吳小亮 趙天增 朱宏業(yè)

中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司 天津 300452

井下修井作業(yè)指的是對(duì)海上石油鉆井的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)的一種作業(yè)類型，提高井下修井作業(yè)施工質(zhì)量與施工水平，能夠有效提升油井采油量，延長(zhǎng)油井開發(fā)壽命，推動(dòng)石油化工產(chǎn)業(yè)的持續(xù)性發(fā)展。相關(guān)從業(yè)者與技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明確井下修井作業(yè)的技術(shù)要求，并結(jié)合實(shí)際對(duì)修井作業(yè)方案進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)其技術(shù)水平的不斷進(jìn)步。

1 井下修井作業(yè)的內(nèi)容與主要特性

1.1 井下修井作業(yè)的內(nèi)容

在現(xiàn)階段的海上石油鉆井井下修井作業(yè)過程當(dāng)中，其主要內(nèi)容涵蓋以下三部分。（1）鉆井內(nèi)部的落物打撈工作。在石油鉆井開采過程中，受到施工流程、海洋環(huán)境等因素的影響，可能會(huì)造成井下落物等現(xiàn)象，而由于井下環(huán)境較為復(fù)雜，因此落物打撈的難度較大。（2）針對(duì)油井套管的修復(fù)工作。由于鉆井開采方式、作業(yè)頻次以及作業(yè)環(huán)境壓力沖擊，導(dǎo)致油井套管可能會(huì)產(chǎn)生縮徑、破裂或錯(cuò)位等損壞現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了油井的正常開采，因此需要依托井下作業(yè)手段對(duì)其進(jìn)行修復(fù)。（3）側(cè)鉆開采工作。一些石油鉆井井下開采已達(dá)極限，還有些鉆井已接近報(bào)廢，通過側(cè)鉆開采，能夠接觸到新的儲(chǔ)量空間，拓展海上石油鉆井開采來源，使石油生產(chǎn)率得到進(jìn)一步提升[1]。

1.2 井下修井作業(yè)的工作特性

1.2.1 作業(yè)流程復(fù)雜

海上平臺(tái)井下修井作業(yè)涉及到落物打撈、損壞修復(fù)以及新儲(chǔ)量開采等多項(xiàng)內(nèi)容，其工序流程較為復(fù)雜，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工管理提出了較高的要求，一旦違反流程規(guī)范，極易導(dǎo)致安全風(fēng)險(xiǎn)或作業(yè)質(zhì)量問題的發(fā)生。

1.2.2 作業(yè)環(huán)境惡劣

在石油鉆井井下作業(yè)過程當(dāng)中，面對(duì)著泥漿、壓裂液、原油以及有毒有害氣體的影響。同時(shí)，海浪、臺(tái)風(fēng)等自然現(xiàn)象也會(huì)給海上平臺(tái)井下作業(yè)帶來一定的威脅，其作業(yè)環(huán)境較為惡劣，不僅會(huì)影響修井作業(yè)進(jìn)度，同時(shí)還會(huì)對(duì)一線作業(yè)人員的身體健康與生命安全造成一定影響。

1.2.3 問題辨識(shí)困難

海洋石油鉆井井下作業(yè)空間較為狹小，對(duì)鉆井故障問題的定位難度較大，例如在一些鉆井的修井作業(yè)過程中，需要對(duì)管柱密封性能進(jìn)行檢測(cè)，但受到技術(shù)因素以及空間因素的制約，導(dǎo)致修井作業(yè)人員難以及時(shí)有效地掌握管柱壓力變化相關(guān)數(shù)據(jù)信息，阻礙了對(duì)于井下故障的辨識(shí)和定位，影響了修井作業(yè)的開展質(zhì)量以及開展水平。

2 提升井下修井作業(yè)技術(shù)水平的對(duì)策

2.1 全面梳理井下修井作業(yè)流程

為進(jìn)一步提升海上平臺(tái)井下修井作業(yè)技術(shù)水平，強(qiáng)化修井作業(yè)質(zhì)量管理成效，在正式下井作業(yè)之前，應(yīng)當(dāng)針對(duì)井下修井作業(yè)流程和要求進(jìn)行全面梳理，從而保障施工作業(yè)方案的可行性，使其能夠?yàn)樽鳂I(yè)人員提供更加明確的參考和依據(jù)。

2.1.1 沖砂

在石油鉆井的開采與運(yùn)行過程當(dāng)中，受到環(huán)境條件、開采生產(chǎn)模式等相關(guān)因素的影響，可能會(huì)導(dǎo)致鉆井周邊水體力學(xué)狀態(tài)以及地質(zhì)條件發(fā)生一定變化，進(jìn)而引發(fā)出堵砂現(xiàn)象，不僅會(huì)降低鉆井的石油開采量，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致開采現(xiàn)場(chǎng)的安全事故。因此在進(jìn)行井下修井作業(yè)的過程中，可采用沖砂手段對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性處置。

（1）在井下沖砂作業(yè)當(dāng)中，需要結(jié)合實(shí)際對(duì)沖砂液進(jìn)行選擇。作為影響沖砂效果的關(guān)鍵性要素，在沖砂液的選擇過程當(dāng)中，應(yīng)針對(duì)其黏度、密度、價(jià)格等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行明確，在進(jìn)行沖沙作業(yè)之前，應(yīng)當(dāng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)沖砂液進(jìn)行測(cè)試，避免實(shí)際作業(yè)當(dāng)中對(duì)油層造成損害與影響。

（2）應(yīng)合理選擇沖沙技術(shù)手段，在現(xiàn)階段石油鉆井修井作業(yè)當(dāng)中常用的沖沙方式包括沖擊力較強(qiáng)的正沖砂技術(shù)、攜砂能力較強(qiáng)的反沖沙技術(shù)、效率較高的正反沖砂技術(shù)以及較為全面的聯(lián)合沖砂技術(shù)等幾種不同類別，相關(guān)施工團(tuán)隊(duì)以及技術(shù)人員可考慮海洋鉆井實(shí)際環(huán)境狀態(tài)對(duì)沖砂技術(shù)方式進(jìn)行選擇，從而確保沖砂效果[2]。

最后，技術(shù)施工團(tuán)隊(duì)還應(yīng)當(dāng)做好質(zhì)量管控工作。在探砂面作業(yè)時(shí)，當(dāng)沖砂工具與油層間距達(dá)到20m時(shí)，應(yīng)放緩工具下放速度，并對(duì)懸重表狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)懸重表下降時(shí)，代表工具到達(dá)砂面。在沖砂作業(yè)時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)控制好工具與砂面之間的間距，并對(duì)出口部位的含沙量進(jìn)行檢測(cè)，一般應(yīng)將含沙量閾值控制在0.1%以下。在沖砂作業(yè)完成后，還需要進(jìn)行停泵觀察，并針對(duì)沖砂作業(yè)當(dāng)中的返出物進(jìn)行檢驗(yàn)和記錄，為后續(xù)施工作業(yè)提供參考和支持。

2.1.2 撈砂

在一些環(huán)境較為復(fù)雜，井下存在漏失層的石油鉆井當(dāng)中，往往難以采用沖砂技術(shù)進(jìn)行施工作業(yè)，因此需要變更修井手段，采用負(fù)壓撈砂技術(shù)將鉆井井內(nèi)積砂進(jìn)行及時(shí)打撈，從而解決鉆井開采運(yùn)行過程中所面臨的堵塞問題。

（1）做好井下?lián)粕暗募夹g(shù)準(zhǔn)備工作，現(xiàn)階段海洋石油鉆井當(dāng)中所應(yīng)用到的負(fù)壓撈砂設(shè)備主要由底閥、儲(chǔ)砂油管、內(nèi)置防砂管、抽沙泵、動(dòng)力油管等幾部分組成。因此在撈砂之前應(yīng)當(dāng)針對(duì)沉砂高度與儲(chǔ)砂油管的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算。具體公式為：

式中，H為儲(chǔ)砂油管長(zhǎng)度，m；h1為鉆井井下堵砂面位置，m；h2為探砂面油管位置，α為系數(shù)=該深度套管面積/該深度油管面積。

其次，進(jìn)行井下?lián)粕白鳂I(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)將撈砂管柱進(jìn)行下放，下放過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)時(shí)刻關(guān)注砂面高度以及撈砂空間，避免套管變形、井下落物等現(xiàn)象對(duì)撈砂管柱的運(yùn)行造成影響。

最后，應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)井況。一般來說，井下?lián)粕凹夹g(shù)主要適用于未加入固沙劑與抑砂劑的直井內(nèi)部施工作業(yè)，因此在施工之前應(yīng)當(dāng)做好井下環(huán)境的論證與評(píng)估，避免對(duì)撈砂作業(yè)流程造成額外風(fēng)險(xiǎn)與問題。

2.1.3 打撈

在海上石油鉆井的開采與生產(chǎn)過程當(dāng)中，會(huì)出現(xiàn)落物現(xiàn)象，影響井下生產(chǎn)安全，因此在井下修井作業(yè)的同時(shí)，需要進(jìn)行落物打撈工作，將落入井下的物體進(jìn)行及時(shí)打撈，減少其對(duì)正常生產(chǎn)開采活動(dòng)所造成的影響[3]。在鉆井開采生產(chǎn)實(shí)踐過程當(dāng)中，常見的落物包括以油管、鉆桿和封隔器為代表的管類落物；以錄井鋼絲、電纜為代表的繩類落物以及以鉛錘、壓力計(jì)、壓輪等為代表的小件落物等等。

在正式進(jìn)行井下打撈作業(yè)之前，為了有效提升打撈成功率，需要明確鉆井井下環(huán)境狀態(tài)，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)采取鉛模探視或視像系統(tǒng)探查等方法對(duì)井下落物的相關(guān)情況進(jìn)行探視，待獲取到直觀準(zhǔn)確的井下環(huán)境狀況后對(duì)打撈方案進(jìn)行設(shè)計(jì)和規(guī)劃。在進(jìn)行落物打撈作業(yè)的同時(shí)，技術(shù)人員與作業(yè)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)當(dāng)關(guān)注到鉆井形態(tài)、落物種類等相關(guān)信息，并采取合適的技術(shù)手段進(jìn)行打撈作業(yè)，從而進(jìn)一步提升打撈效率。

2.1.4 解卡

在石油鉆井生產(chǎn)作業(yè)過程中，受到操作不規(guī)范、設(shè)備部件使用壽命以及井下作業(yè)環(huán)境等因素的影響，可能會(huì)出現(xiàn)卡瓦卡鉆等現(xiàn)象，影響正常的下井作業(yè)。因此需要結(jié)合井下實(shí)際情況進(jìn)行解卡作業(yè)。生產(chǎn)過程中常見的卡鉆類別主要包括封隔器卡鉆、膠皮卡鉆、套管卡鉆等，施工團(tuán)隊(duì)以及技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)綜合考量井下套管運(yùn)行狀態(tài)等相關(guān)要素對(duì)卡鉆現(xiàn)象進(jìn)行及時(shí)處理，避免其對(duì)于卡鉆造成的影響。

2.1.5 檢泵

在海上石油鉆井的開采過程當(dāng)中，對(duì)電泵井故障進(jìn)行及時(shí)檢查、維修同樣也是井下修井作業(yè)當(dāng)中的重要組成部分。技術(shù)人員應(yīng)充分明確檢泵作業(yè)相關(guān)流程和要求，保障檢泵順利開展。

（1）在檢泵工作開展過程中，需要針對(duì)電泵井故障形態(tài)以及故障類別做出分析，按照控制柜等機(jī)件設(shè)備所反饋的相關(guān)信息對(duì)故障進(jìn)行定位，從而保障檢泵方案的針對(duì)性?，F(xiàn)階段海上平臺(tái)電泵井控制柜當(dāng)中所報(bào)送的故障類別主要包括過載停機(jī)、欠載停機(jī)、停電停機(jī)、手動(dòng)停機(jī)以及控制屏故障停機(jī)等，技術(shù)人員與修井工程師應(yīng)及時(shí)對(duì)電泵井故障類別給出判斷分析報(bào)告，并由油藏組、修井技術(shù)人員等對(duì)修井設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，由監(jiān)督處對(duì)修井檢泵方案進(jìn)行審查，保障檢泵工作的順利開展。

（2）在檢泵作業(yè)開始前，需要針對(duì)海上平臺(tái)閥門、吊車、修井機(jī)等設(shè)施設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行檢驗(yàn)與測(cè)試，確保其運(yùn)行過程的安全可靠，同時(shí)按照檢泵作業(yè)技術(shù)要求分別進(jìn)行試壓作業(yè)、鋼絲作業(yè)以及洗井作業(yè)，并對(duì)洗井液量、洗井液類型、工作液總量等關(guān)鍵性參數(shù)進(jìn)行記錄。

（3）對(duì)原井電泵管柱進(jìn)行啟出，并下新的生產(chǎn)管柱。修井技術(shù)人員應(yīng)始終對(duì)指重表的讀數(shù)進(jìn)行觀察，對(duì)作業(yè)過程中的阻卡情況與漏失現(xiàn)象進(jìn)行及時(shí)控制，減少其對(duì)修井作業(yè)造成的影響，保障修井質(zhì)量。

2.2 合理選定修井技術(shù)手段

除了明確石油鉆井井下修井作業(yè)流程和環(huán)節(jié)外，相關(guān)施工人情況針

員以及技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)注意到，油井所在海域海況與海洋地質(zhì)環(huán)境各不相同，開采生產(chǎn)過程當(dāng)中的故障狀態(tài)以及故障類別也可能會(huì)展現(xiàn)出一定的差異，因此有關(guān)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合井下實(shí)際情況對(duì)修井技術(shù)手段進(jìn)行合理選擇，從而保障井下修井作業(yè)效果。

2.2.1 套管整形技術(shù)

受到海洋地質(zhì)條件變化以及石油鉆井生產(chǎn)模式等因素的影響和沖擊，導(dǎo)致鉆井套管當(dāng)中可能存在縮徑、彎曲、變形、泄露或錯(cuò)位等現(xiàn)象，給石油鉆井的開采和生產(chǎn)工作造成了嚴(yán)重威脅，因此技術(shù)人員以及施工人員應(yīng)做好鉆井修復(fù)工作，保障鉆井的順利開采。

（1）爆炸整形技術(shù)，受到石油儲(chǔ)層內(nèi)部巖土結(jié)構(gòu)狀態(tài)以及壓力表現(xiàn)情況的影響，為了更好地解決縮徑情況給鉆井開采帶來的風(fēng)險(xiǎn)，提升鉆井開采效率，技術(shù)人員以及施工團(tuán)隊(duì)可依托炸藥爆炸過程當(dāng)中所產(chǎn)生的沖擊力使套管縮徑部位得到充分膨脹，使其能夠達(dá)到套管整形要求以及整形目標(biāo)。受到爆炸整形技術(shù)應(yīng)用模式以及流程特點(diǎn)等因素的影響，這一技術(shù)方法在海上石油鉆井修井作業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用最為普遍，Φ139.7mm套管變形部位最小直徑應(yīng)≥90mm，Φ177.8mm套管變形部位最小直徑應(yīng)≥108mm。

（2）機(jī)械整形技術(shù)，有關(guān)施工作業(yè)團(tuán)隊(duì)以及技術(shù)人員可依托鉆柱與下?lián)羝髟阢@井套管當(dāng)中的運(yùn)動(dòng)沖擊力實(shí)現(xiàn)對(duì)變形部位的有效整形，這種整形方式以及整形技術(shù)主要適用于直井或角度偏小的斜井當(dāng)中，其中51/2"套管整形范圍在Φ90-122之間，7"套管整形范圍在Φ138-160之間。

（4）液壓整形技術(shù)，其主要依托由錨定器、活塞、整形頭等部件組成的液壓整形器針對(duì)生產(chǎn)過程當(dāng)中出現(xiàn)變形現(xiàn)象的套管進(jìn)行整形和處理，從而有效克服液缸所帶來的作用力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)套管修復(fù)目標(biāo)[4]。這一修復(fù)整形方法對(duì)于鉆井的形態(tài)與斜角要求不高，51/2”套管整形范圍在Φ90～122mm之間，7"套管整形范圍在Φ138～160之間。

2.2.2 套管補(bǔ)貼技術(shù)

在一些海洋石油鉆井的套管受損故障中，井內(nèi)密封性可能會(huì)發(fā)生下降，其管壁強(qiáng)度也將發(fā)生相應(yīng)的變化，影響了鉆井井下的持續(xù)性開采和生產(chǎn)。因此為了進(jìn)一步改善修井作業(yè)過后鉆井套管的運(yùn)行狀態(tài)，使石油鉆井的開采與生產(chǎn)更具持續(xù)性，相關(guān)施工團(tuán)隊(duì)以及技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)采用油管或鉆桿等工具將膨脹管套進(jìn)行下放，并在鉆井套管變形部位進(jìn)行及時(shí)處理，使其能夠在套管變形受損的部位形成更加良好的密封形態(tài)，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)對(duì)套管變形部位的直觀標(biāo)定，減少后續(xù)生產(chǎn)作業(yè)過程當(dāng)中產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。采用套管補(bǔ)貼技術(shù)對(duì)鉆井套管進(jìn)行進(jìn)一步處理，能夠獲取到更加充分的管徑通路，同時(shí)提升了鉆井套管的環(huán)境適應(yīng)能力與抗壓強(qiáng)度，使其能夠在海洋石油開采作業(yè)當(dāng)中發(fā)揮出更加積極的作用。通常來說，套管補(bǔ)貼技術(shù)主要適用于螺紋密封失效、封堵誤射以及錯(cuò)斷等形態(tài)的鉆井當(dāng)中。

2.2.3 其他修井技術(shù)

除了上述修井技術(shù)之外，還包括腐蝕套管加固、套管接箍等相關(guān)修井技術(shù)手段，能夠有效解決長(zhǎng)期開采運(yùn)行過程中海上石油鉆井面臨的套管損壞現(xiàn)象，對(duì)提升油井產(chǎn)能具有關(guān)鍵性作用。

3 結(jié)束語

在現(xiàn)階段的海洋石油勘探與開發(fā)領(lǐng)域當(dāng)中，加強(qiáng)井下修井作業(yè)的質(zhì)量管理工作具有重要意義。相關(guān)施工團(tuán)隊(duì)與技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)充分明確鉆井與套管的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)采取合理手段對(duì)故障損壞部位進(jìn)行處理，使其能夠?yàn)楹Ｑ笫蜕a(chǎn)做出更加充分的貢獻(xiàn)。