不压井带压作业技术应用与发展一、不压井带压作业的概念不压井带压作业是利用特殊的修井设备，在井口有压力的情况下实现管柱的安全、无污染起下作业。
它能够解决两方面的工艺难题：一是在施工作业过程中，实现了油、套管环形空间动态密封及油管的内部堵塞。
二是在起下油管过程中，能够克服井内压力对油管的上顶力，实现安全无污染带压起出或下放油管。
二、不压井带压作业的作用1. 节约能源：低渗油田注水井的注水压力都比较高，常规修井作业需泄压1－6个月甚至更长时间，采用不压井带压作业不需泄压，避免了注入能量的浪费。
2. 防止套管损坏：常规水井作业时泄压产生的压差，使大部分水井的套管受到不同程度损坏，采用不压井带压作业可以避免此类问题的发生。
3. 减少油气层的伤害，延长油气层的寿命：采用不压井带压作业技术，避免修井液造成的油气层颗粒堵塞、水化膨胀等伤害，延长了油气层的相对寿命。
4. 保证油气层评价的真实性：不压井带压作业最大限度保持油气层原始状态，为准确录取数据，正确评价油气藏提供了基本支持。
5. 降低油水井维护费用：不压井带压作业避免套管损坏，减少了大修费用及洗压井、排放液的费用。
6. 避免井喷事故的发生:油井常规作业使用的洗、压井液在作业过程中易受气侵、油侵作用，降低了液体密度，或因井漏经常使井内压力失衡,不压井带压作业避免了由此而带来的井喷、窜管的危险。
7. 减少地面污染：不压井带压作业不排放井内液体，避免了地面污染。
三、不压井带压作业的意义随着开采工艺技术的发展，修井的概念和内涵在不断更新，不压井带压作业技术为油气水井维修提供了一种新思路。
采用不压井带压作业技术，使原始地层得到了很好的保护，增加油气层的产出能力，提高油田开发采出程度。
采用不压井带压作业技术，最大限度的降低作业风险和减少压井或多次重复压井等复杂工序的作业成本。
采用不压井带压作业技术，解决了常规修井作业中用压井液压井，一压就漏，不压就喷，低渗油气井很容易压死及作业后排液周期长的工艺难题。
采用不压井带压作业技术，可在不压井、不放喷的情况下起下管柱，达到了安全、环保修井作业目的，符合HSE的要求，对贯彻落实中央领导及集团公司领导关于安全环保的讲话精神具有深远意义。
四、不压井带压作业技术简介2001年上半年，在充分调研的基础上，我处对这一项目进行开发与研究，于2001年7月加工制作了第一套国产水井不压井带压作业装置，并投入现场使用，经过几年的研究和拓展，形成了适用于油套压力在15.6MPa以下水井、7MPa 以下油井、7MPa以下气井、7MPa以下水井带压大修等不压井带压作业系列技术，并由中科院力学研究所对装置进行了安全理论校核。
该工艺技术在国内外处于领先地位，填补了修井行业多项技术空白，目前我单位在吉林油田投入7套、大庆油田投入4套、辽河油田投入3套不压井带压作业装置。
带压作业原理图该工艺技术由井控密封系统、加压动力系统、附属配套系统及相应配套工具及工艺技术组成。
三闸板防喷器环型防喷器单闸板防喷器 球形防喷器加压动力系统液 压 缸上 下 横 梁游 动 卡 瓦固 定 卡 瓦附属配套系统负荷显示仪远程控制台防进水回路相应配套工具及工艺技术包括油管堵塞器、可换向止压球座、油水井带压冲砂工艺技术、带压射孔电缆驱动技术、油水井密封作业工艺规程、油水井带压修井作业安全操作规程、带压作业装置安全理论校核等组成。
油管堵塞器:用于在起油管前堵塞底部油管内腔，防止井内高压流体从油管内喷出。
该产品已经获得了国家专利。
可换向止压球座:用于带压作业下井管柱底部，主要目的是减少一次打捞堵塞器的工作。
该产品已获得了国家专利。
油水井带压冲砂装置:采用反循环冲砂方式，利用井内高压油水层能量，只需打开出口闸门和控制好下压力即可冲砂，冲砂完毕后上提管柱前油管不用进行堵塞。
该产品已获得了国家专利。
带压射孔电缆驱动技术:油、气、水井在进行带压电缆射孔工艺时，密封器密封电缆时摩擦阻力大，靠工具自重无法下入，动力驱动可以实现这种工艺。
该产品已获得了国家专利。
油水井密封作业工艺规程：为了提高施工质量,2002年3月规定了油水井密封作业的术语、定义、选井原则，制定了施工准备、施工工序的安全与质量控制程序，根据现场实际操作经验编写了《油水井不压井密封作业工艺规程》,并通过了辽河石油勘探局采油采气专业标准化技术委员会的审核，作为企业标准来实施。
油水井带压修井作业安全操作规:2004年5月份我们根据现场实际操作经验编写了《油水井带压修井作业安全操作规程》,通过了辽河石油勘探局采油采气专业标准化技术委员会的审核，作为企业标准来实施，并已申报石油天然气行业标准。
实施带压作业的基本要求带压作业除应符合常规修井施工的要求外，还应符合下列要求：a) 夜间施压起下，施工现场照度应符合GB 50034的规定；b) 施工井套管短节应连接牢固、密封良好；c) 封井器的工况温度范围在-29℃～121℃；d) 施工现场应配备有毒、有害等气体检测报警装置；e) 含硫化氢油气井的作业应符合SY/T 6610的规定；f) 液控岗位人员应经过企业培训合格后，持证上岗；g) 液压缸额定下压力应不小于最大下压力的120％，额定上提力应不小于最大上提力的140％；h) 高压软管在温度750℃、压力28MPa时，至少能够连续工作15min，高压软管应采用带防尘罩的快速接头连接；i) 液压油量应不少于关／开／关所有井控装置所需液压油量的125％；j) 闸板防喷器、固定卡瓦及游动卡瓦应安装锁紧装置；k) 中途停止施工时，应关闭半封封井器、固定卡瓦、游动卡瓦，并手动锁紧。
手动开关时应使用带保护的防喷杆开关；l) 环形防喷器的控制油路应安装承压能力与其内压力相匹配的控制阀；m) 带压作业井控装置主要部件性能应根据具体施工井而定，表1给出了井控装置主要部件性能；表1 带压作业井控装置主要部件性能类型井口压力MPa 闸板防喷器额定工作压力，MPa，≥环形防喷器额定工作压力，MPa，≥游动、固定卡瓦轴向夹紧力，kN，＞P＜ 7 21 21 2807≤P＜12 21 21 48012≤P≤14 35 35 560n) 施工现场应至少配备两套封堵工具，封堵工具的额定承载负荷应大于封堵后井内流体对其的作用力。
五、不压井带压作业技术在国内外发展概况目前不压井设备在国外，全液压不压井作业机占主导地位。
据统计，制造不压井作业机、提供不压井技术服务或既制造又提供作业服务的公司超过10家。
生产带压作业设备的厂家有美国Hydra Rig，Halliburton以及加拿大High Arctic等公司，提供带压作业技术服务的公司有CUDD、ISS等公司。
不压井设备应用于陆地和海洋，设备实现了全液压举升，最高提升力可达2669KN，最大下推力达1157KN，最高作业井压可达140MPa。
经过四十多年的发展，目前国外不压井作业范围已经涉及欠平衡钻井；小井眼钻井、侧钻；带压起下油管、套管或衬管；带压钻水泥塞、桥塞或砂堵；酸化、压裂、打捞和磨铣；挤水泥、打桥塞和报废井作业；带压情况下，故障井口和闸门的更换。
国内：在50年代，大庆油田研制了1套带压作业起下钻装置，使用钢丝绳、滑轮组及反加压装置进行带压起下钻作业。
但操作程序复杂、劳动强度大、安全性能差。
70-80年代，四川石油管理局钻采工艺研究所研制了用于钻井抢险的BY30-2型带压起下钻装置和用于修井的BYXT15型带压起下钻装置。
80年代，吉林油田研制了车载带压修井机，可用于井口压力不高于4MPa带压起下管柱作业，最大提升能力为70-100KN，但由于密封方面的缺陷未能推广使用。
目前，国内从事带压作业技术服务的有7个油田1个公司：吉林油田有10套装置，施工能力是6MPa以下水井；新疆克拉玛依油田有1套装置在试验阶段；吐哈油田有1套装置停用；华北油田有1套装置停用；四川油田2套装置（加拿大）用于钻井欠平衡起下钻具；托普威尔公司有1套装置（加拿大）用于水井、气井维修；我处现有14套带压作业装置用于油水气井维修和1套闸门扳孔设备用于高压油气水井闸门扳孔作业。
在国内除我处外，其它油田还没有成型的自主研发的适用于油、气、水井带压施工的工艺技术。
六、不压井带压作业应用实例油井带压作业实例:1. 自喷气举井：×油田采油×厂的×92-121井,是该厂的一口重点井，该井1995年投产，在2001年6月小修队上修时，用ф116mm铅模证实3350.6m处套变为ф104mm。
2004年9月小修队用WS—60枪补孔后自喷生产，日产油仅为3.2m3，由于井口油、套压为4.5MPa，射孔管柱一直未能起出，无法进行气举生产，严重影响了该井的产量。
2005年初小修队多次搬上均无法施工，2005年4月25日对该井实施不压井带压作业，用电缆桥塞对油管进行封堵后，带压起出了全部原井射孔管柱。
通井作业发现遇阻位置无法满足下气举管柱生产的要求，按甲方要求对该段进行磨铣，下ф114mm铣锥对套变位置进行反复磨铣，修复套变，经通井证实满足下步生产需要。
由于井内压力高，常规气举阀无法下入，又将原气举阀改装成压差式气举阀，5月3日施工结束后，对该井实施气举，日产油达到了20m3。
2. 抽油井：×油田×采油厂的×72井是一口含水低、含气大的抽油机井，井口压力为2.3MPa，以往常规作业洗压井后，排液周期40余天后日产油3—5m3。
2005年4月21日对该井实施不压井带压施工，利用带压起抽油杆装置起出井内抽油杆，采用两级密封对原泵管实施堵塞，完井管柱采用新开发的泵管防溢开关，施工结束后，该井的日产量由上修前的3m3提高到17m3。
措施疑难井中的实例:×油田×采油厂×12-9井是一口新井，套管ф139.7mm*574.94m，人工井底563.9m，2004年5月小修队上修，射孔射开28-32、23-26小层后，由于射孔时没有安装井口,发生天然气井喷，井喷后小修队在套管接箍上抢装一个井口帽，并在井口帽上焊一ф12mm测压小闸门，控制住井喷后,再无法实施压井作业，井口压力一直保持在4.2Mpa。
2004年9月3日对该井实施不压井带压作业，在套管接箍下安装防喷装置，并在防喷装置内建立水循环，用母锥倒开井口帽，下入ф114mm桥塞，封堵射开的层位，完善井口，对剩余层位实施射孔，冲捞桥塞，按设计下入分注管柱，使该井正式投产。
水井带压作业实例:×油田×采油厂的×8-13井是不压井带压作业对高温高压水井维修能力的又一次升级，该井井口压力为15MPa，水温为90℃，上修前已经关井3年，一直作为罐车拉热水的地方，压力保持不降，常规小修无法对其进行施工作业。