海洋石油井下作業(yè)修井技術(shù)現(xiàn)狀及新工藝的優(yōu)化

盧 巖

中海油能源發(fā)展股份有限公司 北京 100027

在海洋石油工程開發(fā)過程中，科學(xué)的井下作業(yè)修井技術(shù)能夠有效提升開采效率，提升油氣資源開采產(chǎn)量，對于石油工程開發(fā)具有重要的作用。但是受到海洋環(huán)境特殊性的影響，當(dāng)前海洋石油工程中所采用的修井技術(shù)整體水平較低，已經(jīng)無法滿足海洋石油工程建設(shè)需求，嚴重影響開采效率，所以需要明確當(dāng)前修井技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，并加強對新工藝的實施，通過技術(shù)創(chuàng)新推動海洋石油工程建設(shè)，是促進我國石油工程建設(shè)發(fā)展的關(guān)鍵所在。

1 井下作業(yè)修井技術(shù)簡要概述

在石油工程建設(shè)過程中，修井是指對水源井、地?zé)峋⒂途约胞}鹵井等管井的維修工作，在石油工程中占據(jù)著重要的位置。修井工作的主要內(nèi)容，是對油井的水量不足、水溫下降以及水質(zhì)變差等事故進行檢測與修理，確保故障井或瀕臨報廢井的再次利用。針對已經(jīng)出現(xiàn)故障的地?zé)峋⑺?，已?jīng)無法正常生產(chǎn)，水量不足等問題需要消耗更多的電能與水量，水溫下降的情況下地?zé)峋幕A(chǔ)功能無法發(fā)揮，在出現(xiàn)涌沙等問題時，會導(dǎo)致電泵運行受到影響[1]。導(dǎo)致井筒管破裂的原因較多，都會對油井造成很大破壞，當(dāng)油井出現(xiàn)故障問題時，則需要進行修井處理，確保油井恢復(fù)到正常狀態(tài)，是影響油井生產(chǎn)開采的重要因素，所以必須加強修井技術(shù)的應(yīng)用。但是相比于陸地油井而言，海洋是有個井下作業(yè)對于修井技術(shù)的要求更高，所面臨的作業(yè)環(huán)境更為復(fù)雜，傳統(tǒng)的修井技術(shù)難以取得良好效果，為此需要加強對修井技術(shù)的創(chuàng)新，結(jié)合海洋石油工程的基本情況，采用科學(xué)的修井技術(shù)方案，以此方式確保海洋石油井下作業(yè)修井技術(shù)水平提高，滿足海洋石油工程建設(shè)的基本需求。

2 海洋石油井下作業(yè)修井技術(shù)現(xiàn)狀分析

修井技術(shù)是海洋石油工程開發(fā)期間的重要組成部分，通過修井技術(shù)能夠有效改善海洋油井的各項結(jié)構(gòu)，為后續(xù)開發(fā)工作提供便利的條件?，F(xiàn)階段，我國海洋石油工程中所采用的修井技術(shù)水平不斷提升，已經(jīng)掌握了多項核心技術(shù)，但是依然具有很大的提升空間，為此需要準確掌握當(dāng)前海洋石油井下作業(yè)修井技術(shù)的現(xiàn)狀，主要包括如下幾項內(nèi)容：

2.1 海洋石油主修井技術(shù)分析

當(dāng)前海洋油田主要采用的修井工藝技術(shù)設(shè)備包括循環(huán)灌溉設(shè)備、動力設(shè)備以及旋轉(zhuǎn)設(shè)備。動力設(shè)備包含井架系統(tǒng)和動力設(shè)備，比如修井提升機，能夠在惡劣的海洋井下環(huán)境中進行作業(yè)，但是這種設(shè)備行進速率較慢；輪帶配備自背式井架的施工效率雖然較高，但是設(shè)備體積較大，在海洋環(huán)境中泥濘、低洼的井下條件中應(yīng)用較為不便。修井提升機存在一些缺陷問題，安全技術(shù)較差，從而逐漸被其他性能更好的修井設(shè)施取代。循環(huán)式灌溉設(shè)備的工作原理為向海洋井下注射循環(huán)液體，從而完成洗井作業(yè)，利用循環(huán)式灌溉設(shè)備進行洗砂、套管銑和鉆堵等工作，該設(shè)備中包括泥漿罐、彎管、水龍頭、壓力管以及軟管等。當(dāng)前海洋油田井下修井作業(yè)過程中，回轉(zhuǎn)設(shè)備主要應(yīng)用回轉(zhuǎn)工作臺，動力源主要為修井機，能夠支持鉆進、打磨等作業(yè)開展。

2.2 海洋石油壓井技術(shù)分析

在開展海洋壓井作業(yè)過程中，海洋井口需要長時間處于敞開狀態(tài)，從而能夠提高作業(yè)效率，但是在高壓井作業(yè)過程中，敞開的接口會引起液體噴出時無法有效控制的問題出現(xiàn)，會對海洋施工作業(yè)造成很大影響。為了解決該問題，需要采用有效的控制措施，可以通過海洋井筒液柱向內(nèi)部施加壓力，從而使得壓力達到平衡狀態(tài)。在海洋壓井作業(yè)過程中，需要保證設(shè)備準備充分，確保具有足夠的壓井液、泥漿以及鹽水，從而能夠防止出現(xiàn)壓井過程中物料不足的問題發(fā)生；在準備工作完成后，需要依據(jù)一定的順序?qū)⒃O(shè)備全部取出，同時按照實際情況將設(shè)備依次排列；海洋壓井工藝應(yīng)用需要選擇儲層物差的海洋地層，當(dāng)海洋井口底部結(jié)構(gòu)侵入物壓力時，儲層物差的地層通常處理較為簡單；在處理過程中不能長時間關(guān)井，需要保持海洋井底壓力稍高于地層壓力的狀態(tài)，從而排放井口區(qū)域的含氣鉆井液；按照實際情況每間隔一段時間采用節(jié)流管對井中的鉆井液進行控制回壓；如果相隔時間較長，則會出現(xiàn)井口壓力過大的問題，此時需要采用排出溢流的措施進行控制。

2.3 海洋石油起上與下入技術(shù)分析

起上和下入操作在海洋石油工程修井工藝技術(shù)中具有重要作用，在海洋氣井運行出現(xiàn)問題的情況下，需要開展科學(xué)的維護工作，主要應(yīng)用在更換管柱、檢修以及更改開采層中，是指海洋石油井下設(shè)備以及油管施工全過程需要應(yīng)用的一項技術(shù)，一般在檢修或更換設(shè)備后將其放置在油井內(nèi)部。該技術(shù)雖然包含內(nèi)容較少，但是實施難度較大，尤其是在復(fù)雜的海洋石油井下環(huán)境中，當(dāng)前技術(shù)應(yīng)用還存在著許多問題，導(dǎo)致海洋石油修井工作受到一定影響，為此需要加強新技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)新。

2.4 海洋石油打撈技術(shù)分析

在海洋石油井下作業(yè)過程中，會受到海洋惡劣環(huán)境以及其他多項因素的影響，引起一定的故障問題發(fā)生，主要可以分為潛在因素和人為因素。親在因素是指鉆井自身和鉆井區(qū)域的海洋環(huán)境問題而引起的事故，人為因素是指在作業(yè)過程中，由于人為操作失誤所引起的事故問題。在海洋石油井下發(fā)生事故后，需要根據(jù)所事故的嚴重程度進行處理，但如果事故程度較輕，會影響生產(chǎn)效率，但是如果事故較為嚴重，則需要立即停止作業(yè)，所以井下事故控制對于修井工藝技術(shù)的應(yīng)用具有重要意義。當(dāng)發(fā)生海洋石油井下落物時，會導(dǎo)致油層被堵塞，影響油水井正常生產(chǎn)；導(dǎo)致沉砂口袋縮短，會增加油井維修次數(shù)；影響增產(chǎn)措施開展；容易引起卡管柱事故發(fā)生；導(dǎo)致油水井側(cè)鉆受到損壞。在當(dāng)前的海洋石油井下修井工藝技術(shù)中，事故打撈主要應(yīng)用分瓣式撈矛和可退式撈矛，能夠?qū)⒑Ｑ缶孪侣涞奈矬w進行打撈。在打撈過程中，需要保證油氣層不會受到二次污染、套管和水泥環(huán)不能被破壞。

3 海洋石油井下作業(yè)修井新工藝的有效優(yōu)化措施分析

海洋石油工程與陸地石油工程存在很大差異，傳統(tǒng)的修井技術(shù)無法應(yīng)用，當(dāng)前所采用的修井技術(shù)水平不斷提升，但是部分修井技術(shù)的應(yīng)用依然存在問題，為此需要加強對修井新工藝的應(yīng)用創(chuàng)新，確保修井新工藝的實際作用能夠充分發(fā)揮。

3.1 加強修井設(shè)備創(chuàng)新，由于修井工藝

海洋井下修井工藝作業(yè)對于油田生產(chǎn)具有重要意義，設(shè)備的使用方法是影響修井工藝技術(shù)應(yīng)用效果的主要因素，必須保證使用方法正確，從而提高作業(yè)效率和安全性。例如，在采用吊繩設(shè)備的時，需要根據(jù)不同設(shè)備的工作特點以及實際作業(yè)環(huán)境，選擇相應(yīng)的設(shè)備，許多新工藝中的修井設(shè)備對于海洋工作環(huán)境的適應(yīng)性較強，應(yīng)用成本較低，不需要額外配備井架，在較為惡劣的海洋井下作業(yè)中具有優(yōu)勢。在應(yīng)用新設(shè)備前，需要檢查設(shè)備運行功率是否充足、油壓是否正常、尾氣排放顏色是否標準、油溫水溫是否存在異常問題；檢查吊裝設(shè)備牢固、吊繩是否存在斷裂。為了能夠提高檢查工作效果，避免出現(xiàn)檢查疏忽、遺漏等問題，必須建立制度化、標準化的工作流程，在作業(yè)開始前委派專人對設(shè)備進行檢查，必須需要編制檢查表，檢查完成后由負責(zé)人員簽字，從而能夠有效避免心設(shè)備在作業(yè)過程中因為動力不足或檢查不夠細致等問題出現(xiàn)事故。修井新設(shè)備與新工藝的應(yīng)用，必須注意各項細節(jié)問題，確保管理制度能夠全面落實，以完善的管理制度和安全制度保障修井工藝技術(shù)工藝實施。與此同時，為了提高修井設(shè)備和修井工藝技術(shù)應(yīng)用效果，油田企業(yè)必須對工作人員進行設(shè)備操作培訓(xùn)，使其充分了解修井設(shè)備的工作原理、運行原理以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，明確正確操作的規(guī)范，防止因人為因素導(dǎo)致設(shè)備運行出現(xiàn)違規(guī)操作問題，否則會引起嚴重的危害，通過科學(xué)的管理和培訓(xùn)制度，提高工作人員專業(yè)能力，使其充分掌握修井設(shè)備的正確使用方法，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對修井工藝技術(shù)的全面優(yōu)化。

3.2 加強卡鉆修井技術(shù)優(yōu)化，提升開發(fā)工作效率

卡鉆故障是海洋石油井下修井工藝技術(shù)應(yīng)用過程中最常見的一項故障問題，如果卡鉆程度較輕，會對井下修井作業(yè)進度造成影響，但是如果卡鉆問題較為嚴重，則會導(dǎo)致設(shè)備整體受到嚴重損壞，所以必須高度重視卡鉆故障問題，從而減少故障后果造成的損失。引起卡鉆故障的因素較多，不同因素引起的卡鉆故障在處理方面也存在一定差異，可以采用震擊技術(shù)、沖管技術(shù)、憋壓循環(huán)結(jié)束、管柱活動技術(shù)等，需要明確是否為砂石進入井筒引起的卡鉆故障，還是因為其他落物進入井筒引起卡鉆，同時需要檢查套管是否發(fā)生破損問題。通常情況下，如果卡鉆故障較輕，主要從對周圍海洋石油井下周圍區(qū)域進行處理，降低井下泥土密度，通過反復(fù)拉伸則能夠解決該故障；但是如果卡鉆故障程度較為嚴重，則需要分析卡鉆故障產(chǎn)生的具體原因，細致觀察鉆頭活動存在的間隙，明確卡點主要位置，從而判斷卡鉆故障具體情況，采用相應(yīng)的解決措施，能夠提高卡鉆故障解決效率。

3.3 加強綠色技術(shù)應(yīng)用，提升修井技術(shù)水平

在海洋石油生產(chǎn)開采過程中，污染是存在的一項重要問題，不僅海洋石油開采會造成一定的污染，同時修井工藝技術(shù)如果應(yīng)用不當(dāng)，也會引起嚴重的污染問題發(fā)生，對海洋環(huán)境造成很大破壞，不符合我國海洋石油工程發(fā)展實際要求。為了建設(shè)綠色化石油生產(chǎn)模式，必須加強綠色修井工藝技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)化。針對海洋石油開采過程中產(chǎn)生的廢水、混合液、油水混合物等在排放后，所含有的大量有毒有害物質(zhì)、重金屬會對海水、海底環(huán)境以及海洋生物造成很大污染，嚴重影響生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，為此需要采用綠色化、環(huán)?；男蘧に嚰夹g(shù)，降低井下作業(yè)對海洋生態(tài)環(huán)境造成的污染。例如，在海洋石油井下作業(yè)中，很大一部分污染問題是由于管路對接不夠牢固，導(dǎo)致流體從管內(nèi)噴出，針對該問題需要創(chuàng)新修井工藝技術(shù)中的管路對接技術(shù)，通過對設(shè)備改造、對接技術(shù)創(chuàng)新等方式，在管路對接區(qū)域安裝可以控制的閥門，將套管和油管對接進行控制，從而有效避免流體噴出，減少對環(huán)境造成的污染。除此之外，部分修井工作人員在操作過程中，操作不夠規(guī)范，導(dǎo)致流體噴灑污染問題發(fā)生，需要加強崗位培訓(xùn)，提高其環(huán)保意識；針對混合液、鉆頭潤滑液所引起的污染問題處理難度較大，當(dāng)前尚未有成熟的技術(shù)，需要進一步加強環(huán)保技術(shù)研究，對傳統(tǒng)修井工藝技術(shù)進行升級創(chuàng)新，使其能夠滿足綠色油田產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求，減少修井工藝技術(shù)應(yīng)用過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染，是推動我國油田產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。

4 結(jié)語

簡要闡述了石油工程井下作業(yè)修井技術(shù)的基本內(nèi)涵，并對當(dāng)前海洋石油工程的修井技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀進行分析，最后提出了多項修井新技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)化措施，希望能夠?qū)Ｑ笫凸こ涕_發(fā)工作起到一定的借鑒與幫助作用，不斷提升海洋石油工程開發(fā)水平，推動我國油氣資源產(chǎn)量提高，滿足社會發(fā)展對油氣資源的需求。