CN110630204B - 一种气驱注入井完井的带压作业设备及其带压作业方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气驱注入井完井的带压作业设备及其带压作业方法，属于带压作业领域。一种气驱注入井完井的带压作业设备的带压作业方法，包括以下步骤：1)将油管井口利用桥塞坐封；2)安装带压作业设备；3)带压起管串；4)带压下入完井工艺管柱；5)挤注环空保护液；6)坐封封隔器，坐油管挂。该气驱注入井完井的带压作业设备的带压作业方法，解决了油田在实施气驱情况下注入井井口压力高、泄压困难、放空时间长、安全环保压力大的弊端，能够实现井口带压情况下完井管柱的起出和下入，为油田气驱注入井井筒配套作业提供了关键的技术支持。

Description

一种气驱注入井完井的带压作业设备及其带压作业方法

技术领域

本发明属于带压作业领域，尤其是一种气驱注入井完井的带压作业设备及其带压作业方法。

背景技术

目前在石油开发领域，大量现场试验证明CO₂驱油是三次采油中最具潜力的提高采收率方法之一，数据表明CO₂驱油能够提高低渗透油藏7％～15％的采收率，该技术在国内外得到广泛的应用。通过向油藏高压注入CO₂，CO₂不断与原油接触并萃取其较重烃组分而富化，与原油形成混相液体，从而有效的将地层原油驱替到生产井。

在开展气驱试验过程中，部分注气井由于套压上升或者检窜等因素需要起出原井管柱，实施重新完井；还有部分注水井需要转为注气井，但是该注水井受到微裂缝等因素影响会发生气窜。上述两种情况下，由于前期已实施一定周期的注气，井口压力均比较高，在泄压放空时会造成注入气体的返出，存在人员冻伤、窒息等风险，泄压时间缓慢，影响作业周期，同时放压时会导致地层中CO、H₂S等有毒有害气体排出，受制于安全环保的形势要求，井筒配套作业面临巨大难题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种气驱注入井完井的带压作业设备及其带压作业方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种气驱注入井完井的带压作业设备，包括依次相连的第一转换四通、悬挂法兰、单闸板防喷器、剪切闸板防喷器、双闸板防喷器、下闸板式环空密封装置、平衡泄压四通、上闸板式环空密封装置、第二转换四通和环形环空密封装置，单闸板防喷器、剪切闸板防喷器及双闸板防喷器分别与外部辅助设备相连通，平衡泄压四通与转换四通通过管线相连通。

根据上述气驱注入井完井的带压作业设备的带压作业方法，包括以下步骤：

1)将油管井口利用桥塞坐封；

2)安装带压作业设备；

3)带压起管串；

4)带压下入完井工艺管柱；

5)挤注环空保护液；

6)坐封封隔器，坐油管挂。

进一步的，步骤2)安装带压作业设备的过程为：

在井口油管上安装提升油管；

吊起连为一体的第一转换四通与悬挂法兰，悬挂穿入井口油管中间；

上提提升油管至油管节箍离开承重吊卡；

拆除承重吊卡，下放第一转换四通与闸板防喷器相连接，锁紧悬挂法兰，下放直至油管载荷全部转移到悬挂法兰上，拆除油管吊卡；

安装单闸板防喷器、剪切闸板防喷器、双闸板防喷器、下闸板式环空密封装置、平衡泄压四通、上闸板式环空密封装置、第二转换四通和环形环空密封装置；

安装带压作业平衡泄压管线及液控管线。

进一步的，步骤3)带压起管串包括以下操作：

关闭环形环空密封装置，在单闸板防喷器与环形环空密封装置之间打平衡压；

关闭游动防沉卡瓦，上提提升油管，打开单闸板防喷器的半封闸板，解锁悬挂法兰；

利用环形环空密封装置带压起出井内油管，直至将打捞矛提至环形环空密封装置与双闸板防喷器之间，关闭单闸板防喷器的半封闸板，并泄掉半封闸板与环形环空密封装置之间的圈闭压力；

若不可夹持段工具串的长度不超出举升液缸最大行程，利用环形环空密封装置和单闸板防喷器之间倒换，采用悬挂法兰、游动卡瓦、固定卡瓦配合带压起出该工具串，再起出剩余油管及井下工具，待井内管柱底部起出剪切闸板防喷器后，关闭剪切闸板防喷器，泄掉其上部压力，将所有油管提出井口；

若不可夹持工具串长度超出举升液缸最大行程，关闭游动防沉卡瓦，泄掉井内压力，待放喷口无流体返出时，悬挂井口油管，打开环形环空密封装置，打开游动防沉、防顶卡瓦，提出井内工具串及剩余油管，井口放喷口为打开状态，待井内管柱底部起出剪切闸板防喷器后，关闭剪切闸板防喷器，关闭井口放喷闸阀，将所有油管提出井口。

进一步的，步骤4)带压下入完井工艺管柱的具体过程为：

地面试压，在入井的第一根油管上安装好注气工具，下入井内剪切闸板防喷器与平衡泄压四通之间，关闭环形环空密封装置，关闭游动防顶卡瓦，打平衡压，打开剪切闸板防喷器；

按管串结构下入油管至变扣短节的上一根油管；

将工具串起吊至带压作业机操作面与下部油管连接；

关闭单闸板防喷器，泄掉其以上的压力，打开环形环空密封装置，带压下入工具串至环形环空密封装置以下，关闭环形环空密封装置，在单闸板防喷器和环形环空密封装置之间平衡至井压，打开单闸板防喷器，带压下入剩余油管。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的一种气驱注入井完井的带压作业设备及其带压作业方法，解决了油田在实施气驱情况下注入井井口压力高、泄压困难、放空时间长、安全环保压力大的弊端，能够实现井口带压情况下完井管柱的起出和下入，为油田气驱注入井井筒配套作业提供了关键的技术支持；同时节约了注气资源，降低了井控风险，实现了全程可控作业，保持了原有的地层能量，维护了区域注采系统的平衡。

附图说明

图1为本发明的一种气驱注入井完井的带压作业设备的结构示意图。

其中：1-井口；2-第一转换四通；3-悬挂法兰；4-单闸板防喷器；5-剪切闸板防喷器；6-双闸板防喷器；7-下闸板式环空密封装置；8-平衡泄压四通；9-上闸板式环空密封装置；10-第二转换四通；11-环形环空密封装置。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，图1为本发明的一种气驱注入井完井的带压作业设备的结构示意图；该带压作业设备包括第一转换四通2、悬挂法兰3、单闸板防喷器4、剪切闸板防喷器5、双闸板防喷器6、下闸板式环空密封装置7、平衡泄压四通8、上闸板式环空密封装置9、第二转换四通10和环形环空密封装置11，安装步骤如下：

在地面上连接第一转换四通2及悬挂法兰3，在井口1油管上安装提升油管，先用吊车吊起第一转换四通2与悬挂法兰3，悬挂穿入井口1油管中间；

用吊车大钩带油管吊卡上提提升油管，使油管节箍离开承重吊卡，记录管柱重量，拆除承重吊卡，小钩下放第一转换四通2与闸板防喷器连接；

锁紧悬挂法兰3，逐步松开吊车大钩直至油管载荷全部转移到悬挂法兰3上，拆除油管吊卡；

依次在悬挂法兰上安装单闸板防喷器4、剪切闸板防喷器5、双闸板防喷器6、带压设备承重装置、下闸板式环空密封装置7、平衡泄压四通8、上闸板式环空密封装置9、第二转换四通10、环形环空密封装置11、带压作业装置及辅助设备，动力源距作业井口距离不少于10m。

为了解决气驱情况下带压起下完井管柱，井筒内有原管柱，需要重新完井，利用本发明的一种气驱注入井完井的带压作业设备的带压作业方法，包括以下步骤：

第一步、油管内封堵

在井口上安装钢丝作业设备并试压合格；用钢丝作业设备下入通径规通井；若通井成功，则利用钢丝作业将油管桥塞坐封；若通井不成功，分析原因后考虑其他作业方案；桥塞坐封后，至少分4次均匀放掉油管内压力，每次稳压10min，若不起压则管内密封成功，若起压，则密封不成功，需起出油管桥塞重新坐封。

第二步、安装带压作业设备

在地面上连接第一转换四通2及悬挂法兰3，在井口油管上安装提升油管，先用吊车小钩吊起第一转换四通2与悬挂法兰3，悬挂穿入井口油管中间；用吊车大钩带油管吊卡上提提升油管，使油管节箍离开承重吊卡1-2cm，记录管柱重量，拆除承重吊卡，小钩下放第一转换四通2与闸板防喷器4连接；锁紧悬挂法兰，逐步松开吊车大钩直至油管载荷全部转移到悬挂法兰2上，拆除油管吊卡。依次在悬挂法兰2上安装单闸板防喷器4、剪切闸板防喷器5、双闸板防喷器6、带压设备承重装置、下闸板式环空密封装置7、平衡泄压四通8、上闸板式环空密封装置9、第二转换四通10、环形环空密封装置11、带压作业装置及辅助设备；其中，记录管柱重量的目的是核对该数据是否与井下管柱相一致，确认管柱能否实现正常起下钻；若一致继续后续作业，若不一致，说明管柱遇卡，需要先进行解卡再进行后续作业。

第三步、安装带压作业平衡泄压管线、液控管线及调试设备

第四步、试压

下入提升油管与井内油管对扣连接，关闭游动卡瓦，对双闸板防喷器6半封闸板、半封闸板防喷器、闸板式环空密封装置7、环形环空密封装置11及各连接部位逐级试压15MPa，稳压时间15min，对液压管线试压到其额定工作压力，稳压15min。

第五步、带压起管串

关闭环形环空密封装置11，在在单闸板防喷器4与环形环空密封装置11之间打平衡压；关闭游动防沉卡瓦，对提升油管施加相应的上提力，打开半封闸板防喷器，解锁悬挂法兰3；利用环形环空密封装置11带压起出井内油管，直至将打捞矛提至环形环空密封装置11与双闸板防喷器6之间，关闭单闸板防喷器4的半封闸板，通过泄压管线泄掉半封闸板与环形环空密封装置之间的圈闭压力；

根据不可夹持段工具串的长度，若不超出举升液缸最大行程，利用环空密封装置11和单闸板防喷器4之间倒换，采用悬挂法兰、游动卡瓦、固定卡瓦配合带压起出该工具串，再起出剩余油管及井下工具，待井内管柱底部起出剪切闸板防喷器5后，关闭剪切闸板防喷器5，泄掉全封闸板上部压力，将所有油管提出井口；

若不可夹持工具串长度超出举升液缸最大行程，则关闭游动防沉卡瓦，泄掉井内压力至0MPa，观察放喷口无流体返出后，用带压作业机桅杆绞车带吊卡悬挂井口油管，打开环空密封装置11，打开游动防沉、防顶卡瓦，提出井内工具串及剩余油管，作业期间保持放喷口处于打开状态，待井内管柱底部起出剪切闸板防喷器5后，关闭剪切闸板防喷器5，关闭井口放喷闸阀，将所有油管提出井口。

第六步、带压下入完井工艺管柱

地面试压，在入井的第一根油管上安装好注气工具，下入井内的剪切闸板防喷器与平衡泄压四通之间，关闭环形环空密封装置11，关闭游动防顶卡瓦，打平衡压，打开剪切闸板防喷器5；

按管串结构下入油管至变扣短节上一根油管；在地面连接将工具串起吊至带压作业机操作面与下部油管连接；关闭单闸板防喷器4，泄掉单闸板防喷器4以上压力，打开环形环空密封装置11，带压下入工具串至环形环空密封装置11以下，关闭环形环空密封装置11，在单闸板防喷器4和环形环空密封装置11之间缓慢平衡至井压，打开单闸板防喷器，带压下入剩余油管。

第七步、挤注环空保护液

下入井内全部管柱后，关闭单闸板防喷器，转由指定队伍开展注入环空保护液作业。

第八步、坐封封隔器，坐油管挂

第九步、拆除带压作业设备

泄掉井口圈闭压力；关闭双闸板防喷器6的全封闸板，从上自下依次拆除带压作业设备至双闸板防喷器6；

第十步、安装注气井口、完井

准备好注气井口，并做好吊装准备工作；拆除井口油管头以上带压作业设备，待带压作业设备拆除完毕后，立即安装注气井口。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种气驱注入井完井的带压作业设备的带压作业方法，其特征在于，所述气驱注入井完井的带压作业设备，包括依次相连的第一转换四通(2)、悬挂法兰(3)、单闸板防喷器(4)、剪切闸板防喷器(5)、双闸板防喷器(6)、下闸板式环空密封装置(7)、平衡泄压四通(8)、上闸板式环空密封装置(9)、第二转换四通(10)和环形环空密封装置(11)，单闸板防喷器(4)、剪切闸板防喷器(5)及双闸板防喷器(6)分别与外部辅助设备相连通，平衡泄压四通(8)与转换四通(2)通过管线相连通，包括以下步骤：

1)将油管井口(1)利用桥塞坐封；

2)安装带压作业设备；

步骤2)安装带压作业设备的过程为：

在井口(1)油管上安装提升油管；

吊起连为一体的第一转换四通(2)与悬挂法兰(3)，悬挂穿入井口油管中间；

上提提升油管至油管节箍离开承重吊卡；

拆除承重吊卡，下放第一转换四通(2)与闸板防喷器(4)相连接，锁紧悬挂法兰(3)，下放直至油管载荷全部转移到悬挂法兰(3)上，拆除油管吊卡；

安装单闸板防喷器(4)、剪切闸板防喷器(5)、双闸板防喷器(6)、下闸板式环空密封装置(7)、平衡泄压四通(8)、上闸板式环空密封装置(9)、第二转换四通(10)和环形环空密封装置(11)；

安装带压作业平衡泄压管线及液控管线；

3)带压起管串；

步骤3)带压起管串包括以下操作：

关闭环形环空密封装置(11)，在单闸板防喷器(4)与环形环空密封装置(11)之间打平衡压；

关闭游动防沉卡瓦，上提提升油管，打开单闸板防喷器(4)的半封闸板，解锁悬挂法兰(3)；

利用环形环空密封装置(11)带压起出井内油管，直至将打捞矛提至环形环空密封装置(11)与双闸板防喷器(6)之间，关闭单闸板防喷器(4)的半封闸板，并泄掉半封闸板与环形环空密封装置(11)之间的圈闭压力；

若不可夹持段工具串的长度不超出举升液缸最大行程，利用环形环空密封装置(11)和单闸板防喷器(4)之间倒换，采用悬挂法兰、游动卡瓦、固定卡瓦配合带压起出该工具串，再起出剩余油管及井下工具，待井内管柱底部起出剪切闸板防喷器(5)后，关闭剪切闸板防喷器(5)，泄掉其上部压力，将所有油管提出井口；

若不可夹持工具串长度超出举升液缸最大行程，关闭游动防沉卡瓦，泄掉井内压力，待放喷口无流体返出时，悬挂井口油管，打开环形环空密封装置(11)，打开游动防沉、防顶卡瓦，提出井内工具串及剩余油管，井口放喷口为打开状态，待井内管柱底部起出剪切闸板防喷器(5)后，关闭剪切闸板防喷器(5)，关闭井口放喷闸阀，将所有油管提出井口；

4)带压下入完井工艺管柱；

步骤4)带压下入完井工艺管柱的具体过程为：

地面试压，在入井的第一根油管上安装好注气工具，下入井内剪切闸板防喷器(5)与平衡泄压四通(8)之间，关闭环形环空密封装置(11)，关闭游动防顶卡瓦，打平衡压，打开剪切闸板防喷器(5)；

按管串结构下入油管至变扣短节的上一根油管；

将工具串起吊至带压作业机操作面与下部油管连接；

关闭单闸板防喷器(4)，泄掉其以上的压力，打开环形环空密封装置(11)，带压下入工具串至环形环空密封装置(11)以下，关闭环形环空密封装置(11)，在单闸板防喷器(4)和环形环空密封装置(11)之间平衡至井压，打开单闸板防喷器(4)，带压下入剩余油管；

5)挤注环空保护液；

6)坐封封隔器，坐油管挂。

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