井下作业修井技术的现状分析及新工艺的优化

文峰

摘 要：井下作业是一项复杂的工程，修井技术直接关系着油井的产油率。根据井下修井技术的现状，对井下作业修井技术优化进行了分析，并提出了修井技术优化方案，旨在提高修井作业的施工质量，实现我国井下作业修井技术新工艺的优化。

关键词：井下作业；修井技术；原油；聚能割刀

中图分类号：TE358+.4 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.07.124

河南油田第一采油厂组建于1977年，年生产原油上百万吨，是河南油田的主力原油生产单位。随着长效工作管理机制的开展，实现了特高含水后期油田的可持续发展，提高了油井的综合利用率。但随着油井开发力度的日益增大，井网密度和水井数量在不断增加，这给井下作业埋下了一定的安全隐患。在修井作业中，常会遇到井下不明型号的桥塞或破损桥塞，由于缺少专业的打捞工具，所以，打捞难度非常大。此外，在水井修井作业中，一般对井下碎石块、钢材等杂物的打捞方法为先磨铣鱼顶至规则形，再根据实际情况，采取内捞或外捞的方式对井下杂物进行打捞。但此方法施工工序复杂、工期较长，严重影响了油田原油的生产效率。因此，有必要优化修井技术，具备扎实的修井经验和技术，从而减少维修费用，避免重复问题的发生，从而尽快恢复井点的正常作业。

1 井下作业修井技术的现状

1.1 井下修井作业设备

随着科技的发展和技术需求的不断提高，修井工具的研发速度越来越快，修井工具种类在不断增多。常用的打捞工具有：公锥、滑块捞矛、对扣接头和可退式捞矛等属于内捞工具；母锥、卡瓦捞筒、可退式捞筒和活页捞筒等属于外捞工局；机械式内（外）割刀、水利式内（外）割刀、聚能割刀和化学割刀等属于切割工具；液压上击器、开式（闭式）下击器和双向震击器等属于震击类工具；套管整形器、冲击整形器、鱼顶修整器和滚球整形器等属于整形工具；平底（凹面）磨鞋、空心铣鞋、套铣头及镶金刚石、镶硬质合金柱等属于铣磨类工具；封隔器式、波纹管套管补贴器和密封式套管加固器等属于补接类工具；封隔器式、液压式、截断磨鞋、阻流阀及尾管悬挂器、双挂钩胶塞属于侧钻类工具；捞矛、安全接头、下击器和倒扣捞筒属于倒扣类工具；爆炸松扣、补贴、加固装置和操作切割属于爆炸类工具；扶正器、安全接头和铅印、套管刮削器属于辅助工具。

1.2 井下事故和打捞工具

井下故障的主要原因中的潜在因素是地质和钻井，后天因素是由于井下作业不规范而导致的事故。根据以往油井施工中存在的故障，任何井下事故均会对油井作业产生一定影响，一般会导致油井产油量减少，甚至导致停工。因此，需要规避井下事故、优化修井技术。目前，主要的打捞工具包括滑块捞矛、工锥、可退式捞矛、提放式可退捞矛、倒扣捞矛、卡瓦捞筒、开窗捞筒、活页捞筒和开窗捞筒等。

2 井下作业修井技术优化

2.1 技术优化概念

优化是在原有事物的基础上产生新的事物，是对原有事物的发展和完善。修井技术优化是通过某种形式实现作业信息系统的资源共享，促使效率与价值合为一体，从而达到技术优化的目的，即达到“多合一工具”的有效利用。

2.2 技术优化原则

经济优化必须遵循以下基本原则：①经济性原则。全面考虑修井成本，并对各方面的维修技术成本进行科学评估，争取达到最经济、高效益的目的。②效益性原则。修井技术优化的目的是追求产品的最大综合效益，提高产品的有效利用率。③适用性原则。优化后的产品能满足现代化修井中的各种实际需要，且可增强其安全性和可靠性。

2.3 修井技术优化的要素

修井技术优化属于系统性整体动态技术的活动范畴，需要依靠技术中整体要素的结合，从而实现优化，而非独立存在。修井技术优化活动涉及的要素诸多，基本要素是主体和客体，只有两者密切结合，才能达到技术优化活动系统的目的。

2.4 技术优化基本程序

修井技术优化必须遵循以下程序：①确定修井技术优化的目的，根据修井技术现状，找到正确的核心目的，通过明确优化目的，从而实现对修井技术优化的检验，同时，还可根据核心目的确定相关优化内容。②确定优化对象。确定优化目标后，便可进一步确定优化对象，即开展技术优化要围绕对象目标进行。③整合优化信息。找出环境信息与对象信息两者间的内在联系，并得出相关数据依据，从而对两者间的关系进行分析，并分析不同环境下的作用机理，最终完成对两者内在联系的分析。④拟定优化方案。根据上述综合分析数据确定方案可使用数据，并在此基础上对技术方案进行优化。⑤落实技术方案。将技术方案落实到工作中，并在实践中进行全程监控，以便在出现问题时可及时调整。

3 修井技术方案优化

3.1 井下碎块钢材一体化打捞工具优化

内捞工具有滑块捞矛、分瓣捞矛和公锥等，在内、外捞共同作用下，以卡瓦捞矛的卡瓦牙作为内捞工具的内锥体，同时，一体化工具的筒体内设置了活塞装置，采用投球憋压迫使内锥体下行的工作方式，既能实现一体化打捞工作的功能，又能达到冲洗打捞施工的目的。在这种情况下，选取母锥作为外捞工具、卡瓦捞矛的卡瓦牙作为内捞工具，即井下碎块管材一体化打捞工具，可满足内、外一体化作业施工的要求。

3.2 工具优化选择

铣鞋可选择套铣头作为本设计方案的套铣工具；筒体的选择要综合考虑筒体能承受套铣时的剪切应力和打捞时应具有卡瓦捞筒的功能，因此，可选择母锥作为外捞筒体设计桥塞套铣打捞一体化工具。在选择内锥体时，可选择卡瓦牙齿作为内捞工具，且在打捞时利用打捞器内的弹簧力作用推动卡瓦下行，以实现内捞功能。在这种先铣后捞的设计方式中，通过将该工具连接钻杆上，下至桥塞鱼顶位置，旋转下放钻柱，并用高效套铣头铣掉桥塞嵌在井壁的牙齿上，可使桥塞脱落，然后下放钻柱至人工井底，从而使桥塞进入捞筒腔体内并沿筒体上行。同时，由于具有弹簧力，可推动内腔牙齿（卡瓦）下行，衔住桥塞，上提管柱，并捞获桥塞，最终实现套铣打捞一体化作业施工。

〔编辑：张思楠〕

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