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试论采油井下作业技术的发展

发表时间：2021/5/10 来源：《基层建设》2021年第1期作者：刘春雷李伟王虎

[导读] 摘要：目前，随着现代社会发展跟油气资源需求量的不断增加，油田企业在实际生产开采过程中不断优化开采工艺，有效提升开采效率，如何提高油田的采收率是当前油田开发面临的主要问题，是石油企业可持续发展道路上面临的最大挑战，井下作业技术在油气的勘探、开发与生产中发挥出了巨大的作用。

        长庆油田分公司第五采油厂堡子湾作业区陕西榆林 710200
        摘要：目前，随着现代社会发展跟油气资源需求量的不断增加，油田企业在实际生产开采过程中不断优化开采工艺，有效提升开采效率，如何提高油田的采收率是当前油田开发面临的主要问题，是石油企业可持续发展道路上面临的最大挑战，井下作业技术在油气的勘探、开发与生产中发挥出了巨大的作用。
        关键词：采油；井下作业技术；发展
        1 采油井下作业工程的特点
        1.1 复杂性
        在进行石油开采时，一般有着相对复杂的井下作业环境，主要表现为其复杂的施工工艺。它不仅包含了一些像检泵和堵水这样常规的油水井开采工艺，还包含了在发生安全事故时的像解卡和打捞这样复杂的维修工艺。同时，它也包含了一些石油储层的优化工艺，如酸化和解堵等。此外，由于井下作业的施工必须相互配合，其各种工艺并不独立，实际施工时需要进行其互通融合，也这也就大大增加了井下作业工程的复杂性。
        1.2 连续性
        正常来说，一项井下作业不仅仅包含一种施工工艺，而是多工艺相辅相成，越复杂的施工工艺一般有越多的作业工序，拿压裂工艺来说，其工序包括了通井、检泵、下施工钻具、冲砂等。而工作人员在进行压裂施工作业时，要求展开多项施工工序，它包括循环、高压管线试压、试挤、压裂、加砂、蓄挤和反洗或活动管柱。这七个工序每个都有其重要的作用，它们之间相辅相成，缺一不可，一项的破坏就会对整个工序造成不利影响。另外，井下作业是连续进行施工的，即一道工序接着一道工序，所有工序的结束意味着施工作业的结束。因此，对于各环节的施工质量必。须有严格的监督保障，确保井下作业的高水平施工。
        1.3 隐蔽性
        隐蔽性也是井下开采作业的一大特点。由于在进行井下作业时，每项工序一般都有较短的施工时间，在一道工序结束后马上进入下一道工序，后续无法对已经完成的工序进行质量检验，则已完成的工序质量则具有隐蔽性。另外，施工质量的好坏与施工人员的综合素质和材料的质量都有着密切的关系。施工人员的工作素养和态度会直接关系到施工质量，使施工作业的隐蔽性增强。施工设备和工具的质量好坏也对井下作业效果有着不可忽视的影响，导致了作业产生隐蔽性。
        2 采油井下作业技术的应用及发展
        2.1 井下试油测试技术
        试油技术作为油田井下作业开始前的一项准备工作的完善技术，是井下作业的技术支撑所在，试油测试的目的是为了确保井下作业安全的高质量的顺利完成，对油田井下作业的发展起到极大的帮助作用。通过试油技术的应用得到相应的油田数据，根据油井的地质环境与采用的试油技术也不尽相同，在试油技术开展前需要详细做好相关数据分析，根据数据指标量身定制出最科学合适的试油方案。试油技术包括对地层的测试，排液及压力的恢复，分析解释、射孔，数据采集等方面。我国传统的试油技术有射孔方式，通过油管输送式射孔和水力喷射射孔，其优点是对地质的适应性强，可选择的射孔器多。其不足之处在于高压油气井条件下不能准备定位，质量和精度较差，难以有效控制喷射。自喷方式试油是较为常规的试油工艺，如自喷排液生产方式，但此工艺只适用于可以自喷的油气井，无法在大众地层中使用。气举方式试油，气举又分为开式和闭式两种方式，属于人工操作的抬举排液的生产方式，且劳动强度大，仅适用于4000m以内的油气井。
        2.2 试油压裂技术
        试油井压裂技术应用的目的在于通过应用大型的试油压裂设备，来清楚认识该油气区域具体的面积与储量，为以后开发井和生产井的井位部署提供有效凭据。通常，对于地层致密，录井显示不佳的油井需要采取压裂工艺才能获取更为完整的数据资料，压裂施工是通过利用地面高压泵和注射设备将有一定粘度的流体，以远超于地层吸收能力的排量注入井筒，并在射开层段憋起高压，当井底压力超过井壁附近地层压力最小主应力及岩石的抗张强度后，在地层中形成裂缝并向四周延伸，再利用携砂液将支撑剂注入开成的裂缝中，从而在地层中形成具有导流能力的支撑裂缝，以达到扩大渗流面积，减小渗流阻力，解除井壁周围污染的目的。

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        2.3 试油压裂新工艺的多样化技术
        压裂施工无论是在试油井还是生产井中都得到广泛的应用，随着技术的进步，早已从过去单一的技术向多样性过渡发展，且工艺不断成熟，如普通压裂工艺、多裂缝压裂工艺、限流压裂工艺、CO2泡沫压裂工艺、端部脱砂压裂工艺、全支撑压裂工艺、压裂酸化工艺等。试油压裂工艺的多样化能最大化地使人力物力投入油田井下作业中，从而达到降低开采成本，提高采收率的目的；且试油压裂工艺有着长足的研究空间，以促进油田井下作业的工作需求以及未来发展需要。例如，端部脱砂压裂工艺是利用压裂液的滤失特性，在压裂过程中，当裂缝扩展到预定的缝长时，在裂缝端部人为造成砂堵，从而阻止裂缝进一步扩展，继而按设计继续加砂，以此来控制缝长，增加缝宽；CO2泡沫压裂工艺是压裂液的主要成份是CO2，在压裂过程中，随深度的增加，温度逐渐升高，CO2开始气化成泡沫，以达到携砂的目的，并可有效防止粘土膨胀，对地层起到一定的解堵作用。CO2泡沫压裂工艺适用于深层气井、低渗低压层、水敏性地层的压裂发改造；全支撑压裂工艺是用高粘度冻胶造主缝，低粘基液携带小粒径支撑剂充填天然裂缝，同时降低滤失，提高液体效率，保证主缝延伸，高粘度液体携中高粒径支撑剂支撑主缝；使用全支撑压裂工艺的油井，产量高、生产周期长；压裂酸化技术又包括控制缝高压裂技术，水平缝压裂技术，高凝油压裂技术等，不同的油田根据油田自身特点选择适合的压裂体系，让技术效果得到充分发挥。
        2.4 井下事故处理技术
        在油田开发过程中，采油井经常发生井下事故，使得油井无法保持连续生产，井下事故严重时会造成油井报废，常见的井下事故包括卡钻事故，井下落物事故，套管破裂损坏以及工艺技术方面的事故等。以落井油管油杆的打捞为例：油管和抽油杆落后往往由于重力加速度的作用下墩弯，打捞过程中稍有不慎就会导致油杆弯曲，导致事故更加复杂，弯曲的油杆也相应的增加了打捞的难度，如果处理不好还会影响下步工序，严重时甚至导致油井报废，可利用多窗口的闭窗捞筒进行打捞，打捞过程中，通过边下放、边缓慢旋转的方式，使弯曲变形抽油杆引鱼，入鱼后通过再加压和旋转的方式，使弯曲变形抽油杆卡在闭窗上，进而上提打捞或者倒扣，如果一次打捞未成功，可在不起钻的情况下进行多次尝试，最终捞获落鱼。
        2.5 带压修井技术
        带压作业是一种特殊的修井工艺技术，在完全不压井的情况下即可实施起下管柱进行修井作业的一种先进的井下作业工艺技术，带压修井作业技术相较于传统常规压井技术而言，具有不可比拟的绝对优势，具体表现在带压修井从源头上解决了传统压井作业压井液导致的污染产层问题，而且带压修井由于无需提前降压便可直接进行修井作业，众所周知，降压通常都需要提前一至三天关井降压，故而带压修井大大的节省时间成本，并直接降低了作业施工费用和注水开发成本；同时，带压修井技术对改善油气生产条件、提高井下作业能力和采收率，延长油气井的生产寿命十分有利，并且能很好地实现安全、环保修井作业的目的，符合当前新形势下国家提倡的建设绿色、节能型社会的理念要求。所以，在条件允许的前提下，大范围的应用带压修井技术，对提高油田采收率，增加企业收益，确保一线生产职工人身安全，减少环境污染都有着积极而深远的意义。
        2.6 信息的记录与分析
        随着信息时代的全面来临，通过应用先进的信息技术和设备，如物联网技术等对相关的井下施工作业数据进行采集、汇总、分析，为现场作业提供更多有效的数据支撑，从而更好地提高井下作业的质量和效率，已经成为当前井下作业技术发展的趋势。
        3 结束语
        总之，油田企业在我国社会经济的发展过程中发挥着十分巨大的作用，而油田井下作业是一个持续时间非常长而且比较复杂的作业过程，为了充分保证油田采油作业的顺利进行，并有效提升采油工艺效果，就必须要对井下技术进行合理选择。
        参考文献：
        [1]王广义，张浩.油田井下作业打捞技术及应用[J].化学工程与装备，2020（04）：53，78.
        [2]周腾宇，姚慧山，华大利.油田井下作业大修施工技术的分析[J].化学工程与装备，2020（01）：150-151.
        [3]周腾宇，姚慧山，焦文夫，等.连续油管技术在井下作业中的应用现状及优化策略[J].当代化工研究，2019（03）：35.