井下作業(yè)修井技術(shù)新工藝分析

＊張汝權(quán) 楊柳

（長(zhǎng)慶油田分公司第十二采油廠 陜西 710200）

引言

數(shù)十年來(lái)，我國(guó)油田發(fā)展催生了采油技術(shù)，采油工藝逐漸形成了完整的操作系統(tǒng)，而井下作業(yè)修井技術(shù)作為修井工藝流程中重要的一環(huán)，能夠大大提升企業(yè)的采油效率。根據(jù)井下作業(yè)的不同，修井技術(shù)也區(qū)分為不同的方面，在進(jìn)行井下作業(yè)維修時(shí)，要盡最大可能避免不必要的事故發(fā)生，以免造成人員傷亡。在進(jìn)行井下維修作業(yè)時(shí)，要將先進(jìn)技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行融合，從根本上改善油層質(zhì)量?，F(xiàn)如今，一些發(fā)達(dá)國(guó)家的井下作業(yè)修井技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，隨著科技不斷進(jìn)步發(fā)展，雖然我國(guó)井下修井技術(shù)水平不斷提高，但是受到各方面因素的影響，我國(guó)修井技術(shù)新工藝的實(shí)施不能有效開(kāi)展，仍然有許多需要改進(jìn)的方面，因此，石油單位以及相關(guān)工作人員必須從我國(guó)當(dāng)前井下作業(yè)修井技術(shù)的實(shí)際情況出發(fā)，優(yōu)化完善井下作業(yè)修井技術(shù)新工藝，改善現(xiàn)有井下修井施工技術(shù)問(wèn)題的同時(shí)提升施工效率，大幅提升井下作業(yè)修井技術(shù)水平。

1.井下作業(yè)修井的涵義

井下作業(yè)修井是指采用針對(duì)性的科學(xué)合理的措施解決油水井井筒存在的問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)到增加石油產(chǎn)量的井下作業(yè)修井技術(shù)。一般情況下，套管泄漏是油水井井筒問(wèn)題中最為常見(jiàn)的，形成套管泄露的主要原因包括區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、射孔作業(yè)的過(guò)程中操作不當(dāng)、固井質(zhì)量差以及修井作業(yè)和油（水）井生產(chǎn)管理不當(dāng)?shù)龋斐傻叵聦优c層之間互相竄通。井下修井作業(yè)依據(jù)作業(yè)時(shí)井筒情況一般包括常規(guī)修井作業(yè)和帶壓修井作業(yè)兩種。

其中，常規(guī)修井作業(yè)是指修井施工作業(yè)首先通過(guò)放噴手段或高密度壓井液的壓井物質(zhì)進(jìn)行壓井，降低井筒內(nèi)的壓力值后，再進(jìn)行修井作業(yè)。這樣的修井作業(yè)手段不但能夠一定程度上減少修井成本，同時(shí)還能夠大大提升修井過(guò)程的安全性。而帶壓修井作業(yè)則與常規(guī)修井作業(yè)完全相反，在進(jìn)行修井作業(yè)之間不需要進(jìn)行壓井，而是在保持井筒內(nèi)部具有一定壓力的同時(shí)，快速進(jìn)行井下作業(yè)修井的一種工藝技術(shù)。通過(guò)這一技術(shù)，不但可以有效預(yù)防壓井液污染油層，還可以縮減后期酸化壓裂解堵措施的次數(shù)，延長(zhǎng)井筒的使用周期，為油氣田的開(kāi)發(fā)和保質(zhì)保量奠定良好的基礎(chǔ)。

2.井下作業(yè)修井中創(chuàng)新應(yīng)用新工藝技術(shù)的現(xiàn)實(shí)意義

經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的發(fā)展歷史，我國(guó)油田事業(yè)取得飛躍式發(fā)展，一定數(shù)量的油田已經(jīng)進(jìn)入開(kāi)采后期，一部分油田企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到開(kāi)展修井工作的必要性。

當(dāng)前，我國(guó)的井下修井作業(yè)雖然取得了一定進(jìn)展，但是，伴隨著逐漸增多的井下作業(yè)工藝和設(shè)備，井下修井作業(yè)的環(huán)境也逐漸復(fù)雜，出現(xiàn)的問(wèn)題也相對(duì)較多。在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天，我國(guó)的井下作業(yè)修井技術(shù)和新工藝技術(shù)應(yīng)用水平與國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還存在一定的差距，同時(shí)無(wú)法滿足井下作業(yè)施工的最新要求。在這樣的背景下，為了促進(jìn)井下作業(yè)修井工作的開(kāi)展，提升井下修井的效率，保障我國(guó)石油開(kāi)發(fā)與開(kāi)采的效率和質(zhì)量，必須對(duì)修井新工藝技術(shù)的應(yīng)用加大力度并不斷對(duì)新工藝技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化完善，減少井下卡鉆、井下落物以及工藝技術(shù)失誤等引起的井下事故，以此促進(jìn)我國(guó)能源事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，推進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度，提升我國(guó)綜合國(guó)力。

3.井下作業(yè)修井技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

(1)井下作業(yè)修井技術(shù)在國(guó)外的發(fā)展

相對(duì)于國(guó)內(nèi)鉆井技術(shù)，國(guó)外井下作業(yè)修井技術(shù)起步時(shí)間較早，井下修井這一理念最早是在1929年由Herbert C.Otis提出，主要通過(guò)鋼絲繩和絞車實(shí)現(xiàn)對(duì)雙反向卡瓦組支撐油管升降的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)井下修井作業(yè)。隨后，在1960年由Cicero C.Brown研發(fā)了通過(guò)液壓井下作業(yè)修井設(shè)備控制油管升降，這一發(fā)明使得井下修井機(jī)形成了一個(gè)完整的系統(tǒng)，為井下修井技術(shù)的發(fā)展做出了良好的鋪墊。

(2)井下作業(yè)修井技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展

相對(duì)于國(guó)外鉆井技術(shù)，我國(guó)進(jìn)行井下作業(yè)修井設(shè)備研究時(shí)間相對(duì)較晚，我國(guó)的大慶、四川、勝利、中石油勘探院、吉林、華北、遼河、通化和阜新等油田和廠家陸續(xù)對(duì)井下作業(yè)修井技術(shù)進(jìn)行研究。到2000年，華北、大慶和遼河等油田先后組織開(kāi)展了井下作業(yè)修井技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用，通過(guò)不斷的實(shí)驗(yàn)，取得了初步進(jìn)展。但是受到防噴器密封壓力低、密封件更換麻煩等修井設(shè)備和油管封堵技術(shù)不配套、國(guó)內(nèi)管串結(jié)構(gòu)復(fù)雜需要分段堵塞等一系列技術(shù)原因的影響，使得井道管柱堵塞、施工難度加大、設(shè)備成本增加，進(jìn)行大范圍推廣應(yīng)用存在一定難度。

4.井下作業(yè)修井新工藝技術(shù)優(yōu)化思路

(1)修井新工藝技術(shù)優(yōu)化內(nèi)涵

所謂優(yōu)化，是指實(shí)現(xiàn)固有事物的發(fā)展以及完善，而修井新工藝技術(shù)優(yōu)化則是指將修井作業(yè)中的信息系統(tǒng)進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)資源共享，進(jìn)而達(dá)到技術(shù)優(yōu)化的目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)修井技術(shù)新工藝技術(shù)優(yōu)化難度并不是特別大，只要將分散的資源進(jìn)行整合，最終實(shí)現(xiàn)開(kāi)采的價(jià)值和開(kāi)采效率。進(jìn)行修井技術(shù)新工藝技術(shù)優(yōu)化會(huì)涉及到在井下修井時(shí)使用到的各類工具，比如：滑塊撈矛、可退式撈矛等內(nèi)撈工具，可退式撈筒、卡瓦撈筒等外撈工具等，在對(duì)工具進(jìn)行優(yōu)化之前，相關(guān)工作人員需要對(duì)工具進(jìn)行分類，并羅列其功能優(yōu)勢(shì)，最終選擇有優(yōu)化潛力的工具，進(jìn)行優(yōu)化完善，增強(qiáng)工具的安全性。

(2)井下修井新工藝技術(shù)優(yōu)化思路

只有在正確思路的指引下，才能促進(jìn)井下修井技術(shù)新工藝技術(shù)優(yōu)化，在新工藝技術(shù)優(yōu)化中需要注重以下幾項(xiàng)工作的開(kāi)展：首先，對(duì)于技術(shù)方面的優(yōu)化。在實(shí)踐過(guò)程中應(yīng)用更加現(xiàn)代化的修井工具，改進(jìn)修井工藝技術(shù)，優(yōu)化完善井下修井技術(shù)體系。對(duì)于整個(gè)修井過(guò)程，實(shí)施實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，對(duì)于修井過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)進(jìn)行針對(duì)性解決。比如，傳統(tǒng)的修井施工普遍應(yīng)用鋼絲繩，采用新的修井技術(shù)可以采用油管施工進(jìn)行代替，這樣在施工過(guò)程中遇到阻力時(shí)能夠快速打通，能夠提升修井質(zhì)量，同時(shí)減少修井的成本。其次，改進(jìn)修井作業(yè)方式。在進(jìn)行工藝優(yōu)化過(guò)程中，對(duì)所有分散的環(huán)節(jié)進(jìn)行整合，并從項(xiàng)目的實(shí)際優(yōu)化需求出發(fā)，對(duì)工具進(jìn)行優(yōu)化。這一點(diǎn)需要首先根據(jù)優(yōu)化思路進(jìn)行模擬實(shí)踐，根據(jù)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題制定針對(duì)性解決方案，最終符合修井技術(shù)的實(shí)際需求。最后，在修井技術(shù)優(yōu)化過(guò)程中要堅(jiān)持幾個(gè)原則。

第一，適應(yīng)性原則。主要是指修井技術(shù)在經(jīng)過(guò)優(yōu)化后，能夠切實(shí)滿足實(shí)際修井過(guò)程中的各種需要，優(yōu)化之后，安全性和可靠性能夠獲得較大提升。

第二，經(jīng)濟(jì)性原則。是指修井技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化后，要綜合各方面經(jīng)濟(jì)因素，盡可能將工程成本降到最低，包括各種維修成本，并最大化減少環(huán)境污染，在保障效益最大化的原則下提升施工工作效率。

5.井下作業(yè)修井新工藝技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用

在新時(shí)代發(fā)展背景下，井下修井作業(yè)中必須充分重視修井技術(shù)新工藝的創(chuàng)新應(yīng)用，對(duì)于修井技術(shù)新工藝的應(yīng)用，主要途徑是改造修井工具、應(yīng)用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、提升機(jī)械化水平等，通過(guò)技術(shù)優(yōu)化能夠促進(jìn)修井技術(shù)的智能化發(fā)展。

(1)實(shí)體膨脹管補(bǔ)貼修井技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用

簡(jiǎn)言之，實(shí)體膨脹管補(bǔ)貼修井技術(shù)主要是對(duì)管套修復(fù)的一種技術(shù)。具體來(lái)說(shuō)，首先確定需要進(jìn)行修復(fù)的具體位置，然后通過(guò)適宜的方法放入膨脹材料，在冷擠擴(kuò)張產(chǎn)生的擠壓力作用下，膨脹管的內(nèi)徑持續(xù)進(jìn)行擴(kuò)增，最終與需要修復(fù)的套管內(nèi)壁進(jìn)行貼合，達(dá)到套管修復(fù)堵漏的目的。與此同時(shí)，還需要特別注意利用特定的材料對(duì)套管內(nèi)壁的連端進(jìn)行密封，切實(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)管壁進(jìn)行密封的目的?，F(xiàn)階段，實(shí)體膨脹管補(bǔ)貼修井技術(shù)在井下修井作業(yè)中已經(jīng)獲得普遍應(yīng)用，其顯著的優(yōu)勢(shì)在于施工過(guò)程簡(jiǎn)單易操作，同時(shí)施工取得的效果十分明顯，尤其是在應(yīng)對(duì)堵漏及修復(fù)問(wèn)題，功效極為顯著。在未來(lái)的井下作業(yè)修井過(guò)程中，還應(yīng)不斷創(chuàng)新，繼續(xù)優(yōu)化完善實(shí)體膨脹管補(bǔ)貼修井技術(shù)，為施工效果奠定良好的基礎(chǔ)。

(2)套管堵漏修復(fù)技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用

油田開(kāi)采在短暫的時(shí)間內(nèi)是無(wú)法完成的，在油田開(kāi)采的過(guò)程中，不可避免的會(huì)出現(xiàn)管套損壞、套管變形以及套管破裂的情況，這些情況的出現(xiàn)會(huì)成為油田開(kāi)采進(jìn)程的重要影響因素。這時(shí)就需要對(duì)套管進(jìn)行針對(duì)性的修復(fù)工作，針對(duì)這樣的情況，修復(fù)過(guò)程中采用的套管堵漏修復(fù)技術(shù)能夠針對(duì)性解決這一問(wèn)題，水凝堵漏套管修復(fù)技術(shù)其原理與其他技術(shù)相比并不復(fù)雜，套管堵漏修復(fù)技術(shù)的主要應(yīng)用場(chǎng)景是一些較老的油田，主要起到支撐的作用。通過(guò)此技術(shù)的應(yīng)用，能夠針對(duì)性解決管套損壞以及變形的問(wèn)題，保障老舊油田的正常開(kāi)采運(yùn)行。套管堵漏修復(fù)技術(shù)的實(shí)施步驟如下。

首先，確定需要修復(fù)的套管所屬井段范圍，用銑錐設(shè)備對(duì)其進(jìn)行專業(yè)的處理，之后對(duì)套管進(jìn)行工具補(bǔ)貼，保障其牢固性。

其次，利用專門的設(shè)備清理銑錐處理的井壁，清理掉多余的雜物。

最后，在適合的位置裝上封隔器，對(duì)套管進(jìn)行水泥灌注，將損壞的位置進(jìn)行封閉，收回封隔器。井下作業(yè)修井技術(shù)中的套管堵漏修復(fù)技術(shù)新工藝應(yīng)用方式非常簡(jiǎn)單，具有極高的利用率，在現(xiàn)階段的老舊油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中獲得普遍應(yīng)用，我們應(yīng)該將此技術(shù)作為修井技術(shù)新工藝優(yōu)化的重中之重。

(3)井筒完整性修復(fù)技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用

在油田開(kāi)發(fā)的中后期，受到各種井筒作業(yè)和套管環(huán)空水泥石強(qiáng)度衰減因素的影響，井筒內(nèi)水泥環(huán)密封性逐漸喪失，油水井內(nèi)部逐漸出現(xiàn)套管腐蝕和層間矛盾的現(xiàn)象，這非常不利于油田的開(kāi)發(fā)。針對(duì)這樣的情況，井筒完整性修復(fù)技術(shù)施工工藝的創(chuàng)新應(yīng)用是十分必要的，主要步驟如下。

將無(wú)機(jī)聚合物超細(xì)顆粒漿體通過(guò)沖擠注的方式擠入井筒、地層孔隙、固井環(huán)空，利用激發(fā)劑發(fā)生化學(xué)作用，產(chǎn)生多種硅酸鹽及單、多硅鋁長(zhǎng)鏈的復(fù)合固結(jié)物，同時(shí)，激發(fā)劑還會(huì)將激發(fā)出的一部分污泥與生成的復(fù)合固化物融合形成固結(jié)體，最終實(shí)現(xiàn)井筒完整性修復(fù)。由此可以看出，對(duì)于井筒完整性修復(fù)技術(shù)施工工藝的創(chuàng)新應(yīng)用，同樣是不容我們忽視的內(nèi)容。

(4)智能化修井新工藝技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用

在當(dāng)前的電子信息技術(shù)時(shí)代發(fā)展背景下，積極創(chuàng)新利用電子信息技術(shù)將智能化修井新工藝應(yīng)用于修井施工過(guò)程中，對(duì)于井下修井技術(shù)的提高具有深遠(yuǎn)的意義。智能化修井技術(shù)系統(tǒng)，核心在于對(duì)修井機(jī)的升級(jí)改造，利用與之相配套的技術(shù)，將修井機(jī)的動(dòng)力源替換為電帶油的動(dòng)力模式，這樣能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約。與此同時(shí)，要注重對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)井口溫度以及井內(nèi)按情況進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息及時(shí)傳輸?shù)狡脚_(tái)上，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)井下修井作業(yè)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。另外，還要同步完善和優(yōu)化井下作業(yè)機(jī)械化水平，進(jìn)行施工運(yùn)行模式調(diào)整，真正實(shí)現(xiàn)井下修井技術(shù)的智能化、數(shù)字化發(fā)展。因此，油田企業(yè)和相關(guān)工作人員需要與時(shí)俱進(jìn)，積極利用信息化發(fā)展優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)智能化修井新工藝施工技術(shù)在井下修井作業(yè)中的創(chuàng)新應(yīng)用。

(5)新型打撈技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用

現(xiàn)階段的井下作業(yè)修井技術(shù)，普遍應(yīng)用到的技術(shù)之一是打撈技術(shù)。然而，打撈技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)打撈難度大的情況。因此，在井下修井作業(yè)中采用新型打撈技術(shù)是十分必要的。比如，在水平井中采用的液壓增力打撈技術(shù)，通過(guò)與之相配套的打撈工具，能夠產(chǎn)生一定的打撈力，通過(guò)打撈力的作用，能夠避免在各個(gè)井段打撈管柱時(shí)受液壓力和自重的影響。以此同時(shí)，采用專門的打撈工具，能夠保障將所有的管柱成功進(jìn)行打撈，保障施工的安全性，提升施工效率。所以說(shuō)，新型打撈技術(shù)在井下作業(yè)修井技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用是十分必要的。

(6)井下測(cè)試技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用

油井測(cè)試技術(shù)能夠?qū)τ途漠a(chǎn)能進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)價(jià)，對(duì)測(cè)試技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新應(yīng)用的目的主要在于其能夠?qū)⒕鹿ぷ鞯母鞣N相關(guān)測(cè)試進(jìn)行整合，并在井下相對(duì)應(yīng)的位置進(jìn)行專業(yè)的測(cè)試，根據(jù)井下壓力流體的傳播情況進(jìn)而進(jìn)行油井狀態(tài)判斷。比如，降壓法作為測(cè)試技術(shù)之一，根據(jù)注水井表面壓力值的改變得出不同的壓力條件，與之對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)曲線、吸水指數(shù)、能力值等都具有一定的參考價(jià)值。井下作業(yè)修井技術(shù)施工工藝中，井下測(cè)試技術(shù)是重要的前提保障，通過(guò)專業(yè)的測(cè)試技術(shù)，能夠得出打撈和套管修補(bǔ)的數(shù)據(jù)，以此數(shù)據(jù)作為重要參考，能夠制定井下修井技術(shù)的施工方案，保障施工過(guò)程能夠有據(jù)可依，推動(dòng)井下修井技術(shù)施工工作的順利開(kāi)展。

6.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)油田企業(yè)要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步健康發(fā)展，井下作業(yè)修井技術(shù)是所有施工技術(shù)之中的關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)前，我國(guó)井下作業(yè)修井技術(shù)不斷向前發(fā)展，但是也存在一些需要改進(jìn)的方面，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)背景下，針對(duì)現(xiàn)階段的修井技術(shù)工藝進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新是大勢(shì)所趨。在對(duì)井下作業(yè)修井技術(shù)施工工藝的創(chuàng)新過(guò)程中，需要對(duì)實(shí)體膨脹管補(bǔ)貼修井技術(shù)、套管堵漏修復(fù)技術(shù)、井筒完整性修復(fù)技術(shù)、智能化修井新工藝技術(shù)、新型打撈技術(shù)、井下測(cè)試技術(shù)等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，加強(qiáng)對(duì)新工藝的優(yōu)化，才能夠保障井下修井作業(yè)的質(zhì)量，提升井下修井作業(yè)的效率，推動(dòng)井下作業(yè)的順利開(kāi)展。