油气井安全密闭抽汲系列工具.pdf

邓 继学等 油 外 安全 密 闭抽 汲 系列 工具 油气井安全密闭抽汲系列工具半 l 邓继学刘 欢 周建柱 张 敏 高红平 杨红斌 l中国石油集团川庆钻探工程有限公司 摘要油气井安全密闭抽汲装置实现 了 抽汲排液过程井12无液体渗漏、无石油伴生气溢出， 达到了安全环保的作业 要求。该装置井口部分由气控防喷盒、钢丝绳扶正器、安全拔脱装置组成；井内部分由钢丝绳连接加重杆、安全接头、高 效水力抽子组成，通过气控防喷盒、安全拔脱装置等的配套使用，既实现 了抽汲过程中井口的密封，又避免了因操作不 “-3 引起的钢丝绳断脱等事故的发生。 现场应用表明， 该装置结构合理、 性能稳定， 将抽汲能力由每次的0 ． 3 ～ 0 ． 4 5 m 3 提高到 了 3 ～4 ． 5 m ， ， 抽汲能力是原来的l O 倍， 而且在井口3 ．O MP a 压力T，密封性能 良 好 ， 完全能够满足油气水井密闭安全抽汲作业 要 求。 关键词自 动投球清蜡作业油田输油管线数字化 D OI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 2 3 0 2 x ． 2 0 1 2 ． 0 6 ． 0 1 2 近年来 ，随着油气勘探的不断深入 ，在探明的未 动用地质储量中大部分为低渗透油气藏 ，其储量已达 总未动用地质储量的 6 3 ％，每 口井都需要经过压裂改 造后才能达到工业开采价值。压裂后 的快速排液技术 已经成为降低储层二次伤害 、提高单井产量的关键环 节之一 。然而传统的抽 汲排液工艺因其防喷盒不 承 压 、密封性能差 、抽汲效率低 ，已经不能满足试油现 场作业安全环保的要求。为了解决以上问题 ，中国石 油集团川庆钻探工程有限公司科研人员历经 5年的研 究 、试验 、改进完善 ，利用气密封原理创造性地研发 了气控防喷盒 、安全拔脱装置 、安全接头 、高效水力 抽子等具有 自主知识产权的工具 ，配套形成 了密闭安 全抽汲装置 、油气井高效抽汲排液工艺技术 ，将抽汲 能力由每次的 0 ． 3 ～0 ． 4 5 m 提高到了 3 ～4 ． 5 m3 ，抽汲能 力是原来的 1 0 倍 ，实现了抽汲过程中井 口无渗漏 、无 伴生气溢出，达到了安全环保的作业要求。 通过高效试油工艺技术研究 ，研制开发了系列油 气井安全密闭抽汲工具 ，形成了成熟的油气井高效抽 汲排液工艺技术 ，简化了施工工序 ，降低了作业风险 ， 丰富了传统的试油工艺技术 。 1 产 品结构及工作原理 油气井密闭安全抽汲装置由两大部分组成 井 口 部分和井内部分。井 口部分 由气控防喷盒 、钢丝绳扶 正器 、安全拔脱装置组成；井内部分由钢丝绳绳帽、加 重杆 、安全接头 、高效水力抽子组成 图 1 o 中国石油天然 气集 团公 司 2 0 1 1 年 自主创新重要产 品。 基金项目中国石油集团川庆钻探工程有限公司2 0 0 8 年度科研计划项 目 局级 “ 高效抽汲排液工艺技术研究与应用” 编号 2 0 0 8 8 O ；中国石油集团川庆钻探工程有限公 司2 0 1 2 年技术有形化项 目“ 密闭安全抽汲排液技术有形化” 编号C Q2 o 1 2 c一 2 2 1 4 中国石 油天然气集 团公 司2 o 1 2 2 o 1 4年 自主创新重要产 品产业化项 目 “ 密闭安全抽汲排 液 系列工具产业化” 编号 2 0 1 2 B一 1 7 0 8 0 7 获专 利情 况“ 密闭安全抽汲装置” 共形成发 明和实用新 型专利9 4 低压 气井抽 汲 阻尼器的设计方 法 专利 号 Z L 2 0 0 9 1 0 1 3 6 8 3 7 ． 8 ；低压气井抽汲阻尼器 专利号Z L 2 0 0 9 2 0 1 4 9 2 4 6 ． x ；扩张式胶塞密闭防喷盒 专利号Z L 2 0 0 9 2 0 0 3 2 4 5 1 ． 8 ；油气井安全密闭 拔脱装置 专利号Z L 2 0 0 8 2 0 2 2 8 2 9 2 ． 4 ；油气井抽汲防喷盒安全接头 专利号Z L 2 0 0 9 2 0 3 0 7 5 8 4 ． 1 ；一种抽汲加重杆快速接头 专 利号ZL 2 0 1 1 2 0 1 6 2 2 6 4 ． 9 ；抽汲防喷盒安全拔脱器 专利号 ZL 2 0 1 1 2 0 1 6 5 0 6 6 ． 8 ；一种抽汲钢丝绳防喷装置 专利号 Z L 2 0 1 1 2 0 1 6 9 9 1 7 ． 6 ；一种 水力抽 子胶皮防脱打捞 器 专利 号 Z L 2 0 1 2 2 0 2 9 4 9 7 9 ． 4 。 获奖情况“ 高效抽汲排液工艺技术研究与应用”2 0 0 9 年获中国石油集团川庆钻探工程有限公司科技进步一等奖。 第一作者简介邓继学，1 9 6 3 年生，工程师，现任中国石油集团川庆钻探工程有限公司井下技术作业公司工程技术发展研究中 心书记，一直从事低渗透油气田勘探 开发增产改造技术研究。E - ma i l d u n j x c n p c ． c o m． c n ．| 。 叠 _ l * 2 0 、 2年等 6强 技论坛5 3 1 ．5 高效水 力抽子 高效水力抽子由托架及胶杯组成 图 6 o在抽汲 过程 中，当抽子下行时，在液流作用下，过流浮杯槽 可将胶杯浮至托架顶部，形成液流通道 ；当抽子上行 时，在液流作用下 ，胶筒座在托架上 ，关闭液流通道， 与油管组合密封形成一个单向活塞 ，从而将油管内液 体排出。 图 6高效水 力抽子 邓 继 学等 油气 井 安 全 密 闭 抽 汲 系 列工 具 2 产品的技术参数指标 密闭安全抽汲装置技术参数见表 1 。 3产 品现场试验 通过现场试验统计 ，油井单井平均抽汲时间为 3 0 h左右 ，井 口压力为 0～0 ． 5 MP a ；气井单井平均抽汲 时间为6 0 h 左右 ，井 口压力为 1 ～2 MP a ，整个抽汲过程 密封性能良好 ，安全环保性强 ；相比传统的抽汲工艺 ， 抽汲效率提高了 1 0倍。 4产 品的现场应用情况 5年来 ，科研人员根据现场需求 ，不断完善整套 装置性能，提高产品质量，目前在长庆油田进行了大 面积推广应用 ，从 2 0 0 8年至今进行了 2 3 3 5 井次的现 场应用 ，其中油井 2 2 3 1 井次 、气井 1 0 4井次 ，性能 良 好 ，提高了排液效率 ，能有效解决抽汲过程中的安全 环保问题 ，具有明显的经济效益和社会效益 ，应用前 景 广 阔 表 1 密闭安全抽汲装置技术参数 序 号 性 能 技术 参数 序 号 性 能 技术 参数 l 静密 封 压力 MP a 3 ． 0 8 拔脱 拉 力 k N 3 ．O 2 动密封压力 MP a 2 ． O 9 供气压力 MP a O ～ O ． 7 3 最 大 沉 没度 m l 5 0 0 l O 抽 汲效 率 ％ 7 0 4 抽汲 液 量 m 3 ／次 0～3 I 1 胶 简 寿命 i l 1 8 0 0 0 0 产 油井 5 最 大 抽 深 I l 1 2 7 o o 1 2 胶 筒 寿命 m 5 0 0 0 0 产水 井 6 安 全 接 头拔 脱 承 重 t 7 ． 0 1 3 加 重 杆 长 度 I l 1 4 ． 0 7 拔 脱 装 置 胶 件 寿命 h 7 2 1 4 抽 汲速 度 il 1 ] s 5 5 结论 本产品主要是针对高效抽汲及空套管抽汲的工艺 技术 ，实现快速 、高效试油的 目的。该技术也成功地 应用于气井抽汲排液工艺 ，及时对施工后的气井进行 抽汲排液作业 ，避免了用连续油管和液氮泵 、制氮泵 与气举阀 、水力喷射泵等高科技的方式进行排液花费 较大问题，符合长庆气 田进行低成本 的开发要求 ；另 外 ，也可以用于排水采气工艺 、边缘井的采油工艺等， 市场 应用 前 景很 大 。 【 参考文献 】 【 1 】 户贵华， 程 戈奇， 童广岩， 等． 气井抽汲排液采气工艺 的研 究与应 用 石油矿场机械， 2 0 0 6 ， 3 5 6 ． [ 2 ] 苟忠义， 吴国洲． 几种抽汲工具的比较【 J 】 ． 石油钻采工 艺． 2 0 0 1 2 3 4 ． [ 3 1 许 志先 ， 罗新华， 刘春 林． 液动 式抽 汲 防喷 盒及抽 汲胶 杯简介U J ． 油气井测试， 2 0 0 1 ， l o 5 ． [ 4 ] 苏和平 ． 长庆抽 汲 井 口防喷 器获 国家专利【 N】 ． 石 油商 报。 2 0 0 6 - 0 6 2 1 ． 收稿 日期2 0 1 2 - 0 3 0 7 改回日期2 0 1 2 1 2 - 1 2 o j 。 孽 j 静 曩 皇 j 孽 ≈ 孽 嚣 掣 l 癌 黪 黪2 0 1 2年第 6期 石油科技论坛5 5