油田井下修井技術(shù)作業(yè)管理

張武都，陳靜

(長慶油田分公司第二采油廠，甘肅 慶城 745100)

0 引言

石油是經(jīng)濟社會發(fā)展的重要能源資源，對我國的經(jīng)濟發(fā)展水平提升有重要的推動作用，但是在進行石油開采的過程中還存在很多影響因素，導致油田井下作業(yè)具有較高的安全隱患。本文針對油田井下修井作業(yè)技術(shù)的優(yōu)化，分析了修井機性能、動力系統(tǒng)性能、打撈工具以及修井安全技術(shù)的優(yōu)化，為油田開采作業(yè)提供參考。

1 油田井下修井作業(yè)存在的問題

1.1 技術(shù)水平有待提高

在進行油田修井作業(yè)時，由于工作環(huán)境較為復雜，因此，作業(yè)安全風險較高。如果在作業(yè)過程中沒有建立完善的安全管理措施，就會出現(xiàn)安全事故，不僅會影響石油企業(yè)的正常開采工作，還會導致人員傷亡。目前，仍有部分石油企業(yè)在進行油田修井作業(yè)時，采用的修井技術(shù)是常規(guī)修井平臺，技術(shù)較為落后，并且成本較高。與此同時，修井作業(yè)人員的技術(shù)水平與當前的作業(yè)環(huán)境不相適應(yīng)，對先進的修井作業(yè)模式和技術(shù)不熟悉，導致在井下修井作業(yè)過程中存在安全問題。

1.2 影響因素較多

第一，有些施工單位在進行生產(chǎn)作業(yè)時，由于生產(chǎn)經(jīng)費投入不足，導致設(shè)備陳舊，施工過程中經(jīng)常會出現(xiàn)故障問題，導致施工質(zhì)量較低。石油企業(yè)在進行石油開采時，由于作業(yè)的位置經(jīng)常變化，因此，修井的位置也是分散的，工作人員無法集中作業(yè)，不僅會增加修井的難度，還會導致作業(yè)的效率降低，提高了修井的成本[1]。

第二，部分石油企業(yè)在修井作業(yè)過程中由于施工周期較長，人員流動性較大，企業(yè)為了節(jié)省施工成本對人員培訓不足，導致施工人員的技術(shù)和水平較低，施工質(zhì)量較差。

第三，在修井作業(yè)過程中，由于缺乏作業(yè)質(zhì)量評估的有效手段，因此，難以確定修井的實際效果，不必要的作業(yè)環(huán)節(jié)較多，影響了修井的效率。

1.3 修井時間不確定

油田修井作業(yè)易受到外部環(huán)境的影響，難以保持一致，同時衡量的標準不統(tǒng)一，導致修井人員的工作時間不確定，人員的流動性較大。受到不同地理因素的影響，修井作業(yè)的時間不一致，在條件較為惡劣的環(huán)境中作業(yè)，修井團隊無法制定固定的修井計劃和修井時間表，整個項目的推進受到很多因素的影響，可能存在無法按要求完工的情況。另外，也會造成修井的質(zhì)量較差。在這種情況下，油田井下作業(yè)的安全風險就會較高，不僅會導致石油開采企業(yè)出現(xiàn)經(jīng)濟損失，還會對作業(yè)人員的安全造成威脅。

2 油田井下修井作業(yè)的優(yōu)化措施

2.1 科學制定修井作業(yè)方案

西北地區(qū)的氣候條件、地形地質(zhì)條件較為惡劣，在進行油田的井下修井作業(yè)時，可能會出現(xiàn)嚴重的安全問題。因此，作業(yè)單位應(yīng)重視作業(yè)方案的制定，根據(jù)當?shù)氐淖匀画h(huán)境以及實際的施工條件，科學、合理地制定作業(yè)方案，提高施工的質(zhì)量與效率，避免由于作業(yè)方案的不合理導致施工作業(yè)出現(xiàn)問題，從而維護作業(yè)人員的安全。在油田開采過程中，修井作業(yè)貫穿始終，并對開采作業(yè)工作產(chǎn)生一定的影響。因此，作業(yè)團隊應(yīng)重視對地質(zhì)的考察，并對油氣井附近的環(huán)境條件進行評估，然后，制定科學的修井方案?？紤]到各種施工作業(yè)細節(jié)，確保相關(guān)工作的有序推進。如果在作業(yè)過程中出現(xiàn)問題，作業(yè)人員應(yīng)及時分析問題原因，合理改進方案，解決問題，提高修井作業(yè)的安全性。

2.2 加強修井作業(yè)全過程的管控

在進行油田修井作業(yè)時，相關(guān)單位應(yīng)重視對修井作業(yè)全過程的管理，從而保證作業(yè)的效率和質(zhì)量。首先，油田開采單位應(yīng)重視安全風險管理，在修井作業(yè)開始之前就明確井下施工存在的安全問題，并列出清單，對安全風險預測方案加以完善，對作業(yè)中存在的安全風險進行嚴格的管控。其次，相關(guān)企業(yè)在采油作業(yè)區(qū)應(yīng)制定嚴格的監(jiān)管機制，對修井作業(yè)的全過程進行監(jiān)督與管理。相關(guān)單位應(yīng)對施工的各個環(huán)節(jié)進行嚴格管理，在施工的前期應(yīng)做好齒輪轉(zhuǎn)換工作，在施工過程中，應(yīng)監(jiān)督作業(yè)人員的行為，及時制止不正確的操作，在源頭上消除安全隱患。

2.3 提高修井作業(yè)設(shè)備的管理

油田的修井作業(yè)工作涉及較多的機械設(shè)備，在具體作業(yè)過程中，相關(guān)單位應(yīng)重視機械設(shè)備的檢查、維護與監(jiān)督，強化設(shè)備管理，為施工作業(yè)提供良好的環(huán)境支持，保證井下作業(yè)的安全。首先，石油開采單位應(yīng)重視機械設(shè)備操作人員的管理，確保相關(guān)人員持證上崗，確保其具有較強的技術(shù)水平才能操作，保證其在實際的工作過程中能夠標準化作業(yè)，提升修井作業(yè)的質(zhì)量，防止出現(xiàn)由于操作人員失誤而出現(xiàn)的設(shè)備故障和施工完成度較低等情況。其次，相關(guān)單位應(yīng)制定機械設(shè)備的運維檢修制度，針對修井作業(yè)過程中運用到的機械設(shè)備進行有計劃的保養(yǎng)與檢修，保障設(shè)備始終處于最佳狀態(tài)，提高修井作業(yè)的實際效果。

2.4 提高修井作業(yè)人員的技術(shù)水平

在油田修井作業(yè)中，相關(guān)單位應(yīng)對作業(yè)人員進行相關(guān)技術(shù)培訓和安全教育培訓，使其在提升自身作業(yè)水平的同時提升安全意識，從而在作業(yè)中保證質(zhì)量，提高修井效率。井下修井作業(yè)不僅作業(yè)環(huán)境較為復雜，而且需要應(yīng)用各種先進的作業(yè)設(shè)備，在進行作業(yè)人員培訓時，相關(guān)單位應(yīng)制定明確的培訓計劃，采取考核管理制度，提升作業(yè)人員接受培訓的主動性與積極性，提升其自身素質(zhì)與作業(yè)能力。在安全教育方面，相關(guān)單位應(yīng)結(jié)合具體施工環(huán)節(jié)，對施工過程中各個環(huán)節(jié)存在的安全隱患、可能會出現(xiàn)的安全問題進行詳細講解，并明確解決措施，使作業(yè)人員的反應(yīng)能力得以提升，在遇到相關(guān)問題時能夠及時解決。為了提高安全教育的生動性，相關(guān)單位可以組織技術(shù)人員對作業(yè)人員安全知識講解，并結(jié)合具體案例分析，使作業(yè)人員認清故障多發(fā)環(huán)節(jié)，使其在作業(yè)過程中提高警惕，降低人為原因?qū)е碌墓收下蔥2]。

2.5 加強動力系統(tǒng)的管理

在油田修井作業(yè)中，作業(yè)人員應(yīng)重視動力系統(tǒng)的優(yōu)化，為整個修井作業(yè)提供穩(wěn)定、良好的動力來源，保證修井作業(yè)有序推進，提升作業(yè)效率。相關(guān)單位需要對動力系統(tǒng)進行優(yōu)化，使其在作業(yè)中能夠發(fā)揮自身的作用，提高動力供應(yīng)的穩(wěn)定，確保修井作業(yè)獲取充足的動力。傳統(tǒng)動力結(jié)構(gòu)在應(yīng)用的過程中存在與當前的作業(yè)條件不相適應(yīng)的問題，因此，需要相關(guān)單位對其進行改進與完善，作業(yè)人員應(yīng)對動力系統(tǒng)進行實時檢查，根據(jù)實際施工條件，調(diào)整與優(yōu)化動力系統(tǒng)，使其為修井作業(yè)提供充足動力。在井下修井作業(yè)中，機械設(shè)備的使用較多，加強對動力系統(tǒng)的管理，可以保證作業(yè)效率的提高，優(yōu)化作業(yè)環(huán)境，滿足作業(yè)中的動力需求。相關(guān)單位應(yīng)加大資金投入，引進先進或研發(fā)先進的動力系統(tǒng)，以保障修井作業(yè)的高效運行。

3 油田井下修井工藝和技術(shù)

3.1 壓裂工藝技術(shù)

在石油開采中，需要破碎工藝進行局部復原斷層的破壞，在石油開采技術(shù)不斷優(yōu)化的過程中，傳統(tǒng)的破碎技術(shù)已經(jīng)逐漸發(fā)展成為壓裂工藝。井下修井作業(yè)中破碎技術(shù)的改進實現(xiàn)了從單層到多層的改變，并且能夠通過利用新型破碎流體，提高工作效率。壓裂工藝在應(yīng)用時能夠減少破碎流體在工作中對環(huán)境的不良影響，貫徹了可持續(xù)發(fā)展的理念。在修井作業(yè)中應(yīng)用壓裂技術(shù)，能夠降低地下石油對環(huán)境的影響，提高石油開采的安全性，發(fā)揮出其實際價值。

3.2 井控工藝技術(shù)

在修井作業(yè)過程中，相關(guān)單位需要在檢修完成以后強化后庭的控制。作業(yè)人員在修井作業(yè)過程中，應(yīng)采取抽回檢查技術(shù)，對沙子進行清洗，從而提高井下作業(yè)的安全性，避免在施工過程中出現(xiàn)作業(yè)質(zhì)量不高等情況。作業(yè)人員在采取井控新工藝對修井作業(yè)質(zhì)量進行控制時，應(yīng)嚴格遵循工藝標準，合理選材布置安全防護設(shè)施，加強對油氣儲存層的控制，避免在石油開采中對地下環(huán)境造成污染。井控技術(shù)一般在修井作業(yè)的挖掘洞穴環(huán)節(jié)應(yīng)用，作業(yè)人員應(yīng)根據(jù)具體作業(yè)條件對井控工藝進行合理運用。

3.3 水平井酸化補能工藝

在井下修井作業(yè)中，鉆井液的大量使用可能會造成其與油氣層接觸，從而使固相和液相進入到井壁地層中，最終形成污染帶，因此，需要進行水平井的酸化處理。在進行水平井的酸化處理時，工作人員應(yīng)將酸液注入低滲透帶或者傷害較為嚴重的井段，改善井壁地層的滲透率，使其均勻解堵，改善水平井的狀態(tài)。水平井酸化工藝一般包括機械轉(zhuǎn)向技術(shù)、水力噴射酸化技術(shù)、化學微粒暫堵劑酸化技術(shù)等。

3.4 解堵技術(shù)的應(yīng)用

在修井作業(yè)中，油層施工環(huán)節(jié)可能會出現(xiàn)堵塞的情況，需要作業(yè)人員利用解堵技術(shù)對堵塞情況進行緩解。在具體的技術(shù)應(yīng)用過程中，技術(shù)人員應(yīng)先對堵塞情況進行分析，從堵塞程度、堵塞類型和堵塞原因等方面綜合分析堵塞類型，最終確定應(yīng)用何種解堵技術(shù)。修井作業(yè)中解堵技術(shù)包括應(yīng)用化學解堵劑和采取機械解堵技術(shù)兩種方法?；瘜W解堵劑在堵塞部位應(yīng)用，可以通過化學和物理反應(yīng)作用，實現(xiàn)良好的解堵，使石油能夠暢通運行。機械解堵技術(shù)在應(yīng)用時包括脈沖解堵、振蕩水力等解堵技術(shù)，作業(yè)人員應(yīng)根據(jù)堵塞類型合理運用相關(guān)解堵技術(shù)。

3.5 不壓井技術(shù)的應(yīng)用

作業(yè)人員在常規(guī)修井作業(yè)中需要在井內(nèi)投入一定數(shù)量修井液，在這一過程中，作業(yè)人員應(yīng)充分考慮到修井液在流入井中時對油氣層產(chǎn)生的傷害。通過利用不壓井技術(shù)可以避免修井液的不良影響，提升修井作業(yè)質(zhì)量。該項技術(shù)在具體應(yīng)用中，作業(yè)人員應(yīng)根據(jù)具體作業(yè)環(huán)境，合理使用乳化液與修井液，并采取封閉形式，降低修井作業(yè)過程中需要承擔的來自油井的壓力，這樣不僅可以實現(xiàn)有效作業(yè)，還能在一定程度上減少甚至不使用修井液。

3.6 高效修井液的應(yīng)用

在修井作業(yè)中應(yīng)用修井液，其目的是提高作業(yè)效率與質(zhì)量，使油氣保持本身的質(zhì)量。修井液可以有效保護油氣層，與底層巖石與液體共同作用，能夠降低修井作業(yè)對油氣層的傷害。修井液在應(yīng)用時，可以平衡底層壓力，避免油氣溢出，作業(yè)人員應(yīng)在作業(yè)中對修井液質(zhì)量進行控制，避免其對修井周圍環(huán)境造成傷害。在具體作業(yè)中還可以加入適當黏土固化劑或者化學添加劑，充分混合之后應(yīng)用，能夠緩解對環(huán)境的影響。一般而言，在修井作業(yè)中，井筒中修井液液位應(yīng)保持一定高度，這樣才能有效提升修井作業(yè)的安全性。

3.7 解卡技術(shù)的應(yīng)用

通過與卡鉆相結(jié)合，有針對性地利用解卡技術(shù)，可以實現(xiàn)修井作業(yè)高效運轉(zhuǎn)。但是在實際的作業(yè)過程中，作業(yè)人員應(yīng)先進行解卡情況的科學分析，然后再利用解卡技術(shù)。例如，在遇到砂卡管柱情況時，作業(yè)人員需根據(jù)實際情況，合理運用解卡技術(shù)。作業(yè)人員可以對比以前的管柱，如果負荷超出較多，作業(yè)人員應(yīng)在中和點附近開展解卡操作，并通過上下旋轉(zhuǎn)管柱的方式，促進管柱故障的解決。如在沖砂作業(yè)結(jié)束之后出現(xiàn)漏失、砂橋管柱無法處理等情況，作業(yè)人員應(yīng)暫停作業(yè)，并在10 h 之后利用管柱脫扣所形成的反彈力，實施解卡操作，提高解卡效果。

4 油田井下修井技術(shù)的優(yōu)化措施

4.1 修井安全技術(shù)的優(yōu)化

當前，我國的石油井下修井技術(shù)水平不斷提升，鉆井設(shè)備逐漸完善，質(zhì)量不斷提升，降低了運行安全風險，并且相關(guān)設(shè)備的性能有所提高，在應(yīng)用的過程中具有較強的優(yōu)勢。在科學技術(shù)的快速發(fā)展背景下，修井機的自動化和智能化程度提升，設(shè)備運行速度較快，修井作業(yè)的質(zhì)量得到了保證。在具體施工中，作業(yè)人員不斷探索修井安全技術(shù)，從而保證井下作業(yè)的安全性。利用修井安全技術(shù)進行井下修井作業(yè)，能夠減少安全事故的發(fā)生，保障作業(yè)人員的人身安全。在具體作業(yè)過程中，石油開采單位應(yīng)重視作業(yè)技術(shù)和作業(yè)流程的優(yōu)化，在施工之前結(jié)合實際作業(yè)條件對作業(yè)方案進行全方位的檢查與評估，并根據(jù)作業(yè)要求以及國家標準，落實作業(yè)技術(shù)要求，避免作業(yè)環(huán)境受到影響，而出現(xiàn)安全問題。作業(yè)人員應(yīng)結(jié)合以往的經(jīng)驗，針對常見的安全事故，制定應(yīng)急預防方案，有效緩解安全風險對作業(yè)的影響。在井下修井作業(yè)中，作業(yè)人員應(yīng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，借助于大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計算技術(shù)等先進的信息技術(shù)，對施工中遇到的問題進行分析，從而優(yōu)化作業(yè)方案，促進整體施工質(zhì)量的提升。

4.2 修井機性能的優(yōu)化

目前我國石油開采單位在應(yīng)用修井機開展修井作業(yè)時，應(yīng)用效率較低，并且需要投入大量成本，因此在石油開采單位修井作業(yè)中，需要不斷優(yōu)化修井機性能，使其能夠滿足當前修井施工的實際需要，提高作業(yè)效率，降低作業(yè)成本。在修井作業(yè)中，作業(yè)人員可以將修井機與其他輔助設(shè)備放在一起，按照作業(yè)流程，進行設(shè)備操作，避免產(chǎn)生安全隱患，提高井下修井作業(yè)的安全管控效果。目前，部分石油開采單位已經(jīng)開始應(yīng)用電子化挖掘作業(yè)方案，進一步優(yōu)化了修井作業(yè)技術(shù)，智能鉆頭在修井作業(yè)中應(yīng)用，實現(xiàn)了液壓完全移動，在應(yīng)用的過程中優(yōu)勢較為明顯。我國的石油開采單位應(yīng)積極學習先進的修井技術(shù)，提高作業(yè)水準，從而促進石油開采行業(yè)的進步。

4.3 打撈工具的優(yōu)化

在修井作業(yè)中，作業(yè)人員通常會使用相關(guān)打撈工具或者打撈裝置，輔助修井作業(yè)操作，在一定程度上提高修井作業(yè)質(zhì)量。作業(yè)人員應(yīng)完善打撈工具，并根據(jù)實際作業(yè)條件對打撈工具進行改進，確保相關(guān)工具和裝置在應(yīng)用的時候質(zhì)量符合要求，并且適應(yīng)實際的施工需要。作業(yè)人員應(yīng)對打撈工具與裝置進行嚴格檢查，根據(jù)工具質(zhì)量檢測標準進行檢測，并合理使用輔助設(shè)備，使打撈工具的使用更加符合需要，確保作業(yè)的效率。例如，在修井作業(yè)中經(jīng)常會使用到打撈技術(shù)，工作人員可以使用套銑工藝和打撈工藝相結(jié)合的打撈技術(shù)，提高打撈工具的適應(yīng)性，促進打撈作業(yè)的水平。在打撈作業(yè)中，工作人員應(yīng)使用先進的作業(yè)工具，將打撈工具和鉆柱連接在一起，并將打撈工具放在橋塞位置，再利用旋轉(zhuǎn)鉆柱，依靠彈簧力作用，將橋塞打撈出，避免對其造成破壞，不僅操作簡單，而且能夠減少施工成本，提高施工的綜合效益。作業(yè)人員可以使用震擊器進行修井作業(yè)，然后采用合適的打撈工具，實現(xiàn)一體化修井挖掘與打撈作業(yè)。例如，部分石油開采企業(yè)在修井作業(yè)中會采用仿真技術(shù)，在作業(yè)之前對作業(yè)環(huán)境進行評估，并通過仿真系統(tǒng)模擬作業(yè)各個環(huán)節(jié)存在的安全風險，通過獲取相關(guān)信息，評估安全風險類型與等級，保證修井作業(yè)整體效果。仿真系統(tǒng)的應(yīng)用還可以解決打撈作業(yè)不容易監(jiān)測且數(shù)據(jù)采集較為困難的問題，技術(shù)人員可以開發(fā)集成化仿真系統(tǒng)，在打撈作業(yè)中實現(xiàn)一體化作業(yè)，從而為修井作業(yè)提供便利。

4.4 動力系統(tǒng)性能的優(yōu)化

動力系統(tǒng)在井下修井作業(yè)中具有重要作用，作業(yè)人員應(yīng)不斷優(yōu)化動力系統(tǒng)性能，使其能夠滿足實際作業(yè)需求，從而保證修井施工的高效運行。在對動力系統(tǒng)進行優(yōu)化時，作業(yè)人員應(yīng)合理設(shè)置降矩箱和減速箱的各項參數(shù)，升級柴油機系統(tǒng)，并連接動力系統(tǒng)的鏈條、齒輪和主筒，使其在運行時能夠得到有效的連接，提高動力系統(tǒng)性能，提高作業(yè)的速度。作業(yè)人員應(yīng)制定一體化作業(yè)目標，并根據(jù)動力系統(tǒng)性能優(yōu)化特點，對作業(yè)方案進行調(diào)整，使方案設(shè)計更加合理。在甘肅地區(qū)進行修井作業(yè)，作業(yè)人員可以采取常規(guī)修井機修作業(yè)，并添加適當?shù)妮o助配件，提升修井機動力系統(tǒng)的作業(yè)效率。例如，可以添加一個減速箱，使驅(qū)動旋轉(zhuǎn)臺與減速箱產(chǎn)生較大功率，從而提高動力系統(tǒng)的運行效率。輔助配件一般價格不高，在應(yīng)用時還具有較高的性能，可以促進修井作業(yè)快速完成。

5 結(jié)語

總之，石油開采單位在開展井下修井作業(yè)時，應(yīng)重視作業(yè)方案的科學設(shè)計，加強作業(yè)環(huán)節(jié)各方面的管理，完善機械設(shè)備和人員管理制度，提升作業(yè)管理水平，為修井作業(yè)質(zhì)量提升奠定堅實基礎(chǔ)。與此同時，作業(yè)人員應(yīng)合理應(yīng)用井下修井工藝技術(shù)，不斷優(yōu)化動力系統(tǒng)性能、修井機性能、打撈工具以及修井安全技術(shù)，提高修井作業(yè)技術(shù)水準，使石油開采單位能夠獲得更大的經(jīng)濟效益，從而促進我國油氣開采行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。