水平井修井技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及新技術(shù)

張士陽(新疆油田分公司工程技術(shù)公司 新疆 克拉瑪依 834000)

前言

水平井修井技術(shù)是一項(xiàng)現(xiàn)代化工程技術(shù)，工程規(guī)模非常龐大，在作業(yè)期間還會(huì)受到各種因素的影響，特別是在開采低滲透油藏和重油時(shí)，水平井開發(fā)技術(shù)已經(jīng)成為一種重要的技術(shù)手段，但隨著開發(fā)年限的增加，常會(huì)出現(xiàn)例如井下落物、出砂、套管變形、穿孔、高含水等問題，為了保證油水井的正常平穩(wěn)運(yùn)行，修井技術(shù)在油藏開發(fā)過程中日益重要。

一、水平井修井作業(yè)的難點(diǎn)

水平井因?yàn)榫斫Y(jié)構(gòu)的特殊性，與直井相比，水平井修井難度大，工程風(fēng)險(xiǎn)大。主要體現(xiàn)為：(1)受井眼軌跡限制，直井常規(guī)井下工具、管柱難以滿足水平井修井要求。(2)斜井段、水平段管柱貼近井壁低邊，受鐘擺力和磨擦力影響，加之流體流動(dòng)方向與重力方向不一致和接單根，井內(nèi)贓物如砂粒等容易形成砂床，作業(yè)管柱容易被卡。(3)打撈作業(yè)，魚頭引入和修整困難；斜井段水平段常規(guī)可退式打撈工具不能正常工作，遇卡不易退出落魚。(4)水平井摩阻大，扭矩、拉力和鉆壓傳遞損失大，解卡打撈困難；倒扣作業(yè)中和點(diǎn)掌握不準(zhǔn)。(5)打印過程中鉛模易被掛磨損壞，井下準(zhǔn)確判斷難。(6)套、磨、鉆工藝難度大，套管磨損問題突出，套管保護(hù)難度大。(7)設(shè)計(jì)的修井液除了保證減少鉆具摩阻和具有較好的攜砂能力還要減少漏失保護(hù)油氣層。這對(duì)低壓中和特別是異常低壓井，防漏及油氣層保護(hù)問題難度大。(8)小井眼水平井修井難度大、風(fēng)險(xiǎn)大。

二、現(xiàn)有常規(guī)水平井修井技術(shù)

1.水平井常規(guī)打撈

在石油開采和生產(chǎn)的作業(yè)過程中，水平井出現(xiàn)工具落井的情況將會(huì)延遲下一步流程，為了之后工藝的順利進(jìn)行，必須采取打撈措施。針對(duì)水平井的特點(diǎn)以及自身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，生產(chǎn)單位和科研部門研制多種打撈工具。例如用于印證落物形狀的水平井小件落物液壓打撈器，該裝置同時(shí)還解決了套管破損等難題。由于本裝置采用液壓方式，同時(shí)還集打撈杯、碎物打撈器、強(qiáng)磁打撈器以及水平井下增力裝置于一身，主要應(yīng)用于水平段打撈小件落物。主要原理是將爪牙推出腔體并且包裹小件物體，達(dá)到井下增力的目的。

2.水平井解卡工藝技術(shù)

在水平井施工階段，當(dāng)使用常規(guī)解卡工藝而解卡不成功時(shí)，常常會(huì)使井下事故更加復(fù)雜。因此要根據(jù)解卡工藝的要求以及水平井自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將常規(guī)解卡技術(shù)分為震擊倒扣解卡技術(shù)、增力解卡技術(shù)以及震擊解卡技術(shù)三類。其中，震擊解卡技術(shù)主要應(yīng)用于水平井鉆壓傳遞困難的情況。當(dāng)震擊解卡和增力解卡技術(shù)不能解決實(shí)際問題時(shí)，可以采用震擊配合倒扣進(jìn)行解卡。與其他兩種解卡技術(shù)不同的是，震擊倒扣解卡技術(shù)主要采取的是可倒扣打撈工具。

3.水平井連續(xù)沖砂技術(shù)

由于開采條件的限制和地質(zhì)條件的原因，在水平井開采過程中，井內(nèi)砂堵是最容易出現(xiàn)的問題。因此水平井連續(xù)沖砂技術(shù)是最常出現(xiàn)的工藝。當(dāng)水平井水平段較長，同時(shí)主力流動(dòng)并且流動(dòng)阻力較大時(shí)，攜砂液的流速就不能達(dá)到臨界速度，而且砂粒受重力影響的下沉速度大于攜砂速度時(shí)，就極易造成砂卡，這種情況在管柱靜止時(shí)經(jīng)常發(fā)生。面對(duì)這些情況，常規(guī)的沖砂方式很難在水平井中應(yīng)用。經(jīng)過長期的理論分析和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，研發(fā)了一系列專用的技術(shù)和工具，并且形成了水平井連續(xù)沖砂技術(shù)。在水平井沖砂作業(yè)時(shí)，要充分從施工的安全性和企業(yè)的利益出發(fā)，遵循“大排量高粘度，縮短管柱在井內(nèi)靜止時(shí)間，避免砂粒二次沉淀”的原則。

4.水平井堵水技術(shù)

由于水平井井身與油藏平行，油層出水就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)油量瞬間降低，含水量急劇增加，此時(shí)若不及時(shí)堵水，就會(huì)使產(chǎn)油量大幅下降，嚴(yán)重制約了水平井的開發(fā)效果。各個(gè)生產(chǎn)單位非常重視水平井的堵水技術(shù)開發(fā)，研制了一系列水平井堵水技術(shù)，較有代表性的是可降解屏蔽暫堵法水平井堵水技術(shù)。其主要原理是根據(jù)水平井的不同出水部位，應(yīng)用可降解屏蔽堵劑能夠快速封堵的特點(diǎn)，在跟部以前的水平井井段利用撓性油管將可降解屏蔽堵劑置入其中，以達(dá)到保護(hù)油層的目的。

5.套損井大修工藝技術(shù)

由于油田開采時(shí)間的增加，種種因素都會(huì)導(dǎo)致套管損壞。套管損壞嚴(yán)重制約了油田的安全生產(chǎn)，為油田帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，對(duì)于套管的修復(fù)作業(yè)顯得尤為重要。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的套管損壞情況，多數(shù)套損井具有兩種或以上的套損類型，在套損井修復(fù)時(shí)要充分考慮具體的套損情況，綜合考慮各種套損因素，提出切實(shí)有效的解決方案。主要的套管修復(fù)工藝有套管補(bǔ)貼、套管整形、套管加固、套管取換等技術(shù)。

三、水平井修井新技術(shù)

1.綠色水平井修井技術(shù)

修井作為油氣田開發(fā)與采油過程不可缺少的工藝，常常會(huì)伴隨修井工藝過程產(chǎn)生油砂、落地油、洗井液和油水混合液等一系列廢棄物，從而造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。清潔生產(chǎn)應(yīng)以預(yù)防為主作為環(huán)境治理主要指導(dǎo)思想，必須對(duì)生產(chǎn)的全部過程實(shí)施控制，重新討論研究修井作業(yè)的技術(shù)裝備和工藝路線。各油田提出了工人、設(shè)備、作業(yè)井場(chǎng)不沾油的綠色修井概念，通過一系列的技術(shù)創(chuàng)新和管理配套，研制并且應(yīng)用了新的地面、地下工具裝置。

在施工設(shè)計(jì)階段根據(jù)井身資料綜合考慮施工可能帶來的各種污染問題，從而逐步實(shí)現(xiàn)洗井作業(yè)污染的源頭控制，同時(shí)減少井下非正常事故發(fā)生頻次，推廣各類新技術(shù)、新工藝，還要推廣應(yīng)用油管內(nèi)腔清洗技術(shù)，引進(jìn)井下作業(yè)廢物回收利用工藝，利用各類新技術(shù)，達(dá)到綠色修井技術(shù)的推廣實(shí)施。

2.智能水平井修井技術(shù)

智能井技術(shù)是將信息技術(shù)應(yīng)用于油氣藏開發(fā)的新技術(shù)，它極大地適應(yīng)了現(xiàn)代油藏經(jīng)營管理，其主要通過將實(shí)時(shí)控制與實(shí)施監(jiān)測(cè)結(jié)合在一起，從而達(dá)到提高油藏經(jīng)營管理水平與油藏采收率的最終目的。

智能井主要包括四部分：（1）地面數(shù)據(jù)收集、分析和反饋系統(tǒng)（2）井下生產(chǎn)系統(tǒng)控制系統(tǒng)（3）井下信息收集傳感系統(tǒng)（4）井下數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。智能井技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能（2）便于油藏管理（3）地面遙控功能（5）增加動(dòng)用油氣資產(chǎn)的可采儲(chǔ)量，提高油田最終采收率。

結(jié)語

水平井技術(shù)是油氣田高效開發(fā)的一項(xiàng)重要技術(shù)，同時(shí)還是現(xiàn)代工業(yè)重要技術(shù)之一。伴隨著原油開采技術(shù)也得到了飛速發(fā)展，同時(shí)應(yīng)用井的數(shù)量與日俱增，因此，水平井修井技術(shù)扮演著越來越重要的角色。在修井過程中，人是關(guān)鍵因素之一，因此要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督，并對(duì)工序進(jìn)行跟蹤排查，從而有效提高施工質(zhì)量。我國水平井修井技術(shù)起步較晚，發(fā)展水平相對(duì)滯后，在油藏開采實(shí)際中需要我們有針對(duì)性的開展科學(xué)攻關(guān)，我們還要在油藏開采過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)解決問題，不斷提高將新的修井技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代采油工程中的認(rèn)識(shí)，才能更好的滿足市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需求，為企業(yè)創(chuàng)造更多的財(cái)富。

[1]馬開良.復(fù)雜結(jié)構(gòu)井開發(fā)及應(yīng)用技術(shù)[J]小型油氣藏,2003.