张彦平:带压作业在中国装备进步与技术发展

[加入收藏][字号: ] [时间:2016-03-30  来源:全球石油化工网  关注度:0]
摘要: 我主要给大家汇报一下带压作业的方向和要攻关的领域。我的汇报分五个方面来展开: 第一带压进行简单的概述。第二给我们大家报告一下带压设备到底有哪些技术上的难点。第三最近几年以来国产装备在技术创新的方面取得哪些实实在在的成绩。第四国产...
    我主要给大家汇报一下带压作业的方向和要攻关的领域。我的汇报分五个方面来展开:

    第一带压进行简单的概述。第二给我们大家报告一下带压设备到底有哪些技术上的难点。第三最近几年以来国产装备在技术创新的方面取得哪些实实在在的成绩。第四国产装备在现场应用的前面。第四探讨一下带压在中国的前景。

    我先给大家汇报一下第一部分,带压的概述。它的基本原理是这样,其实就是不压井或者是半压井的情况下井口带压这种状况下这么一个作业的过程。要完成这过程至少分四个重要的环节,第一个内部工具。第二个我们具有动力功能的来控制油套防控的压力,第三个对管柱的重力来进行控制。第四要专用的旋转作业。

    带压作业具有哪些优势呢。首先它能够保护油气层,因为不压井,我们知道所谓的压井是非常敏感,另外对注水井来说它可以不停柱放压也可以保持地质的压力。第三可以节能减排保护环境这是显而易见,也就避免了对压井业的处理。同时可以提高效率因为它减少了很多施工的环节。第五可以降低作业的综合成本,虽然带压作业和普通的修井成本高一些,但是综合来看成本更低,另外更安全更可靠。因为这设备对高压针对性的设计,所以从带压来看,在带压发生井喷的事故事例非常非常少。所以带压作业具有这么多的优势它基本上可以满足所有油田对一个工程技术的想象。我希望它能够提高产业量,我希望它能够降低成本,我希望它还能够节能减排,带压作业同时具备这方面的优势。

    带压作业的应用领域,最早的带压作业其实就是我们常说的微压井,其实现在几年延伸到陆地和海上。现在还有包括一些特殊的作业应急抢险等等。世界上带压作业这个技术起源于北美,目前在美国加拿大发展最好的区域。现在在北美地区应用是这样。带压作业在推广应用达到了90%。从这图来看50%带压的完井,每年的带压井超过5千次,特别是墨西哥湾海上,或者是用带压作业修井这作业非常广,在北美大的服务商都有自己的带压井服务。

    带压作业在中国的应用情况,气井应用在中国只有15年的历史,目前来说国内的包括中石油中石化百分之百需要带压作业,目前没有任何手段可以完成这作业。另外目前在国内的页岩气都是带压作业。这样避免压井对压力效果的影响。

    另外在中国的知名油公司,比如说壳牌等等,他们的修井作业和完井作业大部分都是带压作业。目前在中国的带压大概3千个以上。在2015年一共进行了1446口。但是55%都是低压油水井,最近几年气水的油水井比例在上升。目前在国内施工最高的是2014年塔里木创造的奇迹,当时施工102兆,因为目前带压专业的队伍目前有21个队伍,总体来说发展的速度不是很快。

    这张表显示目前在中国市场一些,满足汽艇需要的带压作业分布的情况,21台设备19台从北美进口,有两台是国产,这两台国产就是我们生产,它能够完全高压气井需要的高压设备。

    第二部分给大家报告一下高压设备有哪些难点,为什么这么多年带压作业在中国发展的速度不是很快。任何一台带压作业设备,特别是气艇。第二个井然管柱的结构复杂性和不确定性这是中国的特点,特别是对于老井带压作业,我们罐柱的数据经常和实际上得到的数据有一点的偏差。第三的井口情况不是很准确。第四个人员操作失误造成的风险,所以一个带压合格是要经过五到十年的磨炼。第五个这个设备对操作人有非常高的要求。所以我们也能碰到这样的公司,买一套设备非常好,但是带压作业会出很多问题这就是说它对人的操作经验有非常高的问题。

    结合这五个难点,托普石油控股总公司,近几年在国产装备做了一些探索和进步,取得了一些成绩。托普在带压作业在几个方面取得了创新:

    第一个在安全保障方面,我们设计了卡瓦内系统,它一个原理始终有一个卡瓦保持,这样的就防止中馆下流到井里,轻馆下飞出井口这是安全保护方面非常的措施。

    第二集成化的设计,这样吊装和装卸非常好,另外的话机动性非常好利于运输。

    第三个对液压系统进行了独特的改进。分别在以下八个方面取得了比较好的效果。

    第四个我们对环境防护系统进行了改进,它应该有比较好的动力。

    第五个方面对闸板阀门的进行了改进,一般的密封点大概在起到300米油管和400米油管就不密封,现在我们改进了,现在我们托普前密封端抗2万米油管。

    第六个对绞车进行了平衡的设计。它的效率更高操作的安全性更好。但这绞车一个操作手同时操作绞车也可以平衡。

    第七个方面研制一套数据的采集系统,这个是根据壳牌专门研制。它具有以下四个方面的功能,能够自动的快速完成相关的计算,有一些很典型的计算,比如说油管最小的长度等等,比如说基本参数的设计计算,另外施工参数进行报警,如果感觉参数这本身可以报警。第三这数据可以保存起来,我们未来分析这里面的作业状况可以回放,第四个各作业的区域可以监督每一个岗位的工作情况。

    第八我们研制了一套模拟仿真系统,这个仿真系统可以对操作手培训。前面我们汇报到,这设备对人的操作熟练程度具有依赖性。在他上高压井干活之前,先让他仿真系统进行模拟操作培养感觉。另外我们对上岗人员进行上岗前的考核,同时也可以帮助非直接操作人员了解带压工作的原理和状况。目前我们所开发这套系统具有模拟仿真这个能力,而且是三维,如果戴上眼镜是身临其境的感觉。

    第九研究的探测器这也是针对中国油田的特点研究。因为所有的闸板阀门器的设计,都是把它依托于闸板要封在油管本体上如果数据不准确的话,第一密封是失效,第二还有可能出现事故,所以我们研究了一套探测器和报警系统,它可以非常直观的显示出,还距离咱们闸板阀门器多远,这样大大提高它的安全性也效率。

    第十我们研究一套井口保护装置这也是针对中国的特点,它的功能就是我可以把整个带压设备的重量不再是放在原来的井口上,还是由我井口稳定性承担。这样的话它对井口的保护具有非常好的效果,因为在中国市场曾经有这样的例子,没有这设备我们安装带压作业设备的失去失稳设备倒下来造成了事故还造成了人身伤害事故。这是这几年来托普对这设备的进行创新。

    目前在这设备在国外、国内市场应用的情况。第一个TT1501K,就是150个千磅这是国内获得的认证,它和北美地区的带压作业的规范要求这是符合规范要求的。

    这150K的设备我们在现场不到两年的时间里,在现场已经使用了12口井。这12口井全部是气井。这些照片显示的在作业的具体情况和基本的参数。托普研究的设备我们在2015年销售到了壳牌的市场,我们和壳牌的合作中国石油报也有报告,这是壳牌的专家来考察托普的,通过调查壳牌认为托普的装备全部满足外壳牌396项具体的规范要求。

    第三个系列就是240K的设备,我们认为最适合中国市场的设备,我们这一套设备今年6月份进入壳牌的服务。做这部分我给大家报告一下,带压作业的应用前景以及中国未来作业的方向和我们要攻关的目标。

    首先我们看看北美的应用情况,因为带压作业起源于北美,在北美地区它的带压作业优点,广泛为油气公司所接受,但是因为中国这技术起步的比较晚,所以目前大家还当成非常规的手段,甚至把它作为一个处理事故抢险应急手段来去使用。但实际上它慢慢发展成为常规的作业手段,慢慢的代替压井的作业。另外目前在中国市场能够用于高压气艇,未来中国国产带压作业设备越来越完善,价格越来越降低,相信中国的带压作业的规范会进一步的扩大。

    我们看看国家的天然气发展的产业政策,目前在中国天然气占比例只有5.6%,这个远远低于世界的平均水平。国土资源部公布的数据2014年全国天然气1329亿方,同比增长了10.7%。常规天然气的产量是180亿方同比增长8.9%,所以能看出来天然气它的发展速度远远高于石油的增长速度,也远远高于国家GDP的增长速度。国务院办公厅的能源发展战略显示到2020年天然气的产量要达到1850亿方。而带压作业在天然气作业一项非常不可或缺的技术。所以我们认为伴随着国内天然气的石油的开展,带压的技术和带压装备会迎来非常好的前景。

    与常规的修井相比有非常明显的成本优势,如果在海上一口井去修井作业,我们用一个配合带压作业的设备它的成本会大大的降低。目前这项技术在墨西哥湾在亚洲地区,比如说泰国、越南海上等等,都用的非常普遍。目前在中国市场还是一片空白。这应该说未来液压修井提供了非常好的机遇,我们认为非常好的前景。

    围绕这前景和市场的需要,带压作业需要我们研究和攻关。我们认为有以下几个方面。

    第一个电潜泵井、带井下安全阀井的带压作业,解决海上及高压气井的带压修井问题。

    第二带压作业配合欠平衡钻井。如果换钻头的话就不是全过程的欠平衡的钻井。

    第三带压可以用在拖动压裂,或者是酸化管柱,当我们对老井的压力,这个时候以前的办法必须压井,所有的压力都在等着,如果有有带压作业不需要这样,上提几十米整个工时提高了很多,一天可以压两层、三层,如果用压井最多三层。

    第四是含有毒的气体这方面也可以作为攻关。

    第五个方向就是用三维模拟仿真,解决我们目前操作人员非常短缺的问题。这个方面托普也做了很多工作。

    第六个带压作业可以鱼骨刺井的技术,防止刚打完井接着井污染了。

    围绕这几个发展的领域,我们觉得在带压作业和工具研发方面需要从几个方面做工作?

    第一个游动式异形防喷戏,就是带电缆或者伸缩式的高压防喷管的。

    第二个地面远程操作系统,这样可以让操作人员安全的地带操作。因为带压对操作人员心理上非常大的考虑,当你操作台有一米的地方一百个操作台很多人心理上有非常大的负担。

    第三个我们要研究可靠的管内封堵工具,特别是老井重复压井,我们要有特别可靠的工具。

    第四个虚拟现实功能的仿真系统。

    我的报告到此结束,谢谢大家。


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