王斌 (中石化华北石油工程公司井下作业分公司HB-DX201大修侧钻队 河南 桐柏 474780)

0 引言

在工业生产逐渐细分的背景下，众多行业生产过程需要大量的石油资源及天然气资源，石油也被称为“工业的血液”[1]。为提高石油工程开采效率，油井作业及修井技术出现并发挥重要作用，使石油资源产量大增。石油工程安全风险等级高，井下作业需配套相应的修井技术，以防范化解开采风险。

1 油田井下作业修井概述

1.1 油田井下作业修井含义及内容

油田井下作业修井主要是围绕油田井下作业中的风险事故节点，如井下落物、套管错断变形等展开的针对性修理或处理。油田井下作业修井涵盖了井下作业设备全过程运行中的安全隐患排查，通过对其加以解决排除，以保证油田开采的安全。从其内容上看，除了处理油井落物及维修变形或错断的管套外，修井还涉及井下工况调研，如地质状况分析、井控设计研究、修井施工设计等。针对油井落物，主要有绳类落物、管类落物、杆类落物及小件落物等，落物类型不同，选择的打捞工具也不同。油田套管发现变形及错断，应采取磨铣及整形措施。

油田井下作业修井技术工艺主要有以下三种：第一，压裂方法。以单层压裂为主要形式，在油田局域修复环节较为常用。在工艺技术发展带动下，多层压裂方法已经得以应用，同时在压裂液的选择上也更为广泛。压裂会对生态带来一定污染，尤其是石油井底部位，压裂液的使用及多层压裂工艺能够在增大石油资源获取量的同时，降低井底污染有效降低。第二，石油测试。石油测试在石油井下修井中的应用普遍，但在测试方法及模式上需要持续改进。在具体实践中，一方面主要对石油测试设备进行更新，另一方面应用高压含硫测试方法，能够保证井下测试精准性。第三，井控工艺。石油井底修复，例如清砂及检泵等，需要井控方法保持先进性和安全性。井控工艺通过一级井控、二级井控、三级井控的综合应用，可以实现溢流及井喷下的及时关井及重浆压井，使井控技术更加平衡易控[2]。

1.2 油田井下作业修井应遵循的几点原则

油田井下作业修井关系到石油开采效率及社会经济发展。在具体组织修井作业时应遵循一定的原则。一是安全性原则。油田井下作业环境存在一定风险，在石油开采及井下维修时，应做好油田结构的保护，同时严格管理修井步骤方法。二是完整性原则。油田修井工作应与油田油层保护进行结合，在油层完好的状况下对油井进行小修或大修，以提高石油开采效率。三是环保性原则。石油资源源于自然界，虽然其在可再生或不可再生资源属性上存有争议，但石油开采及油田开发过程中会对土壤及海洋造成一定的侵害。为此，应秉持环保性原则进行修井作业。

2 油田井下作业修井技术实施现状

2.1 井下作业修井安全等级系数不高

油田井下作业及修井技术，西方发达国家技术成熟度高，我国在技术水平上与之相比要低。究其原因，主要在于修井设备及修井技术人员两个层面存在老化及技术水准高低不均的情况。油田修井设备配置耗费较大的资金，石油开采企业开展井下作业时，考虑成本等因素，往往沿用一些规格型号及功能陈旧的修井设备，对修井设备进行简单维修后即作业[3]。这一过程既造成了修井效率的低下，又无法对操作人员进行新型修井技术的培训指导，进而导致井下作业事故隐患加大，增加了井下工况的复杂性及不安全性。例如，修井作业中，由于井下作业具备环境的特殊性，在修井过程中操作人员受井下地质架构及操作规范性等因素影响，开采事故或作业故障时有发生。

2.2 油田修井设施维护管理不到位

石油油田井下作业及修井工艺要有效完成，需要对修井设施进行科学全面维护管理。石油开采效率与修井设施完好率有紧密关联。而我国地大物博，广袤区域内，石油资源分布不均衡性明显，在石油资源的运输上主要由富裕区向贫瘠区通过管道设施实现。要确保油田设施正常运转，修井设施管理应同步到位。修井作业环节涉及大量的设备，在修井设施的选择上，在开井及关井环节都需确保设备运行的稳定性。具体到油田井下作业修井机的选用上，较为常见的有轮胎式及履带式两类，轮胎式修井机作业效率较高且更具安全性，在修井时可以优先考虑。

2.3 油田修井设备需要更新

我国东部沿海地区的众多油田已经处于开发状态，随着油田环境的复杂化，在油田采油过程中将面临井矿工艺变化而带来修井环境的同步变化。我国西部地区油田，自然条件及开采环境较为严酷，油井普遍具有较深的深度，这就对油田修井设备工艺参数及性能提出了极高要求。履带修井机效率不高，在油田开采中会产生污染，在现代油田修井环境下已经不具备优势。因此，在环保理念及节能减排背景下，油田修井设备需要在性能及环保性上达成平衡。

3 油田井下作业修井技术要点

3.1 采用新型复合修井技术

油田井下作业修井中，内容之一是对井下落物进行打捞，对简单的落物可以采用更加便捷的打捞工具实现，在复杂落物的打捞上应选用复合修井技术。例如，油田中的裸眼井在修井实践中，针对落物打捞可以使用开窗捞筒。将打捞工具下井前，由于引鞋为螺旋形，为了下井及打捞作业更有效率，应改变引鞋，避免引鞋开口倒角扩大而减少捞筒长度。除此之外，强化及增加能够适应井下复杂作业环境的窗舌，也能够凭借复合修井方式的运用，使油田修井效率得到提高。考虑到井下落物概率较为常见，发生风险高，同时打捞工具在面对较为复杂操作环境时应用效率受限。为此，可以将传统打捞工具结合先进的方法，实现井下救援目的。根据相应打捞实际情况，选择篮式卡瓦捞筒技术参数。例如，在油田井中，将油管、扶正器、滤砂器等物体保存，如物体直径过大时，在打捞物体时需要多次套铣及倒扣。在打捞作业时，可以考虑采用如下措施：采用地下液压力对井下压力进行释放，然后在井中放入鱼管，荷载提升至200 kN，在石油管道进行加压。压力到达18 MPa且压力骤降，停泵，然后将打捞管抬起。如依然存在填充现象，进行再次荷载提升，反复操作直至卡顿现象逆转，如此能够节约打捞成本。油田井下打捞作业示意图如图1所示。

图1 油田井下打捞作业示意图

3.2 改进并完善油田井下作业修井技术程序及设备

在油田井下作业修井技术工艺的设计上，把握如下要点：第一，对修井工艺进行融合，借助信息系统及技术，对审查操作的效率加以提升。对修井设施及工具性能参数进行优化，提高修井效率，降低能耗及污染。第二，对井下作业环境进行改善。油田井下作业设备多而空间小，修井工作在狭小空间内进行时，应严格参考井下施工技术规范，确保工序的正确。作为技术人员应做好设计、施工交底，让操作人员能够熟悉作业环境，洗压井液性能、数据参数、HSE风险、作业设备型号、参数、规格、密度等要素。第三，改进油田修井工艺程序。确定修井工艺的优化目标及方法，然后做好数据的采集，对修井技术工艺方案进行完善。比较测试程序、优化目标及实现结果，评估方案的可行性。第四，对设备进行改进完善。一是对修井机进行改进，可以关注修井机变频驱动性能参数表现，将变频驱动器安装其中，从而保障修井质量效果。二是对修井效果有影响的动力系统加以完善。动力系统主要采用柴油机为主要机组元件，可以将降矩箱、降速箱、齿轮、链条、主筒等进行添加衔接，确保动力持久[4]。

3.3 加强井控管理质量

油井控制管理要确保质量及安全，同时对操作人员的技能加以提升。一是通过审查过程对油井安全因素进行分析，了解井下修井各环节的风险点。然后选用适当的设备及井控水平，对风险进行预测，提高压力测试，跟进设备维保。二是做好井控安全监测。可以事先制定应急预案，将液压液及井控工具准备妥当。三是借鉴吸取井控安全隐患及事故的经验教训，以此为案例开展井控知识培训，提高操作人员井下修井作业的质量。四是明确安全责任，对井底作业的人员进行岗前技能测试，确保其能够熟练操作修井技术的各道工序步骤。

4 结语

油田生产中的修井作业技术对保障油田稳定安全生产至关重要。在修井技术的应用上，应围绕质量及安全两个关键点，采用适合修井环境的工艺技术手段，在设备、人员、操作上做好专项管控，以此提高油田生产及检修效率，保障石油开采的安全性。