石油井下修井作业管理及修井技术优化_陈亮.pdf

化学工程与装备 2022 年 第 12 期 94 Chemical Engineering&Equipment 2022 年 12 月 石油井下修井作业管理及修井技术优化石油井下修井作业管理及修井技术优化 陈 亮（辽河油田工程技术分公司，辽宁 盘锦 124010）摘摘 要要：针对石油井下修井作业管理及技术优化问题，本次研究首先对石油井下修井作业的现状进行分析，在此基础上，对石油井下修井作业管理措施进行研究，从井下碎块管材、桥塞及破损桥塞两个角度出发，提出修井技术优化措施，全面推动我国石油井下修井作业的进一步发展。研究表明：由于修井作业相对较为复杂，作业过程中出现风险问题的概率相对较大，因此，需要从加强人员培训、完善规章制度、控制审批环节、保障施工规范以及强化过程控制等角度入手，加强修井作业管理工作，针对不同的修井作业类型，需要采取不同的措施进行技术优化，保障修井作业可以顺利开展。关键词：关键词：石油井下；修井作业；现状分析；管理措施；过程控制；技术优化 前前 言言 对于石油井下作业而言，由于所处的环境相对较为恶劣，修井作业的工作强度相对较大，同时，井下的仪器设备相对较多，因此，非常容易出现风险问题，常见的风险问题包括井喷、火灾爆炸等，在另一方面，修井作业是保障油气井高效生产的重要环节，对于整个油气田企业的发展而言，修井作业十分重要，因此，在进行修井作业的过程中，不但需要对修井技术进行合理的选择，还需要采取合理的作业管理措施，以此保障整个修井作业过程可以安全高效地进行。1 1 石油井下修井作业现状分析石油井下修井作业现状分析 由于井下作业属于一项连续性的工作，但是井下的情况较为复杂，所以对于修井人员的技能水平要求相对较高，这主要是修井作业的复杂度相对较高，且可能面临众多的风险问题，容易使得工作人员的心态受到一定的影响，此时修井作业出现失误的概率也将会提升。通过对目前我国部分油田修井作业人员进行调研发现，该领域工作人员的流动性相对较强，技能水平相对较低，综合素质已经无法满足修井作业的基本需求。在另一方面，对于井下作业而言，其出现的问题具有突发性的特点，出现问题的时间以及位置无法进行预测，因此，在进行修井作业的过程中，必须具有一定的灵活性，事实上，大多数油田企业十分重视修井作业该项工作，也引进了先进的工艺技术，但是并没有建立完善的修井作业效果评价体系，即无法对修井作业后的效果进行合理的评价，这会使得修井作业隐患问题出现的概率提升。在进行修井作业的过程中，所采取的工艺技术不同，则所使用的设备也将会存在较大的差别，其修井的设备以及工具呈现出了多样化的特征，修井作业过程中常见的设备可以分为四种类型，分别是循环设备、动力设备、旋转设备以及控制设备，工作人员需要根据自身的经验，对井下的实际情况进行判断，以此对修井设备进行合理的优化组合，由此可见，修井作业对于工作人员的经验要求也相对较高。对于井下的事故而言，其主要分为两种类型，分别是由于环境因素引发的事故以及由于人为因素引发的事故。在出现风险事故以后，工作人员需要及时开展修井作业，以此防止风险事故带来更大的危害。2 2 石油井下修井作业管理措施石油井下修井作业管理措施 2.1 加强人员培训 为了保障修井作业顺利开展，首先需要做好人员的培训工作，培训工作主要可以分为两种类型，分别是技术培训以及安全培训，随着油田企业进一步的发展，也由于我国部分油田已经进入开发的中后期阶段，其井下事故出现的概率提升，事故类型呈现出了多样化的特征，油田企业十分重视井下事故的处理工作，因此，引进了大量的先进技术以及设备，并对传统的修井技术进行了创新，在这种背景下，需要对工作人员进行全面的技术培训，使其可以更加了解井下事故的类型，在出现井下事故以后，可以及时制定修井技术方案，并对先进的修井设备进行合理的利用。在另一方面，修井作业过程中也可能会出现风险问题，这就要求对人员进行安全培训，使其安全意识可以得到一定的提升，避免在修井作业的过程中因自身原因引发风险问题，降低因人为因素引发事故的概率。2.2 完善规章制度 由于修井作业相对较为复杂，涉及的环节相对较多，因此，需要制定完善的规章制度，保障修井作业可以有序进行，制度还可以起到约束性作用，保障修井作业的规范性。我国大多数油田企业都已经针对修井作业问题制定了规章制度，但是随着时间的推移，部分规章制度已经出现了不完善的问题，因此，企业需要定期对规章制度进行分析，根据修井作业开展的实际情况，对规章制度进行完善。同时，在规章制度中需要明确修井作业的责任，明确不同责任人的职责，在出现修井风险问题以后，可以及时由责任人对风险问题进行系统分析，使得风险事故的处理效率得到提升，通过制定责任制度的方式，还可以提高工作人员的责任意识以及安全意识，这也是防止人为因素引发风险事故的重要措施。2.3 控制审批环节 为了使得修井作业可以规范化的开展，需要严格对修井DOI:10.19566/35-1285/tq.2022.12.068 陈 亮：石油井下修井作业管理及修井技术优化 95 作业的审批环节进行控制，在井下事故问题出现以后，油田企业需要组织人员对事故问题出现的原因进行系统分析，及时掌握井下的实际情况，为了防止事故问题扩大化，可以采取一定的控制措施，以便有足够的时间制定合理的修井作业技术方案，同时，企业需要对修井作业的团队进行合理的选择，一般情况下，修井作业的团队需要具有相关的资质，在修井作业正式开始之前，修井人员需要对现场的实际情况进行勘查，以便对修井所需要使用的设备和工具进行选择，制定完善的修井作业方案，油田企业对修井作业团队提交的方案进行审批，在进行具体修井作业的过程中，需要对修井作业人员进行严格要求，必须按照修井方案中提出的流程以及注意事项开展具体的作业，以此保障修井作业可以达到相应的目标5。2.4 保障施工规范 对于任何类型的施工作业而言，施工方案都是保障各项工作有效开展的前提，对于修井作业也不例外，要想提高修井作业的规范性，首先需要提高修井方案的规范性，在制定修井作业方案的过程中，需要对现场的自然环境、地质环境以及设备状况进行全面的调研分析，修井作业方案的制定需要做到因地制宜，在对修井方案进行审批的过程中，油田企业也需要及时掌握自身油井的实际情况，以便及时发现修井方案中存在的不足问题，修井团队工作人员及时对方案进行合理的完善。2.5 强化过程控制 修井作业的流程较为复杂，且需要的工种数量相对较多，不同类型工种之间需要配合作业，任何一个环节出现问题，都将会对整个修井作业产生不良影响。因此，需要强化过程控制工作，所谓的过程控制主要分为三个方面，分别是环境控制、人员控制以及设备控制，在环境控制方面，需要对修井作业环境进行实时监控，根据环境的变化情况，对修井工艺进行合理的调整。在人员控制方面，加强对于修井工作人员的监督，防止人员出现违规操作问题。在设备控制方面，在进行修井作业之前，需要对修井作业所需要的设备进行全面的检查，如果设备存在故障问题，则需要对其进行更换，防止因设备问题影响修井作业的安全性。在另一方面，在修井作业开始之前，还需要进行充分的技术交底，即修井施工方案的制定人员需要向现场的工作人员进行技术交底，使其可以理解方案中的细节，以此降低修井事故出现的概率。3 3 石油井下修井作业技术优化措施石油井下修井作业技术优化措施 3.1 井下碎块管材一体化打捞技术优化设计 对于井下的碎块以及管材而言，其形状并不规则，无论采取何种类型的打捞方式，都需要首先对落物进行磨铣作业，但是该项作业所需要的时间相对较长，且成功率相对较低，因此，需要对不磨铣的打捞工具进行研究，以此提高碎块以及管材的打捞效率。本次研究所提出的井下碎块管材一体化打捞技术主要由两种设备组成，分别是筒体以及内锥体，在进行筒体选择的过程中，可以用于落物打捞的工具有母锥、开窗捞筒等，通过对这些打捞工具进行对比发现，只有母锥在管壁的位置处存在螺纹，对于其他类型的打捞工具而言，其内部采用了卡瓦设计，如果将其他类型的打捞工具和内锥体配合使用，则在内壁位置处将不会存在着力点，对落物进行打捞的效率相对较低，在另一方面，对于母锥而言，其强度以及韧性都相对较高，可以承受井下落物的重量，因此，本次研究选择母锥作为打捞工具的筒体。在内锥体方面，内锥体的类型也相对较多，但是通过对内锥体的类型进行对比发现，对于卡瓦捞茅而言，在使用的过程中可以与筒体产生相互作用，在对井下落物进行上提的过程中，由于卡瓦结构的存在，落物并不会再次滑落，因此，使用该种类型内锥体的打捞效率相对较高，因此，选择卡瓦捞茅作为打捞工具的内锥体。对于本次研究所提出的打捞技术而言，其主要是使用钢丝钳的基本原则，将井下的落物卡住，将打捞工具下放到井中以后，在井口位置处进行投球，以此达到憋压的目的，促使内锥体不断下行，在达到落物位置处以后，可以将落物锁紧，然后工作人员逐渐上提管柱，最终将落物打捞出井口，同时，工作人员可以根据指重表的参数变化，判断打捞工具是否已经锁紧落物。3.2 桥塞及破损桥塞一体化打捞技术优化设计 对于井下的桥塞以及破损的桥塞而言，在对其进行打捞的过程中，无论使用何种类型的打捞方法，都将存在施工难度较大的问题，要想提高其打捞效率，需要将套铣工艺与打捞工艺相互结合，两种类型的工艺技术相互配合，此时才能降低打捞作业的难度。在铣鞋的选择方面，常见的套铣有套铣筒、套铣头等类型，在进行桥塞打捞的过程中，为了提高打捞工具的适用性，本次研究将选用套铣头作为铣鞋工具。在筒体方面，所需要考虑的因素分为两个方面，分别是筒体可以承受较大的剪切应力，否则在铣鞋的作用下，筒体可能会出现断裂问题，其次，筒体内必须具有卡瓦结构，进而保障桥塞打捞的高效性，因此，本次研究选择母锥作为筒体，并选择卡瓦牙齿作为内锥体。在进行打捞作业的过程中，首先将打捞工具与钻柱相互连接，将打捞工具下放到桥塞位置处，然后开始旋转钻柱，套铣头可以使得桥塞脱落，然后将钻柱下放到井底位置处，将已经脱落的桥塞打捞进捞筒的腔体中，依靠弹簧力的作用，使得卡瓦结构下行，并与桥塞相互衔接，通过上提管柱的方式，将桥塞打捞出井口，对于已经破损的桥塞而言，就不需要使用套铣头对其进行破坏。该种类型的工具在使用的过程中对弹簧力进行了充分利用，整个桥塞的打捞过程相对较为简单，可操作性也相对较强，作业过程中的成本费用相对较低。在另一方面，对于套铣头而言，其主要是通过丝扣连接的方式与其他工具相互连接，在该种打捞工具使用多次以后，套铣头必然会出现严重的磨损问题，此时只需要对套铣头进行及时的更换即可。4 4 结结 论论 修井作业属于油田生产作业的重要组成部分，由于修井作业的难度相对较大，容易引发风险问题，因此，在进行修井作业的过程中，需要采取全面的作业管理措施，对人员、设备、环境以及技术进行充分的管理，同时，还需要根据井下作业类型的不同，对修井作业的技术 （下转第（下转第 113113 页）页）张庆晓：海底管道清管装置排液流程改造 113 装置的排放需求，减少了不同尺寸集油槽的使用，使用时只需要打开相关阀门即可实现转液需求，避免了人工搬运。2.2 流程改造效果 改造完成后，4 月 20 日在开展 G 平台至 A 平台原油海管清管作业中，验证北侧排放流程使用效果。结果显示，对该收球装置排放时，可以将排放阀门全开，达到最大排放流量，介质排放时间由之前的 30min 缩短至 9min，作业人员由 4 人减至 2 人。随后，陆续开展了其他海管的清管作业，通过多次清管作业对新排放流程进行的验证使用，累计开展 20 多次，发现对于低含水的清管装置排液效率提升明显，新改造流程达到了设计预期效果。表表 2 2 新流程实施前后作业数据新流程实施前后作业数据 海管名称 尺寸（in）含水 泄压排放时间（min）作业人数（人）实施前 实施后 实施前 实施后 G 平台至 A 平台原油海管 12 30 30 9 4 2 F 平台至 A 平台原油海管 14 35 30 8 5 2 E 平台至 A 平台原油海管 10 15 45 12 4 2 L 平台至 A 平台原油海管 10 5