不压井作业技术的广泛使用，真正实现了对油气层的保护。

不压井作业技术的应用，可以省去传统作业中地面设备以及压井液的投入，在减去排压井液费用的同时有效地减少了对环境造成的污染，并且可以在很大程度上维持地层的原始产能，为油气田的稳定生产以及长期开发奠定了基础。

在提高油气层产能的同时使地下有限的油气资源得到合理的利用。

目前，不压井作业技术已经在我国得到了广泛的应用，且利用率已高达90%，为我国带来了巨大经济效益。

1 技术现状和特点我国进行不压井作业装置的研究工作起步较晚，但近年来取得了较快的发展。

2001年，辽河油田兴隆台工程处将第一台防喷作业设备进行反复测试和调整后，在吉林油田新民采油厂进行了现场试验并取得了较为理想的效果。

近年来，经过4次的调整和改善，诞生了第四代不压井作业装置，它是集国内外带压作业设备的所有优点为一体，并在油缸的上升速度上有所提升，通过配置自紧高压密闭式防顶卡瓦、剪切闸板以及高压密闭式伸缩节，从而可以很好的满足不同的作业方式和压力等级的需求。

随着不压井作业技术的逐渐成熟，已经被广泛的使用于国内各大油田中。

2 不压井作业装置和配套工艺2.1 工艺原理要在井筒内存在较高压力时，使用堵塞器将油管堵住，以防止油管内流体喷出。

收稿日期:2004207219作者简介:赵建国(19562),男,甘肃清水人,工程师,目前主要从事石油机械新产品的开发工作。

文章编号:100123482(2004)0620104204不压井作业设备引进技术研究赵建国,李友军,陈兰明,何　军,汤星啼,武月旺(吐哈石油勘探开发指挥部井下技术作业公司,新疆鄯善838200)摘要:不压井作业设备是一种能在井筒内有压力、有油气的情况下不用压井就可以进行钻井或起下管柱作业的一种先进的新型井下作业装备。

不压井作业设备解决了修井作业过程中由于压井工序带来的油层污染及产量下降问题;解决了注水井作业过程中,放喷影响注水实效,造成油藏泄压问题;特别是针对高压注水油藏,解决了注水井溢流太大无法作业的问题。

它能有效缩短作业周期,从而提高生产效率,并能准确地反映地层的真实情况。

关键词:不压井;设备;引进;技术研究中图分类号:TE935.02 文献标识码:AT echnical survey on imported snubbing unitZHAO Jian 2guo ,L I Y ou 2jun ,CHEN Lan 2ming ,HE J un ,TAN G Xing 2ti ,WU Yue 2wang(Dow nhole Technique Com pany ,Tuha Oilf ield ,S hanshan 838200,China )Abstract :Snubbing unit is a new equipment working in downhole at the conditions of inner pressure and oil and gas in well bore ,drilling operation or the up 2and 2down operation.The unit solves the problems of formation pol 2lution and production decreasing ,the affection of injection discharge ,pressure drop in reservoir and especially the impossibility of in high injection oilfield ,It reduces the operation time effectively and shows real condition in down hole.K ey w ords :snubbing unit ;equipment ;import ;technical survey 在中国,现有的油气层保护技术中,还没有一种技术完全实现真正意义上的油气层保护。

可控不压井作业技术研究与应用张康卫【摘要】根据井下作业井控实施细则要求，在油水井常规修井作业前，为了保证井控安全，要求必须先压井，后作业，但对于低压漏失井不仅造成了压井液大量漏失，成本浪费，而且会对地层造成污染、油井恢复期延长，含水上升和产量下降等严重后果。

可控不压井作业技术就是利用井口专用设备，解决起下作业中抽油杆和油管防喷、防窜以及安全生产和清洁生产的难题，针对低压漏失井和高压低渗透油藏可以实现不压井作业。

此项技术避免了压井液漏失造成油层污染，降低了修井成本，缩短了油井恢复期，作为稳定和提高单井产量的一项重要技术应用前景非常广泛，对提高井下作业施工效果和技术升级具有十分重要的意义。

【关键词】可控不压井作业；技术；研究0 引言大港油田开发已进入中后期，经过多年的开采，地层压力降低、洗压井作业压井液漏失严重，不仅造成修井成本的增加，更为严重的是油井恢复期延长，油层污染严重，产能急剧下降，出现了许多对生产不利的影响；对于高压低渗透油藏，关井恢复井口压力较高，采用卤水或高密度压井液压井还非常困难，不容易压住，开井防喷溢流量较小；还有就是有些敏感性油气藏，压井后容易造成油层污染产量的急剧下降。

主要表现在：一、低压漏失油藏，产层压力系数普遍降低，地层亏空严重，许多井压力系数仅能达到0.6-0.7左右，压井液漏失严重，压井作业后导致一些油井产量下降或完全丧失（见图1），主要区块：港东油田、港中油田、港西油田；二、高压低渗透油藏，清水压不住井，卤水压井后堵塞孔道、污染地层，致使油气井恢复期延长、含水上升，产量下降或完全丧失（见图2），主要区块：段六拨油田；三、敏感性油气藏，压井液在压差的作用下侵入地层，对储层造成强水敏、强盐敏、速敏等敏感性危害，同时伴有固相侵入、乳化、结垢等潜在损害，致使地层渗透率降低，油井产量急剧下降，主要区块：长芦油田。

根据井控安全环保要求，油水井修井作业前要求必须进行洗压井作业，以保证井控环保安全，这样就与油层保护之间矛盾日益显著，导致油层污染形势更加严峻，恢复期延长，油井产量下降。

在带压环境中，不压井作业必须要由专业技术人员操作，并结合特殊设备进行下管柱。

油田生产过程包括前期勘测、中期开采和后期的维护，这当中的每个环节都会对油气层造成不同程度的损坏，因此油气开采工作的重中之重就是要保护油气层。

而不压井作业技术正在逐步推广，保护油气层的工作也就变得更为有效。

与传统作业不同，不压井作业不仅可以减少压井液的费用支出，更能起到保护环境的作用。

1 带压技术的概况1.1 带压技术的特点作为一项工程技术，带压作业的主要作用是在油田生产的过程中保护大气层。

它的主要组成部分是液压管线和防喷器，通过这两个装置对油、气、水的压力进行控制。

在完成井下作业的过程中减少对环境的污染，达到清洁化生产的目标，减少对油气层的破坏，有效地保持采油区域的油井生产压力的最佳工作状态。

而在带压作业中使用的特殊设备还要结合增产措施进行使用，该种情况适用于油、气、水内井口带压时的井下作业。

其实，带压作业技术最重要的部分就是使用防喷器装置，对油套环空压力进行控制。

具体操作是利用专业的堵塞技术对油管进行控制，从而克服固有的井内上顶力，从而在带压环境下进行作业。

另一方面，保护油气层的重点就是不要重复使用大密度的压井液，从而防止注水井出现泄压放喷的现象，甚至是出现套管受力变形、进内出砂的严重问题。

一旦出现此类问题，不仅会耗费大量的成本费用，包括注水和拉运的成本，更会影响单井产量，影响油井和水井的周期，甚至是影响施工的安全。

1.2 带压技术的现状带压技术在国外的发展历史是较为久远的。

就目前而言，一些国家的发展技术已经是较为成熟，如美国和加拿大。

带压技术被广泛应用在油气开采领域，覆盖率高达90%，带压作业的次数也是相当高的。

带压作业的关键在于带压装置，主要由环形防喷器和闸板防喷器组成。

一方面可以保持装置的稳定性，另一方面可以延长设备的使用寿命，这样可以显著提高作业的经济收益。

而在国内，油气的开采主要依靠通过国外的先进设备进行带压作业，各地也都陆续开展了技术研究和实际应用，效果还不是很显著。

2019年11月井下作业施工过程中的不压井不放喷作业技术措施研究蒋转业（辽河油田兴工实业有限公司，辽宁盘锦124010）摘要：不压井不放喷作业技术的应用，能够满足清洁环保基本要求，令井下作业效率得到明显提升，并且降低安全隐患，因而在石油井下作业施工过程中发挥着重要的作用。

文章就不压井不放喷作业技术进行阐述，明确当前井下作业施工过程中不压井不放喷作业存在的问题，进一步探讨不压井不放喷作业技术在井下作业施工过程中的应用情况，旨在促进井下作业质量的提升，仅供相关人员参考。

关键词：井下作业施工；不压井不放喷作业技术；措施油田生产过程中井下作业施工具有一定复杂性和特殊性，不压井不放喷作业技术措施的应用，能够保证井下作业效率，并降低安全风险，作业条件清洁环保，能够与现代节能环保要求相符合，为井下作业的顺利进行以及油田生产效益的维护大小良好的基础，因此在井下作业施工过程中有必要对不压井不放喷作业技术措施加以科学应用。

1不压井不放喷作业技术措施1.1油水井维修作业技术措施油田生产过程中，井下作业施工是一个重要环节，井下作业措施的选择，能够在短时间内排除油水井故障，令油水井保持完好状态，为油田生产的顺利进行创造条件。

在油田井下作业过程中，以油水井为支持，在维修作业施工过程中，要确保施工程序的规范化，对于油水井所出现的砂卡、蜡卡以及井下落物等事故，可应用水力冲砂作业，打捞井下落物，从而确保施工作业程序的规范化。

修井检泵作业施工作业的推进，能够提升油水井维修作业质量，确保与作业相关质量标准相符合，这就能够将不压井不放喷作业技术措施应用价值充分发挥出来。

1.2油水井大修作业技术措施就油水井大修作业来看，该作业环节有着复杂的施工程序，井下作业施工难度较大，比较典型的有井下事故处理、井下落物打捞以及套损修复作业等。

在复杂的施工设计之上，必须要对作业施工程序进行规范执行，以确保施工安全，加强井下作业施工质量控制，确保井下作业施工任务得以顺利完成。

可控不压井作业工艺技术研究
MPD工艺技术包括以下方面：
1.井筒监测系统
井筒监测系统是MPD的核心组成部分，主要用于监测井下气体含量、井液压力、流量
等参数，并采取控制措施保证井口压力稳定。

井筒监测系统一般包括泥浆气体分离器、流
量计、压力传感器等。

在进行MPD作业过程中，监测系统需要实时反馈数据，控制系统需
要及时调节泥浆流量和压力，以实现井口压力稳定。

2.泥浆循环系统
泥浆循环系统主要负责输送泥浆和气体，并控制泥浆流量和压力。

泥浆循环系统包括
泥浆贮备池、钻头中心、注浆泵、气体分离设备等，其作用是在井下控制井液压力，避免
形成突压和井控事件。

3.泥浆化学品控制系统
泥浆化学品控制系统主要用于控制钻井泥浆的性质，以满足井下钻头的需求。

这个系
统包括加药系统、过滤系统、重药物计量系统等，其中加药系统负责向泥浆中加入相应的
化学品，以调控泥浆性质。

同时，制定合理的泥浆化学品使用方案，可不断优化泥浆性质，降低井下钻头和井壁间摩擦，避免造成不同部位的井眼塌陷等问题。

4.井口防喷控制系统
井口防喷控制系统可以通过控制气体流量和压力来减轻井口喷发的风险。

它通常包括
一个调节器和一个备用阀门。

调节器用于监测环境气压和气体流量，使其达到安全状态。

备用阀门在发生井口喷发时可以快速开启，以减轻风险。

总之，可控不压井作业工艺技术的成功应用可以有效控制井口压力和井下气体含量，
降低井口事故和井眼塌陷风险，提高作业效率和安全性。

谨慎和科学地制定和执行MPD工
艺技术对于保险钻井作业的成功是必不可少的。

不压井、不放喷井下作业控制装置井下作业控制装置是对油气井实施压力控制，是对事故进行预防、监测、控制、处理的关键手段，是实现安全井下作业的可靠保证。

通过井下作业控制装置可以做到在井内带压的情况下，完成起下管柱的作业，既可以减少对油气层的损害，又可以保护套管，防止井喷和井喷失控，实现安全作业。

常规作业经常使用手动开关的井口控制器，高压井、气井以及大修取套井施工时，要使用液(气)动和手动双重开关的防喷器。

1井口控制装置常规作业使用的机械式井口控制装置如图1所示。

按其工作原理可分为井口控制部分、加压部分和油管密封部分。

图1不压井、不放喷井口作业装置1—分段加压吊卡；2—油管；3—安全卡瓦；4—自封封井器；5—加压支架；6—法兰短节；7—全封封井器；8—半封封井器；9—顶丝法兰；10—四通；11—套管1.1井口控制部分井口控制部分由自封封井器、半封封井器、全封封井器、法兰短节和连接法兰组成。

其作用是在不压井起下作业时控制井口压力，使作业施工安全顺利地进行。

1.1.1自封封井器1.1.1.1结构和工作原理自封封井器由壳体、压盖、压环、密封圈、胶皮芯子和放压丝堵组成，如图2所示。

它依靠井内油套环空的压力和胶皮芯子自身的伸缩力使胶皮芯子扩张，起到密封油套环形空间的作用。

井内管柱和井下工具能顺利通过自封芯子，最大通过直径应小于115mm。

1.1.1.2使用要求1.1.1.2.1通过自封封井器的下井工具，外径应小于115mm。

外径超过115mm的下井工具，应用自封和半封倒入或倒出。

1.1.1.2.2通过较大直径的下井工具时，可在自封的胶皮芯子上涂抹黄油。

冬天使用时，应用蒸汽加热，以免拉坏胶皮芯子。

图2自封封井器结构示意图1—压盖；2—压环；3—密封圈；4—胶皮芯子；5—放压丝堵；6—壳体1.1.2半封封井器它是靠关闭闸板来密封油套环形空间的井口密封工具。

1.1.2.1结构和工作原理半封封井器由壳体、半封芯子总成、丝杠等组成，如图3所示。