不壓井修井機

不壓井修井機是針對油田注水井的大修作業而研發的一種不“放溢流”（帶壓作業）的新型修井設備。

基本介紹

• 中文名：不壓井修井機
• 作業環境：帶壓作業
• 作用：修井
• 屬性：設備工具

概述

一體化不壓井修井機主要針對油田注水井的大修作業而研發的一種不“放溢流”（帶壓作業）的新型修井設備。即將修井機和防噴帶壓作業裝置實現一體化設計並裝載在同一專用汽車底盤上。與目前國內外採用的不壓井作業有著本質的區別。國內外普遍採用的做法是將不壓井作業設備、修井作業設備、拖車、吊車以及發電機組等運到井場，修井時將這些設備進行現場連線，這種做法是輔助設備多、增加修井成本、現場連線這些設備增加作業輔助時間、影響工作效率。使用一體化不壓井修井機可以省略上述輔助設備，從而提高工作效率和節約作業成本。

研發背景

一體化不壓井修井機主要針對國內油田注水井修井作業大多數採用放溢流（放噴）的辦法而研製。當地層壓力較高的高壓注水放溢流到一定壓力後還要升壓。該辦法的缺點是降低了局部地層的壓力，耗費了大量的資金和作業時間，且壓井液對地層污染較大，放溢流的時間較長，要半個月到一個月的時間，壓井、修井、洗井後補助又要相當長的時間。整個作業流程工作效率低、作業周期過長、破壞了地表的和周邊環境的同時、更浪費了大量的水資源、大大減少了經濟效益和回報。為降低修井成本，保持地層能量，減少作業時間，採用不放溢流的辦法修注水井可以達到這個目的。

目前，國內外普遍採用的不壓井修注水井的辦法是使用修井機、不壓井作業裝置、拖車、吊車、發電機組等多台設備，現場組裝連線實現不壓井修井作業。這種作業方式的缺點是輔助設備多，現場組裝連線時間長。因此，修井作業成本高、輔助作業時間長。

主要特點

不壓井作業技術有許多優點，對油氣井而言它的最大優點在於它可以保護和維持地層的原始產能，減少酸化，壓裂等增產措施的次數，為油氣田的長期開發和穩定生產提供良好的基礎。對水井而言，由於作業前它不需要停注放壓，可以大大縮短施工周期，同時可以免去常規作業所需壓井液及其地面設備的投入，省去了排壓井液的費用，無污染，保護了環境。所以說不壓井作業一方面可以為油公司省去用於壓井作業的壓井液及其處理費用；另一方面，由於油氣層得到了很好的保護，油氣層的產能會得到相應的提高，從而可以最大限度的利用我們地下的油氣資源。

目前我國大部分陸上油田已進入中、後期開發階段，油氣井壓力逐年降低，注采矛盾日益突出，為了最大限度的提高其採收率，各種新工藝、新技術在不同的油田得到了廣泛的套用。而油氣層保護技術更是引起了股份公司、各油田分公司領導及油田專家們的高度重視，近幾年來也一直把它作為石油股份公司的重點項目在進行研究和推廣。隨著各油田專家對不壓井作業技術認識程度的不斷提高，國內各個油田無論是對鑽井過程、修井過程中的油氣層保護還是從施工安全、保護環境上考慮，無論是陸上油田還是灘海、淺海油田，對不壓井作業均有很大的需求，其需求主要體現在以下幾個方面。

1. 氣井應儘可能採用不壓井作業技術。隨著我國西氣東輸工程的啟動，天然氣資源在人們生活中的地位顯得越來越重要，開發和利用好天然氣資源成了從事該項事業的石油工作者義不容辭的責任。在天然氣氣田的開發和生產過程中，對於那些物性好、壓力係數較低的氣井，不管是在鑽井過程中還是生產過一段時間以後，鑽井、修井過程中的壓井極易發生井漏，壓井液大量侵入地層，會使粘土礦物發生膨脹和運移，從而堵塞地層造成傷害，且氣井壓井作業過程中易發生井噴。而不壓井作業可以實現避免任何壓井液進入地層，可以真正解決氣層保護問題。

2. 一些低滲透油田適合於採用不壓井作業。目前我國低滲透油田的平均採收率約為21.3%，比中高滲透油田（42.8%）低21個百分點。這是由於低滲透油田的自身特點決定的，低滲透儲層一般具有孔喉直徑較小且連通性差，膠結物的含量較高、結構複雜、原生水飽和度高、非勻質嚴重等特點，極易發生粘土水化膨脹、分散、運移及水鎖等，在鑽井和開採過程中，容易受到污染和損害，而且一旦受到損害，恢復十分困難。對於這種低滲透油田，目前國外的許多油公司都是從揭開產層開始就實行全過程的欠平衡鑽井、對後期的完井和修井全過程進行不壓井作業，這樣就可最大限度地保護油層，提高採收率。

3、古潛山構造的井，宜套用不壓井作業技術。由於古潛山的地質構造較為複雜，進行常規勘探時，由於使用了密度較高的壓井液，後期進行測井時，由於不是在原始地層狀態下進行的，很可能會出現解釋錯誤，甚至錯過了油氣層，若利用不壓井技術進行全過程欠平衡鑽井，則會最大限度地保持地層的原始狀況，從而大大降低測井解釋的失誤率，在後續的完井和試油過程中繼續使用不壓井技術，則可有效的保護油氣層。

4、注水井的作業施工上，不壓井作業有著特殊的優勢。國內油田某些區塊的注水井，由於滲透率低，注水一段時間後，井口注入壓力上升很快，比如大港油田有些注水井的注水壓力達到30Mpa以上。如果進行常規作業，必須放壓，有些井的放壓不僅需要很長時間、延長施工周期，而且放壓時還會影響到周邊井甚至整個區塊，放完後還要面臨處理污水、解決污染等問題。而不壓井作業技術，就不需要放壓，關井停注後可以直接進行帶壓作業。一方面大大地節約了時間，保護了環境，另一方面避免了對受益油井正常生產的影響。如果不壓井作業技術能大範圍套用到那些放壓難度大、滲透率較低的注水井上，將會對提高注水區塊的採收率起到很重要的作用。

5、孔隙－裂縫型或顯裂縫型儲層適合於採用不壓井作業。這類儲層，鑽井、修井過程中壓井液漏失嚴重，污染地層。且在鑽井、修井作業過程中易發生大漏和大噴現象，易發生安全事故、造成地層破壞和環境污染，而採用不壓井技術就會大大減少這類事情的發生。

另外，在灘海和海上油氣田，由於對環境保護和安全措施的要求會更高，一方面由於安全方面需要，在鑽井過程中對井口的防噴措施要求會比陸上更為嚴格，而另一方面由於海上環境的特殊性，對環境保護的要求也更為苛刻，這就給鑽井和修井作業過程中所用壓井液的處理帶來了很大的難度，同時成本也大幅度增加。而不壓井作業就可以大大緩解這一矛盾，不壓井作業設備一套完善的防噴系統可以使鑽井和修井作業的安全係數大大提高，同時在修井過程中可以完全避免使用任何可能對地層造成傷害的壓井液，所以說海上油氣田對不壓井作業的需求就更為迫切。

可以看出不壓井作業技術有其獨特的優勢，而且該技術在國外是作為一項成熟的技術套用了近40年，它在國內也應該作為一項保護油氣層和環保的新技術大力加以推廣。

發展歷史

國外發展史

1929年Herbert C. Otis提出了不壓井作業這一思想，並利用一靜一動雙反向卡瓦組支撐油管，通過鋼絲繩和絞車控制油管升降實現。1960 年Cicero C. Brown 發明了液壓不壓井作業設備用於油管升降，由此，不壓井作業機可以成為獨立於鑽機或修井機的一套完整系統。1981年VC Controlled Pressure Services LTD. 設計出車載液壓不壓井作業機，此項創新使不壓井作業機具有高機動性。

四十年來，液壓不壓井作業機有了很大的改進和發展，套用範圍不斷擴展。目前，液壓不壓井作業機的速度、效率、適應性和作業能力及其在油田的套用證實，液壓不壓井作業機已不再僅僅是用於"災害服務"而逐漸成為重要的生產工具，並可有效地用於沙漠、叢林和大型修井機難以行駛的擁擠城市。

目前不壓井設備在國外發展已比較成熟，全液壓不壓井作業機占主導地位。據統計，製造不壓井作業機、提供不壓井服務或既製造又提供作業服務的公司超過10個。不壓井設備套用於陸地和海洋，設備實現了全液壓舉升，卡瓦和防噴執行機構實現電液遠程控制；最高提升力可達2669kN，最大下推力達1157kN；行程多以3m左右為主，最高作業井壓可達140MPa。

國內發展史

我國六十年代曾研製過鋼絲繩式不壓井裝置，它利用常規通井機絞車起下管柱，靠自封封井器密封油套環空。這種裝置結構簡單、便於製造、易於掌握，但操作程式複雜、勞動強度大、安全性能差等缺點。

七十年代末，大慶鑽采院開發出橇裝式液壓不壓井作業裝置，可用於井口壓力4MPa的修井作業。儘管獲得了較好的研發經驗和作業效果，由於當時對不壓井作業的認識不足，以及液壓元器件製造水平較低等原因，始終沒有得以推廣。

八十年代，吉林油田研製了一台車載式液壓不壓井修井機，可用於井口壓力不高於6Mpa不壓井修井作業，現已作業60餘井次，但由於密封方面的缺陷未能推廣。

目前我們國內生產的都是不壓井作業裝置與修井機是分開的，到現場修井作業時，需要用其它移動設備把不壓井作業裝置運到井場，再跟去一輛吊車，配合作業工把不壓井作業裝置與修井機連在一起，再把所有的液壓管線連線起來，才能進行修井作業，但是操作起來非常不方便，這是因為由兩個人一起操作，配合起來非常困難，而且效率很低。另外由於修井的操作室是安裝在車尾的，這個位置不但視線非常不好，而且非常不安全，所以也一直沒有被推廣。

通石公司生產的不壓井修井機主要用來維修油田的注水井和油井，即可以進行不壓井修井作業，也可以進行常規修井作業。它是單滾筒自走底盤修井機，主要由專用底盤、起升系統、控制系統構成。

主傳動採用液力機械傳動，能在一定條件下隨外載的變化實現無級變速。因此，功率利用率較高，減少換檔次數。整機井架的升降和井架主千斤及操縱室的升降、井口裝置的所有動作都是由液壓控制來實現的，升降平穩可靠。設備行走時越野性能較強。驅動形式採用了8×8，車輪採用了大花紋越野輪胎，前橋懸掛採用了鋼板彈簧，後橋採用剛性梁懸掛。因此，能夠適應較惡劣的路面行駛。整個井口裝置結構緊湊，重量輕，操作方便，安全可靠。