海洋石油井下作業修井技術現狀及新工藝的優化

盧 巖

中海油能源發展股份有限公司 北京 100027

在海洋石油工程開發過程中，科學的井下作業修井技術能夠有效提升開采效率，提升油氣資源開采產量，對于石油工程開發具有重要的作用。但是受到海洋環境特殊性的影響，當前海洋石油工程中所采用的修井技術整體水平較低，已經無法滿足海洋石油工程建設需求，嚴重影響開采效率，所以需要明確當前修井技術的應用現狀，并加強對新工藝的實施，通過技術創新推動海洋石油工程建設，是促進我國石油工程建設發展的關鍵所在。

1 井下作業修井技術簡要概述

在石油工程建設過程中，修井是指對水源井、地熱井、油井以及鹽鹵井等管井的維修工作，在石油工程中占據著重要的位置。修井工作的主要內容，是對油井的水量不足、水溫下降以及水質變差等事故進行檢測與修理，確保故障井或瀕臨報廢井的再次利用。針對已經出現故障的地熱井、水井等，已經無法正常生產，水量不足等問題需要消耗更多的電能與水量，水溫下降的情況下地熱井的基礎功能無法發揮，在出現涌沙等問題時，會導致電泵運行受到影響[1]。導致井筒管破裂的原因較多，都會對油井造成很大破壞，當油井出現故障問題時，則需要進行修井處理，確保油井恢復到正常狀態，是影響油井生產開采的重要因素，所以必須加強修井技術的應用。但是相比于陸地油井而言，海洋是有個井下作業對于修井技術的要求更高，所面臨的作業環境更為復雜，傳統的修井技術難以取得良好效果，為此需要加強對修井技術的創新，結合海洋石油工程的基本情況，采用科學的修井技術方案，以此方式確保海洋石油井下作業修井技術水平提高，滿足海洋石油工程建設的基本需求。

2 海洋石油井下作業修井技術現狀分析

修井技術是海洋石油工程開發期間的重要組成部分，通過修井技術能夠有效改善海洋油井的各項結構，為后續開發工作提供便利的條件。現階段，我國海洋石油工程中所采用的修井技術水平不斷提升，已經掌握了多項核心技術，但是依然具有很大的提升空間，為此需要準確掌握當前海洋石油井下作業修井技術的現狀，主要包括如下幾項內容：

2.1 海洋石油主修井技術分析

當前海洋油田主要采用的修井工藝技術設備包括循環灌溉設備、動力設備以及旋轉設備。動力設備包含井架系統和動力設備，比如修井提升機，能夠在惡劣的海洋井下環境中進行作業，但是這種設備行進速率較慢；輪帶配備自背式井架的施工效率雖然較高，但是設備體積較大，在海洋環境中泥濘、低洼的井下條件中應用較為不便。修井提升機存在一些缺陷問題，安全技術較差，從而逐漸被其他性能更好的修井設施取代。循環式灌溉設備的工作原理為向海洋井下注射循環液體，從而完成洗井作業，利用循環式灌溉設備進行洗砂、套管銑和鉆堵等工作，該設備中包括泥漿罐、彎管、水龍頭、壓力管以及軟管等。當前海洋油田井下修井作業過程中，回轉設備主要應用回轉工作臺，動力源主要為修井機，能夠支持鉆進、打磨等作業開展。

2.2 海洋石油壓井技術分析

在開展海洋壓井作業過程中，海洋井口需要長時間處于敞開狀態，從而能夠提高作業效率，但是在高壓井作業過程中，敞開的接口會引起液體噴出時無法有效控制的問題出現，會對海洋施工作業造成很大影響。為了解決該問題，需要采用有效的控制措施，可以通過海洋井筒液柱向內部施加壓力，從而使得壓力達到平衡狀態。在海洋壓井作業過程中，需要保證設備準備充分，確保具有足夠的壓井液、泥漿以及鹽水，從而能夠防止出現壓井過程中物料不足的問題發生；在準備工作完成后，需要依據一定的順序將設備全部取出，同時按照實際情況將設備依次排列；海洋壓井工藝應用需要選擇儲層物差的海洋地層，當海洋井口底部結構侵入物壓力時，儲層物差的地層通常處理較為簡單；在處理過程中不能長時間關井，需要保持海洋井底壓力稍高于地層壓力的狀態，從而排放井口區域的含氣鉆井液；按照實際情況每間隔一段時間采用節流管對井中的鉆井液進行控制回壓；如果相隔時間較長，則會出現井口壓力過大的問題，此時需要采用排出溢流的措施進行控制。

2.3 海洋石油起上與下入技術分析

起上和下入操作在海洋石油工程修井工藝技術中具有重要作用，在海洋氣井運行出現問題的情況下，需要開展科學的維護工作，主要應用在更換管柱、檢修以及更改開采層中，是指海洋石油井下設備以及油管施工全過程需要應用的一項技術，一般在檢修或更換設備后將其放置在油井內部。該技術雖然包含內容較少，但是實施難度較大，尤其是在復雜的海洋石油井下環境中，當前技術應用還存在著許多問題，導致海洋石油修井工作受到一定影響，為此需要加強新技術的應用創新。

2.4 海洋石油打撈技術分析

在海洋石油井下作業過程中，會受到海洋惡劣環境以及其他多項因素的影響，引起一定的故障問題發生，主要可以分為潛在因素和人為因素。親在因素是指鉆井自身和鉆井區域的海洋環境問題而引起的事故，人為因素是指在作業過程中，由于人為操作失誤所引起的事故問題。在海洋石油井下發生事故后，需要根據所事故的嚴重程度進行處理，但如果事故程度較輕，會影響生產效率，但是如果事故較為嚴重，則需要立即停止作業，所以井下事故控制對于修井工藝技術的應用具有重要意義。當發生海洋石油井下落物時，會導致油層被堵塞，影響油水井正常生產；導致沉砂口袋縮短，會增加油井維修次數；影響增產措施開展；容易引起卡管柱事故發生；導致油水井側鉆受到損壞。在當前的海洋石油井下修井工藝技術中，事故打撈主要應用分瓣式撈矛和可退式撈矛，能夠將海洋井下下落的物體進行打撈。在打撈過程中，需要保證油氣層不會受到二次污染、套管和水泥環不能被破壞。

3 海洋石油井下作業修井新工藝的有效優化措施分析

海洋石油工程與陸地石油工程存在很大差異，傳統的修井技術無法應用，當前所采用的修井技術水平不斷提升，但是部分修井技術的應用依然存在問題，為此需要加強對修井新工藝的應用創新，確保修井新工藝的實際作用能夠充分發揮。

3.1 加強修井設備創新，由于修井工藝

海洋井下修井工藝作業對于油田生產具有重要意義，設備的使用方法是影響修井工藝技術應用效果的主要因素，必須保證使用方法正確，從而提高作業效率和安全性。例如，在采用吊繩設備的時，需要根據不同設備的工作特點以及實際作業環境，選擇相應的設備，許多新工藝中的修井設備對于海洋工作環境的適應性較強，應用成本較低，不需要額外配備井架，在較為惡劣的海洋井下作業中具有優勢。在應用新設備前，需要檢查設備運行功率是否充足、油壓是否正常、尾氣排放顏色是否標準、油溫水溫是否存在異常問題；檢查吊裝設備牢固、吊繩是否存在斷裂。為了能夠提高檢查工作效果，避免出現檢查疏忽、遺漏等問題，必須建立制度化、標準化的工作流程，在作業開始前委派專人對設備進行檢查，必須需要編制檢查表，檢查完成后由負責人員簽字，從而能夠有效避免心設備在作業過程中因為動力不足或檢查不夠細致等問題出現事故。修井新設備與新工藝的應用，必須注意各項細節問題，確保管理制度能夠全面落實，以完善的管理制度和安全制度保障修井工藝技術工藝實施。與此同時，為了提高修井設備和修井工藝技術應用效果，油田企業必須對工作人員進行設備操作培訓，使其充分了解修井設備的工作原理、運行原理以及內部結構，明確正確操作的規范，防止因人為因素導致設備運行出現違規操作問題，否則會引起嚴重的危害，通過科學的管理和培訓制度，提高工作人員專業能力，使其充分掌握修井設備的正確使用方法，從而能夠實現對修井工藝技術的全面優化。

3.2 加強卡鉆修井技術優化，提升開發工作效率

卡鉆故障是海洋石油井下修井工藝技術應用過程中最常見的一項故障問題，如果卡鉆程度較輕，會對井下修井作業進度造成影響，但是如果卡鉆問題較為嚴重，則會導致設備整體受到嚴重損壞，所以必須高度重視卡鉆故障問題，從而減少故障后果造成的損失。引起卡鉆故障的因素較多，不同因素引起的卡鉆故障在處理方面也存在一定差異，可以采用震擊技術、沖管技術、憋壓循環結束、管柱活動技術等，需要明確是否為砂石進入井筒引起的卡鉆故障，還是因為其他落物進入井筒引起卡鉆，同時需要檢查套管是否發生破損問題。通常情況下，如果卡鉆故障較輕，主要從對周圍海洋石油井下周圍區域進行處理，降低井下泥土密度，通過反復拉伸則能夠解決該故障；但是如果卡鉆故障程度較為嚴重，則需要分析卡鉆故障產生的具體原因，細致觀察鉆頭活動存在的間隙，明確卡點主要位置，從而判斷卡鉆故障具體情況，采用相應的解決措施，能夠提高卡鉆故障解決效率。

3.3 加強綠色技術應用，提升修井技術水平

在海洋石油生產開采過程中，污染是存在的一項重要問題，不僅海洋石油開采會造成一定的污染，同時修井工藝技術如果應用不當，也會引起嚴重的污染問題發生，對海洋環境造成很大破壞，不符合我國海洋石油工程發展實際要求。為了建設綠色化石油生產模式，必須加強綠色修井工藝技術創新優化。針對海洋石油開采過程中產生的廢水、混合液、油水混合物等在排放后，所含有的大量有毒有害物質、重金屬會對海水、海底環境以及海洋生物造成很大污染，嚴重影響生態環境質量，為此需要采用綠色化、環保化的修井工藝技術，降低井下作業對海洋生態環境造成的污染。例如，在海洋石油井下作業中，很大一部分污染問題是由于管路對接不夠牢固，導致流體從管內噴出，針對該問題需要創新修井工藝技術中的管路對接技術，通過對設備改造、對接技術創新等方式，在管路對接區域安裝可以控制的閥門，將套管和油管對接進行控制，從而有效避免流體噴出，減少對環境造成的污染。除此之外，部分修井工作人員在操作過程中，操作不夠規范，導致流體噴灑污染問題發生，需要加強崗位培訓，提高其環保意識；針對混合液、鉆頭潤滑液所引起的污染問題處理難度較大，當前尚未有成熟的技術，需要進一步加強環保技術研究，對傳統修井工藝技術進行升級創新，使其能夠滿足綠色油田產業發展要求，減少修井工藝技術應用過程中產生的環境污染，是推動我國油田產業可持續發展的重要舉措。

4 結語

簡要闡述了石油工程井下作業修井技術的基本內涵，并對當前海洋石油工程的修井技術應用現狀進行分析，最后提出了多項修井新技術的應用優化措施，希望能夠對海洋石油工程開發工作起到一定的借鑒與幫助作用，不斷提升海洋石油工程開發水平，推動我國油氣資源產量提高，滿足社會發展對油氣資源的需求。