關于注水井套管閘門帶壓作業技術應用探討

摘 要：對注水井套管主控閘門損壞后無法關閉問題，探索利用帶壓作業裝置及配套下井工具，對井筒實施暫堵，以快捷、安全地完成注水井套管閘門全密閉帶壓更換操作，防止了敞井更換帶來的環境污染和井控風險。在實施中，總結出科學規范的程序，提出了風險點和規避措施，使現場操作始終處于受控、安全、清潔狀態下進行，杜絕了環境污染和生產成本浪費，具有顯著的經濟效益及推廣應用價值。

關鍵詞：井下作業;注水井套管閘門，帶壓作業;全密閉更換

一、 引言

注水井套管閘門損壞后，井內高壓即失去控制，必須及時恢復其控制功能。孤島油田已經處于開發中后期，設備新度系數低，特別地處灘海區域的注水井，腐蝕老化更為嚴重，每年控制閘門出現刺漏或關不嚴的井達百余口。為確保井口控制，通常采用的在已損閘門外面加裝、加焊一個接閘門或直接放空井內壓力后，敞井進行閘門的更換等應急處置方法。這樣不僅存在井控和工業動火風險，還造成嚴重的井場環境污染和地層能量損失，因此，有必要對注水井帶壓更換套管閘門開展研究，利用特種作業設備及工具，配合科學的施工程序，安全、環保、快捷、穩妥地對注水井控制閘門實施更換。

二、 注水井套管閘門更換施工現狀

隨著注入水侵蝕作用及設備老化、人為損壞等原因有些出現刺漏或關不嚴等問題。為快速恢復井口控制功能，通常在套管閘門外側加裝或加焊一個接閘門。即原套管閘門鋼圈完好，則卡上一個新閘門，并對原注水流程改造，以便連接套管。如果原套管閘門鋼圈槽已損傷，無法安裝時，則進行焊接加裝一個新閘門。這樣閘門加裝后，原損壞閘門遺留下安全隱患，而焊接閘門更是存在較大的工業動火風險。

而當井內壓力不高時，則大多采取放空井內壓力，敞井進行閘門的更換。這樣更換后，無須改造注水流程，且更換后不存在安全隱患。但由于地層中注入水回吐等原因，井內溢流短時間難以放凈，閘門更換過程中井內溢流不僅導致井場大面積污染，產生大量工業廢液。放噴時也會導致地層能量損失，影響注采效果，同時存在井控風險。

三、 注水井套管閘門帶壓操作涉及的技術關鍵

帶壓作業裝備是在井內帶有較高壓力的情況下實施修井作業的特種作業裝備，設備工作壓力達到35MPa，裝置整體壓力級別為21 MPa。因此，利用帶壓作業裝備和皮碗式封隔器配合對原井管柱投入堵塞器暫堵后，再通過帶壓作業裝備將皮碗式封隔器下入井內密閉井筒，能使套管處于無壓力狀態，可以實現套管閘門的安全拆除和更換。實施過程中，需要解決以下幾個問題。

（一）裝置承壓安全余量。目前采用的帶壓作業裝置，工作壓力達到25MPa，而皮碗式封隔器工作壓力為21 MPa，對于注水井口壓力7 MPa左右有著較好的控制余量，安全有保證。

（二）帶壓打開井口。采用帶壓堵塞器對管柱堵塞后泄壓拆除。投送ZYGD-52油管堵塞器至設計深度打壓座封堵塞器成功后，安裝DYXJ18-35帶壓修井作業裝置。

（三）井筒堵塞。采用皮碗式封隔器暫閉井筒。拆自封封井器，關閉上環形防噴器，起油管懸掛器至下環形防噴器以上，關閉下環形防噴器，放掉隔腔中的高壓液體，打開上環形防噴器，起出油管懸掛器，連接下入皮碗式封隔器對完成井筒暫閉操作。

（四）操作程序。由于帶壓作業程序無更換套管閘門的先例，因此，在操作程序設計上做好風險評估，對各個操作步驟認真分析論證。在具體操作程序制訂中，應與注水帶壓作業工序結合起來，更能起到事半功倍的效果。

（五）技術優勢。全密閉帶壓更換套管閘門，可以安全地將原注水井口套管損壞閘門全部更換，杜絕了因加裝閘門后，原損壞閘門遺留的安全隱患，更能有效避免焊接作業等工業動火帶來的潛在風險，同時還能縮短流程改造造成的占井時間。

四、 注水井套管閘門全密閉帶壓更換施工程序

由于帶壓作業程序中沒有單獨更換套管閘門的先例，因此，結合注水井沖砂換管柱作業，對某井施工程序進行風險評估和科學論證后進行施工?；緮祿椋喝斯ぞ祝?195.82m，油層：S2，井段：3106-3167.9m，管柱尾深：3169.80m，井口壓力：6.7MPa

（一）從油管內投入堵塞器對油管實施封堵施工，堵塞深度：1617m。

（二）確認油管內封堵合格后，安裝整套帶壓作業裝備，并試壓21MPa檢驗各部分的密封性合格。

（三）準備工作完成后，按照帶壓作業程序，用雙環形防噴器交替操作，倒上自封封井器，起出井內堵塞器以上油管171根，井內留管柱1550m。

（四）關閉下環形防噴器，泄壓后拆除高壓自封封井器，在原井管柱接皮碗式封隔器一套，并將其下入上環形防噴器以下，關閉上環形防噴器。

（五）打開下環形防噴器，將皮碗式封隔器下到井口以下3-5m處，用固定式卡管器對井內管柱進行夾持固定，同時對井內管柱扶正，以提高皮碗封井效果。

（六）慢慢打開帶壓裝置泄壓出口，排除隔層中的高壓，觀察套管是否有溢流出現，確認密閉合格。

（七）拆除密封不嚴或打不開的已損套管閘門，更換新閘門后，起出井內皮碗式封隔器。

（八）對整個井口裝置試壓25MPa合格，帶壓更換套管操作結束。

該操作采用特種作業裝備，與以往靠經驗和運氣進行敞井更換具有較大技術優勢。不放噴作業，避免了地層能量損失，對區域注采效果不產生不利影響。投入少，安全穩妥，操作簡便易行。

五、 現場應用情況

利用帶壓作業裝備配合皮碗式封隔器全密閉帶壓更換套管閘門技術相繼在多口井得到應用，收到良好應用效果。作業施工中結合注水井沖砂、換管柱作業等實施40余口井。利用上述技術，可大幅減少流程改造和放溢流導致的地層能量損失，節約了成本，更為重要的是避免了敞井放噴等導致的環境污染和井控風險。

六、 結語

全密閉帶壓更換注水井套管閘門技術，借助特種帶壓裝備和工具，施工快捷、安全可靠，是一項較為科學的清潔生產技術;避免了現場敞井溢流和放噴施工導致環境污染和注水能量損失;該技術是帶壓作業技術的延伸利用，為同類問題解決起到積極作用。

作者簡介：霍銀喜，勝利油田金島石油工程技術有限責任公司。