水平井修井技術發展現狀及新技術

張士陽(新疆油田分公司工程技術公司 新疆 克拉瑪依 834000)

前言

水平井修井技術是一項現代化工程技術，工程規模非常龐大，在作業期間還會受到各種因素的影響，特別是在開采低滲透油藏和重油時，水平井開發技術已經成為一種重要的技術手段，但隨著開發年限的增加，常會出現例如井下落物、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運行，修井技術在油藏開發過程中日益重要。

一、水平井修井作業的難點

水平井因為井身結構的特殊性，與直井相比，水平井修井難度大，工程風險大。主要體現為：(1)受井眼軌跡限制，直井常規井下工具、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，加之流體流動方向與重力方向不一致和接單根，井內贓物如砂粒等容易形成砂床，作業管柱容易被卡。(3)打撈作業，魚頭引入和修整困難；斜井段水平段常規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；倒扣作業中和點掌握不準。(5)打印過程中鉛模易被掛磨損壞，井下準確判斷難。(6)套、磨、鉆工藝難度大，套管磨損問題突出，套管保護難度大。(7)設計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油氣層。這對低壓中和特別是異常低壓井，防漏及油氣層保護問題難度大。(8)小井眼水平井修井難度大、風險大。

二、現有常規水平井修井技術

1.水平井常規打撈

在石油開采和生產的作業過程中，水平井出現工具落井的情況將會延遲下一步流程，為了之后工藝的順利進行，必須采取打撈措施。針對水平井的特點以及自身結構的復雜性，生產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，該裝置同時還解決了套管破損等難題。由于本裝置采用液壓方式，同時還集打撈杯、碎物打撈器、強磁打撈器以及水平井下增力裝置于一身，主要應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，達到井下增力的目的。

2.水平井解卡工藝技術

在水平井施工階段，當使用常規解卡工藝而解卡不成功時，常常會使井下事故更加復雜。因此要根據解卡工藝的要求以及水平井自身結構特點，將常規解卡技術分為震擊倒扣解卡技術、增力解卡技術以及震擊解卡技術三類。其中，震擊解卡技術主要應用于水平井鉆壓傳遞困難的情況。當震擊解卡和增力解卡技術不能解決實際問題時，可以采用震擊配合倒扣進行解卡。與其他兩種解卡技術不同的是，震擊倒扣解卡技術主要采取的是可倒扣打撈工具。

3.水平井連續沖砂技術

由于開采條件的限制和地質條件的原因，在水平井開采過程中，井內砂堵是最容易出現的問題。因此水平井連續沖砂技術是最常出現的工藝。當水平井水平段較長，同時主力流動并且流動阻力較大時，攜砂液的流速就不能達到臨界速度，而且砂粒受重力影響的下沉速度大于攜砂速度時，就極易造成砂卡，這種情況在管柱靜止時經常發生。面對這些情況，常規的沖砂方式很難在水平井中應用。經過長期的理論分析和現場試驗，研發了一系列專用的技術和工具，并且形成了水平井連續沖砂技術。在水平井沖砂作業時，要充分從施工的安全性和企業的利益出發，遵循“大排量高粘度，縮短管柱在井內靜止時間，避免砂粒二次沉淀”的原則。

4.水平井堵水技術

由于水平井井身與油藏平行，油層出水就會導致產油量瞬間降低，含水量急劇增加，此時若不及時堵水，就會使產油量大幅下降，嚴重制約了水平井的開發效果。各個生產單位非常重視水平井的堵水技術開發，研制了一系列水平井堵水技術，較有代表性的是可降解屏蔽暫堵法水平井堵水技術。其主要原理是根據水平井的不同出水部位，應用可降解屏蔽堵劑能夠快速封堵的特點，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，以達到保護油層的目的。

5.套損井大修工藝技術

由于油田開采時間的增加，種種因素都會導致套管損壞。套管損壞嚴重制約了油田的安全生產，為油田帶來巨大的經濟損失。因此，對于套管的修復作業顯得尤為重要。根據現場的套管損壞情況，多數套損井具有兩種或以上的套損類型，在套損井修復時要充分考慮具體的套損情況，綜合考慮各種套損因素，提出切實有效的解決方案。主要的套管修復工藝有套管補貼、套管整形、套管加固、套管取換等技術。

三、水平井修井新技術

1.綠色水平井修井技術

修井作為油氣田開發與采油過程不可缺少的工藝，常常會伴隨修井工藝過程產生油砂、落地油、洗井液和油水混合液等一系列廢棄物，從而造成了嚴重的環境污染。清潔生產應以預防為主作為環境治理主要指導思想，必須對生產的全部過程實施控制，重新討論研究修井作業的技術裝備和工藝路線。各油田提出了工人、設備、作業井場不沾油的綠色修井概念，通過一系列的技術創新和管理配套，研制并且應用了新的地面、地下工具裝置。

在施工設計階段根據井身資料綜合考慮施工可能帶來的各種污染問題，從而逐步實現洗井作業污染的源頭控制，同時減少井下非正常事故發生頻次，推廣各類新技術、新工藝，還要推廣應用油管內腔清洗技術，引進井下作業廢物回收利用工藝，利用各類新技術，達到綠色修井技術的推廣實施。

2.智能水平井修井技術

智能井技術是將信息技術應用于油氣藏開發的新技術，它極大地適應了現代油藏經營管理，其主要通過將實時控制與實施監測結合在一起，從而達到提高油藏經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）地面數據收集、分析和反饋系統（2）井下生產系統控制系統（3）井下信息收集傳感系統（4）井下數據傳輸系統。智能井技術具有以下優點：（1）實時監測功能（2）便于油藏管理（3）地面遙控功能（5）增加動用油氣資產的可采儲量，提高油田最終采收率。

結語

水平井技術是油氣田高效開發的一項重要技術，同時還是現代工業重要技術之一。伴隨著原油開采技術也得到了飛速發展，同時應用井的數量與日俱增，因此，水平井修井技術扮演著越來越重要的角色。在修井過程中，人是關鍵因素之一，因此要加強現場監督，并對工序進行跟蹤排查，從而有效提高施工質量。我國水平井修井技術起步較晚，發展水平相對滯后，在油藏開采實際中需要我們有針對性的開展科學攻關，我們還要在油藏開采過程中不斷發現問題，及時解決問題，不斷提高將新的修井技術應用于現代采油工程中的認識，才能更好的滿足市場經濟的需求，為企業創造更多的財富。

[1]馬開良.復雜結構井開發及應用技術[J]小型油氣藏,2003.