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張彥平:帶壓作業在中國裝備進步與技術發展

[加入收藏][字號: ] [時間:2016-03-30  來源:全球石油化工網  關注度:0]
摘要: 我主要給大家匯報一下帶壓作業的方向和要攻關的領域。我的匯報分五個方面來展開: 第一帶壓進行簡單的概述。第二給我們大家報告一下帶壓設備到底有哪些技術上的難點。第三最近幾年以來國產裝備在技術創新的方面取得哪些實實在在的成績。第四國產...
    我主要給大家匯報一下帶壓作業的方向和要攻關的領域。我的匯報分五個方面來展開:

    第一帶壓進行簡單的概述。第二給我們大家報告一下帶壓設備到底有哪些技術上的難點。第三最近幾年以來國產裝備在技術創新的方面取得哪些實實在在的成績。第四國產裝備在現場應用的前面。第四探討一下帶壓在中國的前景。

    我先給大家匯報一下第一部分,帶壓的概述。它的基本原理是這樣,其實就是不壓井或者是半壓井的情況下井口帶壓這種狀況下這么一個作業的過程。要完成這過程至少分四個重要的環節,第一個內部工具。第二個我們具有動力功能的來控制油套防控的壓力,第三個對管柱的重力來進行控制。第四要專用的旋轉作業。

    帶壓作業具有哪些優勢呢。首先它能夠保護油氣層,因為不壓井,我們知道所謂的壓井是非常敏感,另外對注水井來說它可以不停柱放壓也可以保持地質的壓力。第三可以節能減排保護環境這是顯而易見,也就避免了對壓井業的處理。同時可以提高效率因為它減少了很多施工的環節。第五可以降低作業的綜合成本,雖然帶壓作業和普通的修井成本高一些,但是綜合來看成本更低,另外更安全更可靠。因為這設備對高壓針對性的設計,所以從帶壓來看,在帶壓發生井噴的事故事例非常非常少。所以帶壓作業具有這么多的優勢它基本上可以滿足所有油田對一個工程技術的想象。我希望它能夠提高產業量,我希望它能夠降低成本,我希望它還能夠節能減排,帶壓作業同時具備這方面的優勢。

    帶壓作業的應用領域,最早的帶壓作業其實就是我們常說的微壓井,其實現在幾年延伸到陸地和海上。現在還有包括一些特殊的作業應急搶險等等。世界上帶壓作業這個技術起源于北美,目前在美國加拿大發展最好的區域。現在在北美地區應用是這樣。帶壓作業在推廣應用達到了90%。從這圖來看50%帶壓的完井,每年的帶壓井超過5千次,特別是墨西哥灣海上,或者是用帶壓作業修井這作業非常廣,在北美大的服務商都有自己的帶壓井服務。

    帶壓作業在中國的應用情況,氣井應用在中國只有15年的歷史,目前來說國內的包括中石油中石化百分之百需要帶壓作業,目前沒有任何手段可以完成這作業。另外目前在國內的頁巖氣都是帶壓作業。這樣避免壓井對壓力效果的影響。

    另外在中國的知名油公司,比如說殼牌等等,他們的修井作業和完井作業大部分都是帶壓作業。目前在中國的帶壓大概3千個以上。在2015年一共進行了1446口。但是55%都是低壓油水井,最近幾年氣水的油水井比例在上升。目前在國內施工最高的是2014年塔里木創造的奇跡,當時施工102兆,因為目前帶壓專業的隊伍目前有21個隊伍,總體來說發展的速度不是很快。

    這張表顯示目前在中國市場一些,滿足汽艇需要的帶壓作業分布的情況,21臺設備19臺從北美進口,有兩臺是國產,這兩臺國產就是我們生產,它能夠完全高壓氣井需要的高壓設備。

    第二部分給大家報告一下高壓設備有哪些難點,為什么這么多年帶壓作業在中國發展的速度不是很快。任何一臺帶壓作業設備,特別是氣艇。第二個井然管柱的結構復雜性和不確定性這是中國的特點,特別是對于老井帶壓作業,我們罐柱的數據經常和實際上得到的數據有一點的偏差。第三的井口情況不是很準確。第四個人員操作失誤造成的風險,所以一個帶壓合格是要經過五到十年的磨煉。第五個這個設備對操作人有非常高的要求。所以我們也能碰到這樣的公司,買一套設備非常好,但是帶壓作業會出很多問題這就是說它對人的操作經驗有非常高的問題。

    結合這五個難點,托普石油控股總公司,近幾年在國產裝備做了一些探索和進步,取得了一些成績。托普在帶壓作業在幾個方面取得了創新:

    第一個在安全保障方面,我們設計了卡瓦內系統,它一個原理始終有一個卡瓦保持,這樣的就防止中館下流到井里,輕館下飛出井口這是安全保護方面非常的措施。

    第二集成化的設計,這樣吊裝和裝卸非常好,另外的話機動性非常好利于運輸。

    第三個對液壓系統進行了獨特的改進。分別在以下八個方面取得了比較好的效果。

    第四個我們對環境防護系統進行了改進,它應該有比較好的動力。

    第五個方面對閘板閥門的進行了改進,一般的密封點大概在起到300米油管和400米油管就不密封,現在我們改進了,現在我們托普前密封端抗2萬米油管。

    第六個對絞車進行了平衡的設計。它的效率更高操作的安全性更好。但這絞車一個操作手同時操作絞車也可以平衡。

    第七個方面研制一套數據的采集系統,這個是根據殼牌專門研制。它具有以下四個方面的功能,能夠自動的快速完成相關的計算,有一些很典型的計算,比如說油管最小的長度等等,比如說基本參數的設計計算,另外施工參數進行報警,如果感覺參數這本身可以報警。第三這數據可以保存起來,我們未來分析這里面的作業狀況可以回放,第四個各作業的區域可以監督每一個崗位的工作情況。

    第八我們研制了一套模擬仿真系統,這個仿真系統可以對操作手培訓。前面我們匯報到,這設備對人的操作熟練程度具有依賴性。在他上高壓井干活之前,先讓他仿真系統進行模擬操作培養感覺。另外我們對上崗人員進行上崗前的考核,同時也可以幫助非直接操作人員了解帶壓工作的原理和狀況。目前我們所開發這套系統具有模擬仿真這個能力,而且是三維,如果戴上眼鏡是身臨其境的感覺。

    第九研究的探測器這也是針對中國油田的特點研究。因為所有的閘板閥門器的設計,都是把它依托于閘板要封在油管本體上如果數據不準確的話,第一密封是失效,第二還有可能出現事故,所以我們研究了一套探測器和報警系統,它可以非常直觀的顯示出,還距離咱們閘板閥門器多遠,這樣大大提高它的安全性也效率。

    第十我們研究一套井口保護裝置這也是針對中國的特點,它的功能就是我可以把整個帶壓設備的重量不再是放在原來的井口上,還是由我井口穩定性承擔。這樣的話它對井口的保護具有非常好的效果,因為在中國市場曾經有這樣的例子,沒有這設備我們安裝帶壓作業設備的失去失穩設備倒下來造成了事故還造成了人身傷害事故。這是這幾年來托普對這設備的進行創新。

    目前在這設備在國外、國內市場應用的情況。第一個TT1501K,就是150個千磅這是國內獲得的認證,它和北美地區的帶壓作業的規范要求這是符合規范要求的。

    這150K的設備我們在現場不到兩年的時間里,在現場已經使用了12口井。這12口井全部是氣井。這些照片顯示的在作業的具體情況和基本的參數。托普研究的設備我們在2015年銷售到了殼牌的市場,我們和殼牌的合作中國石油報也有報告,這是殼牌的專家來考察托普的,通過調查殼牌認為托普的裝備全部滿足外殼牌396項具體的規范要求。

    第三個系列就是240K的設備,我們認為最適合中國市場的設備,我們這一套設備今年6月份進入殼牌的服務。做這部分我給大家報告一下,帶壓作業的應用前景以及中國未來作業的方向和我們要攻關的目標。

    首先我們看看北美的應用情況,因為帶壓作業起源于北美,在北美地區它的帶壓作業優點,廣泛為油氣公司所接受,但是因為中國這技術起步的比較晚,所以目前大家還當成非常規的手段,甚至把它作為一個處理事故搶險應急手段來去使用。但實際上它慢慢發展成為常規的作業手段,慢慢的代替壓井的作業。另外目前在中國市場能夠用于高壓氣艇,未來中國國產帶壓作業設備越來越完善,價格越來越降低,相信中國的帶壓作業的規范會進一步的擴大。

    我們看看國家的天然氣發展的產業政策,目前在中國天然氣占比例只有5.6%,這個遠遠低于世界的平均水平。國土資源部公布的數據2014年全國天然氣1329億方,同比增長了10.7%。常規天然氣的產量是180億方同比增長8.9%,所以能看出來天然氣它的發展速度遠遠高于石油的增長速度,也遠遠高于國家GDP的增長速度。國務院辦公廳的能源發展戰略顯示到2020年天然氣的產量要達到1850億方。而帶壓作業在天然氣作業一項非常不可或缺的技術。所以我們認為伴隨著國內天然氣的石油的開展,帶壓的技術和帶壓裝備會迎來非常好的前景。

    與常規的修井相比有非常明顯的成本優勢,如果在海上一口井去修井作業,我們用一個配合帶壓作業的設備它的成本會大大的降低。目前這項技術在墨西哥灣在亞洲地區,比如說泰國、越南海上等等,都用的非常普遍。目前在中國市場還是一片空白。這應該說未來液壓修井提供了非常好的機遇,我們認為非常好的前景。

    圍繞這前景和市場的需要,帶壓作業需要我們研究和攻關。我們認為有以下幾個方面。

    第一個電潛泵井、帶井下安全閥井的帶壓作業,解決海上及高壓氣井的帶壓修井問題。

    第二帶壓作業配合欠平衡鉆井。如果換鉆頭的話就不是全過程的欠平衡的鉆井。

    第三帶壓可以用在拖動壓裂,或者是酸化管柱,當我們對老井的壓力,這個時候以前的辦法必須壓井,所有的壓力都在等著,如果有有帶壓作業不需要這樣,上提幾十米整個工時提高了很多,一天可以壓兩層、三層,如果用壓井最多三層。

    第四是含有毒的氣體這方面也可以作為攻關。

    第五個方向就是用三維模擬仿真,解決我們目前操作人員非常短缺的問題。這個方面托普也做了很多工作。

    第六個帶壓作業可以魚骨刺井的技術,防止剛打完井接著井污染了。

    圍繞這幾個發展的領域,我們覺得在帶壓作業和工具研發方面需要從幾個方面做工作?

    第一個游動式異形防噴戲,就是帶電纜或者伸縮式的高壓防噴管的。

    第二個地面遠程操作系統,這樣可以讓操作人員安全的地帶操作。因為帶壓對操作人員心理上非常大的考慮,當你操作臺有一米的地方一百個操作臺很多人心理上有非常大的負擔。

    第三個我們要研究可靠的管內封堵工具,特別是老井重復壓井,我們要有特別可靠的工具。

    第四個虛擬現實功能的仿真系統。

    我的報告到此結束,謝謝大家。


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