井下作業修井技術的現狀分析及新工藝的優化

文峰

摘 要：井下作業是一項復雜的工程，修井技術直接關系著油井的產油率。根據井下修井技術的現狀，對井下作業修井技術優化進行了分析，并提出了修井技術優化方案，旨在提高修井作業的施工質量，實現我國井下作業修井技術新工藝的優化。

關鍵詞：井下作業；修井技術；原油；聚能割刀

中圖分類號：TE358+.4 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.07.124

河南油田第一采油廠組建于1977年，年生產原油上百萬噸，是河南油田的主力原油生產單位。隨著長效工作管理機制的開展，實現了特高含水后期油田的可持續發展，提高了油井的綜合利用率。但隨著油井開發力度的日益增大，井網密度和水井數量在不斷增加，這給井下作業埋下了一定的安全隱患。在修井作業中，常會遇到井下不明型號的橋塞或破損橋塞，由于缺少專業的打撈工具，所以，打撈難度非常大。此外，在水井修井作業中，一般對井下碎石塊、鋼材等雜物的打撈方法為先磨銑魚頂至規則形，再根據實際情況，采取內撈或外撈的方式對井下雜物進行打撈。但此方法施工工序復雜、工期較長，嚴重影響了油田原油的生產效率。因此，有必要優化修井技術，具備扎實的修井經驗和技術，從而減少維修費用，避免重復問題的發生，從而盡快恢復井點的正常作業。

1 井下作業修井技術的現狀

1.1 井下修井作業設備

隨著科技的發展和技術需求的不斷提高，修井工具的研發速度越來越快，修井工具種類在不斷增多。常用的打撈工具有：公錐、滑塊撈矛、對扣接頭和可退式撈矛等屬于內撈工具；母錐、卡瓦撈筒、可退式撈筒和活頁撈筒等屬于外撈工局；機械式內（外）割刀、水利式內（外）割刀、聚能割刀和化學割刀等屬于切割工具；液壓上擊器、開式（閉式）下擊器和雙向震擊器等屬于震擊類工具；套管整形器、沖擊整形器、魚頂修整器和滾球整形器等屬于整形工具；平底（凹面）磨鞋、空心銑鞋、套銑頭及鑲金剛石、鑲硬質合金柱等屬于銑磨類工具；封隔器式、波紋管套管補貼器和密封式套管加固器等屬于補接類工具；封隔器式、液壓式、截斷磨鞋、阻流閥及尾管懸掛器、雙掛鉤膠塞屬于側鉆類工具；撈矛、安全接頭、下擊器和倒扣撈筒屬于倒扣類工具；爆炸松扣、補貼、加固裝置和操作切割屬于爆炸類工具；扶正器、安全接頭和鉛印、套管刮削器屬于輔助工具。

1.2 井下事故和打撈工具

井下故障的主要原因中的潛在因素是地質和鉆井，后天因素是由于井下作業不規范而導致的事故。根據以往油井施工中存在的故障，任何井下事故均會對油井作業產生一定影響，一般會導致油井產油量減少，甚至導致停工。因此，需要規避井下事故、優化修井技術。目前，主要的打撈工具包括滑塊撈矛、工錐、可退式撈矛、提放式可退撈矛、倒扣撈矛、卡瓦撈筒、開窗撈筒、活頁撈筒和開窗撈筒等。

2 井下作業修井技術優化

2.1 技術優化概念

優化是在原有事物的基礎上產生新的事物，是對原有事物的發展和完善。修井技術優化是通過某種形式實現作業信息系統的資源共享，促使效率與價值合為一體，從而達到技術優化的目的，即達到“多合一工具”的有效利用。

2.2 技術優化原則

經濟優化必須遵循以下基本原則：①經濟性原則。全面考慮修井成本，并對各方面的維修技術成本進行科學評估，爭取達到最經濟、高效益的目的。②效益性原則。修井技術優化的目的是追求產品的最大綜合效益，提高產品的有效利用率。③適用性原則。優化后的產品能滿足現代化修井中的各種實際需要，且可增強其安全性和可靠性。

2.3 修井技術優化的要素

修井技術優化屬于系統性整體動態技術的活動范疇，需要依靠技術中整體要素的結合，從而實現優化，而非獨立存在。修井技術優化活動涉及的要素諸多，基本要素是主體和客體，只有兩者密切結合，才能達到技術優化活動系統的目的。

2.4 技術優化基本程序

修井技術優化必須遵循以下程序：①確定修井技術優化的目的，根據修井技術現狀，找到正確的核心目的，通過明確優化目的，從而實現對修井技術優化的檢驗，同時，還可根據核心目的確定相關優化內容。②確定優化對象。確定優化目標后，便可進一步確定優化對象，即開展技術優化要圍繞對象目標進行。③整合優化信息。找出環境信息與對象信息兩者間的內在聯系，并得出相關數據依據，從而對兩者間的關系進行分析，并分析不同環境下的作用機理，最終完成對兩者內在聯系的分析。④擬定優化方案。根據上述綜合分析數據確定方案可使用數據，并在此基礎上對技術方案進行優化。⑤落實技術方案。將技術方案落實到工作中，并在實踐中進行全程監控，以便在出現問題時可及時調整。

3 修井技術方案優化

3.1 井下碎塊鋼材一體化打撈工具優化

內撈工具有滑塊撈矛、分瓣撈矛和公錐等，在內、外撈共同作用下，以卡瓦撈矛的卡瓦牙作為內撈工具的內錐體，同時，一體化工具的筒體內設置了活塞裝置，采用投球憋壓迫使內錐體下行的工作方式，既能實現一體化打撈工作的功能，又能達到沖洗打撈施工的目的。在這種情況下，選取母錐作為外撈工具、卡瓦撈矛的卡瓦牙作為內撈工具，即井下碎塊管材一體化打撈工具，可滿足內、外一體化作業施工的要求。

3.2 工具優化選擇

銑鞋可選擇套銑頭作為本設計方案的套銑工具；筒體的選擇要綜合考慮筒體能承受套銑時的剪切應力和打撈時應具有卡瓦撈筒的功能，因此，可選擇母錐作為外撈筒體設計橋塞套銑打撈一體化工具。在選擇內錐體時，可選擇卡瓦牙齒作為內撈工具，且在打撈時利用打撈器內的彈簧力作用推動卡瓦下行，以實現內撈功能。在這種先銑后撈的設計方式中，通過將該工具連接鉆桿上，下至橋塞魚頂位置，旋轉下放鉆柱，并用高效套銑頭銑掉橋塞嵌在井壁的牙齒上，可使橋塞脫落，然后下放鉆柱至人工井底，從而使橋塞進入撈筒腔體內并沿筒體上行。同時，由于具有彈簧力，可推動內腔牙齒（卡瓦）下行，銜住橋塞，上提管柱，并撈獲橋塞，最終實現套銑打撈一體化作業施工。

〔編輯：張思楠〕

Abstract： The underground work is a complicated project， workover technology is directly related to oil production rate of the well. According to the status of downhole workover technology for underground operations optimization workover techniques were analyzed and proposed workover technology optimization program aimed at improving the quality of construction workover operations， optimize our downhole workover new process technology.

Key words： underground work； workover technology； crude oil； shaped cutter