石油工程井下作业修井技术现状及工艺优化_张凤冬.pdf

化学工程与装备 2023 年 第 5 期 78 Chemical Engineering&Equipment 2023 年 5 月 石油工程井下作业修井技术现状及工艺优化 石油工程井下作业修井技术现状及工艺优化 张凤冬（大庆油田有限责任公司试油试采分公司作业二大队，黑龙江 大庆 163000）摘 要：摘 要：石油工程生产所处的作业环境复杂多变，且产油装置也存在问题和缺陷，进而如果不能及时地进行维修，就会造成各种问题产生，从而影响到生产的正常进行。所以，为了保证石油开采的安全、稳定，必须合理运用修井技术，特别是在这一阶段，需要注重对修井技术及工艺进行优化，从而石油的生产质量得到最大程度提高。关键词：关键词：石油工程；井下作业；修井技术；优化措施 前 言 前 言 中国的石油开发在一定程度上得到了发展，这不但对我国工业的发展起到了积极促进作用，而且对人民的生活法治也产生了很大积极影响。但由于石油开采是地下作业，并对油井造成了一定的损害，因此有关人员需要进行修井工作。因此，本文就针对当前修井技术存在的问题进行了分析，并对如何通过合理的方法来优化修井技术进行了探讨，希望能对相关工作人员开展工作提供帮助。1 石油工程井下作业修井的相关概述 1 石油工程井下作业修井的相关概述 1.1 井下作业修井的含义 井下作业修井技术是针对油田生产中出现的问题采取有针对性、科学、合理的方法来提高原油的生产效率。一般情况下，套管泄漏是油水井井筒问题中最为常见的，其导致的成因有复杂的地质构造、射孔作业中操作不当、固井质量较低，井下作业和油井的生产管理不当等。常规的修井工作是在修井之前先用高压压井液或高压压井剂进行压井，当油井中的压强降低到最小值时再进行修井。该技术不仅节约了成本，而且还能改善修井过程中的安全性。而带压修井与常规的修井操作是截然相反的，而且在进行带压修井的过程中，不需进行压井，只要在井眼中保持一定的压力，就可以进行下一步的修井。此外，采用此技术可避免压井液对油层的污染，并可减少后期的酸化、压裂等处理，提高井筒的使用年限，并为油田工程的可持续发展创造良好的环境1。1.2 井下修井作业基本原则 修井技术在石油开发发展、国民经济发展中具有举足轻重的作用，所以，加强修井技术的开发尤为重要，但在进行井下修井作业时要遵循以下基本原则：一是完整性原则，即相关人员应加强对油气层的防护，以避免对油气层造成损害，从而提高油井的产量。二是安全性原则，它是指在石油开采过程中，要保证油田结构的安全，避免和预防油井遭到损坏，进而进行安全施工。三是环保原则，石油作为一种重要的自然能源，对国民经济的发展具有举足轻重的作用。因此，在油田生产中，管理者要正确地遵循环保原则，以保证并避免对环境的污染，并要强化后续处理，保证井修工程的效益。2 石油工程井下作业修井技术分析 2 石油工程井下作业修井技术分析 2.1 压裂工艺 以往在石油工程中常用的破碎处理方法多采用单级分离法，而单一级法则多用于部分回收率。伴随着现代科技的不断发展与革新，单级分离技术也在不断地得到优化和改进。且目前随着多层分离技术应用于破碎过程中，使得有关工作的工作效率更加高效。另外，由于压裂技术及有关技术的不断发展，使得油田企业不断研发新型的压裂流体，并在一定程度上将其与井下修复技术进行相融合，从而达到了较好的石油资源利用效果，进而确保相关工程项目得到稳定发展。2.2 试油测试工艺 油井试验在油田改造中得到了广泛的应用，并对其进行了不断的改进，在此阶段对试验工艺进行了优化，使装置的性能得到了保证，从而保证了装置的高精度，并提高了试验工作的质量，为油田的建设、开发奠定坚实的基础。2.3 井控新工艺 在石油井维修和管理工作开展过程中，采用与之配套的控制设备是比较普遍的，而控制装置在油井维护与管理中也发挥着重要作用。特别是在进行水泵的维护和控制以及砂砾石清理管理时，采用新型的控制设备，可以使石油开采过程中的安全、稳定得到最大程度的提升。此外，油田企业在相应的油田以及煤气地带实施管理管控的过程中，还应加强对新设备的使用和创新，优化和改造管理过程中的现有控制设备，进而将井下作业的污染度控制在最低水平。此外，有关部门还必须在修井操作中加大消毒的力度，并对目前的技术进行革新2。2.4 修井检泵作业工艺 为提高抽油泵工作效率，还必须跟踪抽油泵，若发现其运行不正常，则及时采取相应的检修工作，确保一切正常后再使用，通过检泵作业对抽油机正常运行起到维护作用。由于抽油泵是在井下工作，工作条件比较苛刻，如果遇到砂蜡气水影响，很容易造成抽油泵零件的磨损，导致抽油泵难以正常工作，甚至会造成生产中断，所以需要加大对抽油泵进行检查。在实际工作中，也要通过结合抽油泵的工作情况来DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.05.098 张凤冬：石油工程井下作业修井技术现状及工艺优化 79 加大力度管理抽油泵，确保其正常运行。定期维护保养，降低卡泵问题的发生，提高抽油泵生产效率，进而为提升油井产量奠定基础。3 石油工程井下作业修井技术发展现状 3 石油工程井下作业修井技术发展现状 3.1 需求量较大 当前，在油田开采过程中，遇到的地质结构比较复杂，比如在对应的油井中，由于地基结构的相互干扰，以及油井中出现沙子或水，进而就会导致在开采过程中由于底层挤压的压力，使得所使用到的套管外壳发生变形，与此同时，由于基础设施的干扰，石油和天然气井中的水泥和孔隙液体的作用，也会引起套管外壳发生相应的变化。因此，要有效地解决以往油气井开发过程中对各类基础设施造成的损害，提高生产效益，就必须采用高质量的修复技术，从而进行有效的井下事故治理与管控。3.2 修井技术开展模式需革新 目前，随着油田的建设和相关工程的稳步推进，国内可开采的油田数量正在逐年下降，而随着能源消耗的日益增加，以及我国油气资源的日益枯竭，使得在石油资源的开发过程中对环境保护工作开展日益重视，但在目前的石油资源采掘与管理中，由于油田的开采会给环境带来很大的损害，使得其开采难度较大。针对当前国内油田发生的矿井安全事件具有多样性的特征，进而在这种情况下要想保证石油开采工作的平稳运行，就需要对现有的修井技术进行不断的优化与管理，从而保证油井的正常开采，并提升开采效率。3.3 修井工具复杂多样 在目前进行的井下修井作业中，应引起石油公司的高度关注，而修井工作的内容又比较复杂，所以在修井作业中，必须要研究出一些特定的技术，并通过优化现有的修井技术来使石油产量得到提高，从而进一步提高修井作业的工作效率。在油田开采中，通常采用爆破、冲击等爆炸性工具，而将爆破、冲击等与之相配的方法加以实施，目前在新的经济形势下，要想进一步提升修井工作的工作品质，还有待对修井技术进行不断改进和完善。4 石油工程井下作业修井技术及工艺优化策略 4 石油工程井下作业修井技术及工艺优化策略 4.1 加强设备优化 一是优化打捞工具。随着中国油田改质技术不断发展，要想进一步改善井下工作的品质，必须对修井设备进行改进，使其成为关键设备，需要在井下作业改造时改良打捞工具，以保证工作开展的高效性，从而使打捞设备更好地集成，其中包括对碎片进行研磨和相关维修。如发现有碎块被卡住，则需要用压力将汽缸旋转向上并使用震动器与内切机共同进行整体式的打捞。二是优化修井机。在石油开采作业中，修井机是最关键的一个设备，应对其优化引起足够的重视3。4.2 提高修井作业技术水平 在进行开展修井作业中，应注重修井作业的安全性，一方面要加强安全教育，提高员工的安全意识，让他们自觉认识到安全是件大事；另一方面，为了提高修井的技术水平，必须在工艺上进行优化，从而提升修井作业的技术水平。同时，在开展作业过程中，还要根据现场的实际情况选用最合适的工艺和设备，保证操作人员对设备的熟悉，严格按照施工规程来操作，进而保证操作的安全性和标准化。另外，还需要相关人员在开展修井过程中，对矿井进行全面调查分析，全面掌握各方面的情况，选择合适的设备，以保证修井工作的安全。并要结合实际情况对工程进行实地勘察，以便制订出一套完整的工程计划，从而有效地保障工程施工的可行性，且还要在后续工作中，要严格按照计划进行，特别是不能有任何的违章操作出现，避免发生安全事故。4.3 做好井下作业相关数据的共享工作 当前，我国正处于大数据共享的时期，为了提高整个井下修井作业的工作质量，确保修井作业的安全性，进而在实际进行修井时要有效利用大数据进行石油井下相关信息资料的收集和运用。因此，修井工作人员在修井工作中应主动搜集有关数据信息，同时也可以根据别人的工作经历和工作经验张开有针对性的修井工作，从而全面提高整个修井工作的品质。另外，在修井过程中如果遇到的问题过于复杂，就需要结合大量资料进行对比，全面分析问题，确定合理的修井工艺设计方案，且这也对于提高修井作业的总体质量有一定的指导意义4。4.4 作业井控管理三步走 为了确保石油工程井下作业质量，不仅要加强技术人员的技术水平和工作质量，而且要加强井控管理，以保证井下修井人员的生命安全。在具体项目中，可以采用三个步骤来实现：一是立足井下作业过程中井控风险与安全因素识别，并对危险进行全面的预判，将可能出现的危险因素纳入到准备阶段。根据井控等级，配合相应的设备，加强风险预报，做好压力试验和定期的维修保养，并在规定的时间内进行维修保养。二是施工过程中的井控安全控制。在施工前，所有的工人都要进行紧急应变演习，事先进行有关的设备操作，如液压液、惊恐工具等。同时，加强监理人员的控制和监管工作力度，保证施工工人的正常生产。三是修后进行总结。在完成井下修井作业后，工作人员应及时对事故进行汇总，以便为今后做好相应的工作提供依据，防止类似事故再次发生，确保施工安全。同时，加强对施工人员进行井控知识的培训，加大员工的节能和安全风险管理工作，并定期进行相关演练，以增强他们的应急处置能力。因此，通过三个阶段的井控安全措施，可以有效提高井下修井技术的质量，发挥修井技术的作用，并为我国修井技术工艺的优化起到促进作用。4.5 加大对修井作业工艺程序的优化 在我国石油工程进行井下修井工作时，由于修井技术较为繁琐。因此，要对现有修井技术进行优化以及管理，并还要不断改进有关施工流程，确保施工过程的安全顺利进行。首先，与当前开展修井作业时，有关的作业工人要根据作业开展的目的来进行施工，进行相关主题的优化，并根据实际条件分析各客体间的关联性，以达到 （下转第 77 页）（下转第 77 页）盛 勇：塔里木盆地 HT 区块难钻白云岩地层提速技术 77 常轻微磨损，起钻新度 90%，钻头可二次入井使用。该钻头在 MT1 井寒武系下丘里塔格组等白云岩地层进行现场试验，与邻井 YL-6、HT-2 井同井段同岩性平均机速指标相比，提速 37.9%。与已钻多口井下丘里塔格组白云岩地层平均钻进情况相比，平均机速提高 10%。三开-下丘里塔格组白云岩地层平均指标对比如图 3 所示。图 3 三开-下丘里塔格组白云岩地层平均指标对比 图 3 三开-下丘里塔格组白云岩地层平均指标对比 5 结 论 5 结 论（1）通过多级三轴应力分析、薄片分析岩石力学实验，可以得出白云岩在埋深较深时三轴抗压强度大，从地层可钻性评估，属于难钻地层。（2）基于白云岩地层可钻性分析和钻头失效模式，得出提高钻头抗研磨性和抗冲击性是该井段钻头设计的关键。（3）通过轮廓设计和布齿优化，采用创新型的多菱形非平面切削齿作为高抗研磨、抗冲击的新型切削元件，结合双摆提速工具，有效减轻涡动，提高稳定性，最终达到提速要求。参考文献 参考文献 1 陈涛,陆成和,陈强,等.北特鲁瓦油田水平井个性化钻头优选及应用J.新疆石油天然气,2019,15(01):19-23+2.2 刘建华,令文学,王恒.非平面三棱形 PDC 齿破岩机理研究与现场试验J.石油钻探技术,2021,49(05):46-50.3 张富晓.PDC 钻头切削齿失效分析与耐磨抗冲击性能试验研究D.西南石油大学,2014.4 李相勇,王春华,杨决算,等.深部难钻地层提速工具现状及发展趋势J.西部探矿工程,2018,30(11):74+77.5 黄凯文,徐一龙,李磊,等.南海西部油田北部湾难钻地层钻井提速技术J.石油钻采工艺,2013,35(05):20-23+28.6 吕甲.双摆提速工具在新疆油田玛湖区块的试验应用J.化学工程与装备,2018(01):103-105.7 马振锋,于小龙,杨全枝,等.陆相页岩气水平井钻井提速技术J.非常规油气,2017,4(04):88-92+87.8 王嘉.大庆深层钻井提速技术研究J.西部探矿工程,2022,34(04):93-94+96.（上接第 79 页）_（上接第 79 页）_ 石油工程井下作业修井工作有效开展的目的。在修井的大环境下，石油工程的安全管理机构要配合完善的监测体系，对相关的设备进行全方位监测，以保证安全事故的发生5。5 结 语 5 结 语 综上所述，随着我国石油企业的不断发展与改革，进而使得石油工程井下修井作业开展的相关工艺技术也在不断地完善和，因此，石油企业必须将现有技术与先进技术进行相互融合与优化，从而达到更好石油开采效果。参考文献 参考文献 1 王宝亮.井下作业修井技术现状及新工艺优化探讨J.科学与财富,2022,14(10):115-117.2 周阳.石油井下修井作业管理措施及修井技术优化分析J.中国石油和化工标准与质量,2022,42(3):71-72.3 刘雪薇.石油工程井下作业修井技术现状及工艺优化J.中国石油和化工标准与质量,2020,40(12):217-218.4 王磊,刘红福.石油工程井下作业修井技术现状及工艺优化研究J.科学与财富,2020(13):217.5 李俊宁.石油工程井下作业修井技术现状及工艺优化思考J.数码设计(上),2021,10(4):190-191.