气井带压作业在川渝地区应用.ppt

气井带压作业在川渝地区应用,西南油气田采气工程研究院2014年3月,与常规作业相比，利用带压作业设备进行带压作业具有很多优点。,前言,前言,带压作业能产生显著的综合效益:,1.避免地层污染，保护油气层,2.提高和稳定单井产量,3.节能减排，保护环境,4.缩短油气井停产时间,5.降低作业综合成本,国外带压作业已经广泛用于欠平衡钻井、侧钻、完井、射孔、试油气、测试、酸化、压裂和修井作业中；而国内带压作业主要应用于油水井；由于气井的特殊性，各油气田对气井带压作业相对谨慎，工艺技术进展也相对缓慢。,一、气井带压作业特点,二、气井带压作业工艺原理,三、气井带压作业设备及配套工具,四、现场应用情况,五、结论与建议,一、气井带压作业特点,气体中含有二氧化碳、硫化氢等介质，对管柱产生腐蚀，被腐蚀油管柱的抗拉、抗外挤强度会受到影响，同时也影响到内外的密封。,气体的密封性对油管内堵塞工具、带压设备动密封等要求高，一旦发生泄漏，扩展速度快。,天然气易发生燃烧着火，甚至爆炸，产生强大的冲击，波及范围大，尤其是含硫化氢气体直接危及作业人员生命。,天然气一旦泄露后，流体的高速流动对人和设备均可能造成伤害。,绝大部分气井均含有硫化氢、二氧化碳等有毒有害气体，对人畜造成伤害。,对带压作业设备和技术具有更高要求,气井带压作业具有高危、高风险的特点。,一、气井带压作业特点,二、气井带压作业工艺原理,三、气井带压作业设备及配套工具,四、现场应用情况,五、结论与建议,带压作业是通过油管内下入堵塞器控制管柱内的压力，带压作业设备防喷器组控制油套环形空间的压力,举升机和卡瓦组控制管柱，实现带压起下作业。,二、气井带压作业工艺原理,1、带压作业原理,二、气井带压作业工艺原理,带压起下管柱受力分析:带压起下管柱，对其垂直方向的力进行分析，确定带压作业时所需的最大上提力或者下推力。,带压作业中油管中和点计算:油管轴向力油管浮重油管受到的上顶力 注：当油管上顶时可用带压作业机的防顶卡瓦控制油管起下。不同尺寸的油管在不同压力等级井筒内中和点的深度不同。,2、带压作业安全控制关键参数,计算出带压作业中施加的最大下推力后，必须要确认管柱能承受如此压缩负荷而且不会发生弯曲,二、气井带压作业工艺原理,带压作业设备施加的临界弯曲载荷,二、气井带压作业工艺原理,油管内三级压力控制技术,第一级：工作状态压力控制 根据施工目的和井况选用管柱底部封堵方式；水平井堵塞器下入直井段。第二级：安全保障措施 当堵塞器坐封后，向管柱内注入水或其他介质，保障堵塞器处于良好工作状态；如果井下堵塞器发生溢流，抢装旋塞阀。第三级：应急措施 抢装旋塞阀失败，使用剪切闸板，剪断管柱，实施关井。,3、带压作业控制技术,二、气井带压作业工艺原理,油套环空压力控制技术,环封作业方式 利用带压设备自带的环型防喷器进行起下管柱作业主要用于：60.3mm油管（井口压力小于12MPa）73.0mm油管（井口压力小于10MPa）88.9mm油管（井口压力小于4MPa）,二、气井带压作业工艺原理,油套环空压力控制技术 环封+闸板作业方式,当井口压力超过以上控制压力而小于21MPa时，过油管本体采用带压设备环形防喷器控制油套环空压力起下油管，过油管接箍时，利用带压设备下闸板防喷器协助控制油套环空压力进行管柱的起下。,二、气井带压作业工艺原理,起下管柱控制技术重管柱,在起管柱时，井内管串上升靠液缸带动；下管柱时，井内管串靠管柱自身重力作用下下行；这种情况下，采用带压设备两组承重卡瓦倒换进行起下。,轻管柱,在起管柱时，井内管串上升靠油气井上顶力的推动上升；下管柱时，井内管串靠液缸强行加压下行；这种情况下，采用带压设备两组防顶卡瓦倒换进行起下。,一、气井带压作业特点,二、气井带压作业工艺原理,三、气井带压作业设备及配套工具,四、现场应用情况,五、结论与建议,三、气井带压作业设备及配套工具,1、S-9车载辅助式带压作业机,设备尺寸：11.43米4.06米2.59米举升力68吨下推力43吨工作压力35MPa行程3.6m通径7 1/16”（179.38mm）运行速度：上行速度最大为26.4m/min；下行速度最大为41.1m/min。,三、气井带压作业设备及配套工具,1、S-9车载辅助式带压作业机,S-9型不压井作业装置主要由五部分组成：1.液压动力系统（车辆提供）2.防喷器系统3.压力释放/平衡系统4.卡瓦系统5.举升系统,2、井口配套设备,防喷器：包括2FZ18-35双闸板防喷器（带剪切闸板）、单闸板、FKQ3204远程控制台。试压四通,2FZ18-35防喷器组结构示意图,三、气井带压作业设备及配套工具,3、井下配套工具,油管内压力控制技术是气井带压作业安全保障。通过引进和自主研发，先后配套了固定式堵塞器、钢丝桥塞和油管盲堵等。,三、气井带压作业设备及配套工具,4、安全配套工具,接箍探测器,接箍探测器：对于高压必须采用倒换闸板的方式过接箍时。接箍探测器可以在作业过程中准确判断接箍位置。带压设备支撑架：主要用于承受带压设备和井下管柱施工时在井口的重力，保护井口，实现在起下管柱过程中带压设备平稳。,三、气井带压作业设备及配套工具,支撑架,一、气井带压作业特点,二、气井带压作业工艺原理,三、气井带压作业设备及配套工具,四、现场应用情况,五、结论与建议,四、现场应用情况,近几年来的不断充实完善带压完井、修井作业技术，我院在气井带压作业方面已处于国内领先地位。已成功应用于威201-H1、门003-X4、岳101-58-X2等65口井带压完井、修井作业，共起下管柱40万米以上，实现零排放、零污染、零事故的安全生产。应用范围如下：,已成为低压、低渗、易漏储层开发的重要手段，强力支撑了分公司低压气井修井作业,已成为页岩气完井的重要手段,配合连续油管射孔套管加砂工艺为分公司增储上产做出巨大贡献,合川001-44-X1井,该井在连续油管七层加砂压裂完后，经放喷排液，测试产气量60000方/日；为了快速投入生产，采用带压设备下完井管柱；作业前该井关井压力25MPa，现场作业控制压力12MPa。,四、现场应用情况,威201-H1井,该井在连续油管多层加砂压裂完后，由于排液效果不好，于2011年7月采用带压设备下完井管柱至井深1700m；通过及时排液测试日产气量10000方左右。2012年3月，为了满足威201-H1井过油管生产测井要求，需带压设备更换原井底部带堵头的生产管柱，下入光油管生产管柱。由于该井井深989.75m处井斜达到9.16，所以在起下原井管柱时，需进行两次堵塞器投放，增加了作业复杂性。,四、现场应用情况,该井在井深989.75m处井斜达到9.16，在井深1550m处井斜达到67.71,一、气井带压作业特点,二、气井带压作业工艺原理,三、气井带压作业设备及配套工具,四、现场应用情况,五、结论与建议,五、结论与建议,1.带压设备通过引进及配套，已形成了井口压力21MPa以内气井带压作业技术，并成功应用于川渝地区65口气井。2.由于气井带压作业相比油水井带压作业风险更大，根据设备性能、气井作业的特点，形成了气井带压起下管柱作业操作规程和气井带压起下管柱作业前安全分析（JSA），确保了施工作业安全。,五、结论与建议,3.由于气井带压作业具有：井下管柱腐蚀，天然气易燃、易爆、高压、高速特点，气体的密封性要求更高，等诸多安全风险，因此对带压设备要求较高；而目前国内针对气井带压作业都使用国外设备，尚无专业机构进行检验，由此可能导致设备老化、疲劳引发相应的安全事故。建议加强带压设备定期维修和检验。4.带压作业人员缺乏是制约带压作业推广应用的重要原因。建议应由专业培训机构进行强制培训，以提高带压作业水平。,