石油修井作业打捞技术的应用探究
张安苒
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张安苒,. 石油修井作业打捞技术的应用探究[J]. 石油科学研究,20248. DOI:10.12721/ccn.2024.158442.
摘要: 本文详细探讨了石油修井作业中的打捞作业原则、下作业内容、打捞技术的挑战及应用策略。打捞作业遵循安全第一、技术优先和经济合理性的原则,涉及下钻作业、钻井监测、检查与维护等重要内容。同时,本文分析了深水、超深水作业、高温高压井作业以及管道堵塞问题中打捞技术面临的挑战,并提出了针对不同井况的应用策略,包括常规打捞工具、非常规打捞技术及采用先进设备的策略。
关键词: 石油修井作业;打捞技术;深水作业;高温高压井
DOI:10.12721/ccn.2024.158442
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引言

石油修井作业中的打捞技术是一项重要的补救措施,旨在确保井下作业的安全性和连续性。当井下作业过程中发生工具或设备故障时,打捞技术的应用至关重要。本文将详细讨论打捞作业的原则、作业内容以及打捞技术所面临的挑战,并提出相应的应用策略,以期为实际作业提供理论支持和操作指导。

1. 石油修井作业打捞作业的原则

石油修井作业中的打捞作业是一项非常关键的技术操作,主要用于在井下作业过程中因工具或设备故障导致井内出现失落物或井筒异常时进行的补救措施。打捞作业的原则是确保井下作业的连续性和安全性,同时尽量减少修井成本和时间。首先,打捞作业要求操作人员具备全面的井况了解,包括井内管柱的布置、井径、井深、井内流体的性质等。这些信息对于确定最合适的打捞工具和方法至关重要。其次,打捞作业必须遵循“安全第一”的原则。井下环境复杂多变,任何操作失误都有可能引发井喷、井塌等严重事故,因此打捞作业过程中应严格控制操作步骤,确保每个步骤的执行都符合安全标准。同时,应准备充分的应急预案,以应对打捞过程中的突发情况。最后,打捞作业还应强调“经济合理性”的原则。在确保安全和技术有效的前提下,打捞作业应尽可能选择成本低、效率高的作业方案。合理的打捞方案不仅能够降低作业成本,还能够减少作业时间,确保修井作业按计划进行,避免对油井生产的长期影响。

2. 石油修井下作业的内容

2.1 下钻作业

下钻作业是修井下作业中的基础操作,主要用于将修井工具、钻头等设备送入井下作业位置。下钻作业的关键在于操作人员对井况的掌握和下钻速度的控制。井况的掌握是指操作人员应清楚井内的地质情况、井深以及井内存在的其他障碍物,这些信息有助于判断下钻过程中可能遇到的风险,从而制定相应的应对策略。

在实际操作中,操作人员需要密切监测下钻过程中的井内压力、钻柱的受力情况等参数,以确保下钻过程的安全和顺利。同时,应严格控制下钻速度,避免由于过快下钻导致井筒损坏或工具卡住。此外,操作人员还应准备备用方案,以应对下钻过程中可能出现的紧急情况。

2.2 钻井监测

钻井监测是修井下作业中的重要环节,主要用于实时跟踪和记录井下作业的各项参数,确保作业的安全性和有效性。钻井监测的内容包括对井内压力、温度、流体性质、钻柱负荷等参数的监测。通过这些数据,操作人员可以及时发现井下作业过程中可能出现的异常情况,并采取相应的措施进行调整。钻井监测还需要与其他井下作业技术相结合,如井下成像技术、声波探测技术等,以全面了解井下环境的变化。这些技术手段的应用能够帮助操作人员更准确地掌握井下作业的实时情况,从而做出科学的决策,确保作业的顺利进行。

2.3 检查与维护

修井下作业过程中,检查与维护是保证设备和工具正常运行的重要步骤。定期的检查和维护能够有效预防井下设备的故障,减少突发事故的发生率。在检查过程中,操作人员应对井下设备进行全面的检测,包括钻头、管柱、井内工具等的磨损情况,以及井内环境对设备的腐蚀情况。同时,维护工作也应同步进行,对存在问题的设备进行及时的修复或更换。通过定期的检查和维护,能够延长设备的使用寿命,确保修井作业的连续性和高效性。

3. 石油修井作业打捞技术的挑战

3.1 深水超深水的打捞环境

深水和超深水环境中的打捞作业对技术要求极高,主要由于海洋环境的复杂性和井下作业深度的增加。首先,深水环境中,海水压力随着深度的增加而显著提升,这对打捞工具的强度和耐压性提出了极高的要求。传统的打捞工具在深水作业中往往难以承受高压,需要使用特制的深水打捞工具。其次,深水作业中,水温较低,这会对井下设备的性能产生影响,尤其是液压设备和电子监测设备。此外,深水作业中还可能面临海底地形复杂、流速较大等问题,增加了操作难度。

3.2 高温高压井的特殊要求

高温高压井作业环境下,井下温度和压力极高,对打捞作业提出了特殊要求。高温环境下,井下设备和工具容易发生热膨胀、材料变形等问题,影响工具的正常操作。因此,打捞作业所使用的工具需要具有良好的耐高温性能,能够在极端温度条件下保持稳定工作。

此外,高压环境对设备的密封性和强度也提出了严格要求。高压井中,井内压力可能高达数百兆帕,这对打捞工具的设计和制造提出了巨大挑战。传统的打捞工具在高压环境下可能会出现泄漏、破裂等问题,导致打捞作业失败。因此,在高温高压井作业中,操作人员通常需要选择特殊材料制造的高强度打捞工具,并进行严格的测试和检查,以确保设备在极端条件下的可靠性。

3.3 管道和设备的堵塞问题

在修井作业中,管道和设备的堵塞问题是常见的挑战之一,特别是在长期使用或复杂地质条件下,管道容易出现沉积物、结垢等堵塞情况。这些堵塞物不仅影响修井作业的进度,还可能导致井内设备的损坏或作业的中断。堵塞问题的解决通常需要借助专业的清洗和打捞设备,例如机械打捞工具、化学清洗剂等。在选择清洗方式时,操作人员需要根据堵塞物的性质和位置进行判断。例如,针对沉积物堵塞,可以使用机械旋转清洗工具进行清理;针对化学结垢堵塞,则可以使用化学清洗剂进行溶解清洗。

4. 修井作业打捞技术的应用策略

4.1 常用打捞工具

常用的打捞工具是修井作业中不可或缺的基础设备,这些工具包括打捞矛、打捞篮、打捞筒等。打捞矛通常用于打捞井下掉落的管柱、钻杆等长条形物体,它通过刺入物体内部后反转提拉的方式将物体带出井口;打捞篮则常用于打捞小型落物,通过其篮状结构将井下物体抓住并提取到地面;打捞筒则适用于打捞井下断裂的管柱,打捞筒的内部结构能够有效抓紧井下物体,实现稳固提拉。

在实际操作中,操作人员会根据井下物体的形状、材质以及井况,选择最合适的打捞工具。常用打捞工具因其结构简单、操作方便而被广泛应用,但在操作过程中,操作人员需要具备较强的专业技能,确保打捞工具与井下物体的准确接触,从而保证打捞作业的成功率。

4.2 常用打捞技术

机械打捞是最为常见的打捞方式,适用于井下落物位置较为清晰、落物结构较为完整的情况。通过机械打捞工具,如打捞矛、打捞筒等,将落物固定后提取到地面。冲击打捞则适用于井下落物卡住的情况,通过冲击力将落物从卡住的位置震松,然后进行提拉。反转打捞适用于长条形物体或断裂的管柱,通过打捞工具刺入物体内部后旋转提拉的方式将其带出井口。

4.3 非常规落物打捞技术

非常规打捞技术包括化学打捞、液压打捞、磁性打捞等。这些技术主要用于解决一些特殊的井下落物问题,如化学沉积物堵塞、铁磁性物体的打捞等。

化学打捞技术适用于井下管道或设备中因结垢、沉积物引发的堵塞问题,通过化学剂溶解井下堵塞物,达到清理和打捞的目的。液压打捞技术则利用液压设备的高压冲击力,解决井下卡住或难以通过常规手段取出的落物。磁性打捞技术通常用于打捞铁磁性材料,如钢制管柱、工具等,通过磁力吸附的方式将物体从井下提取。

5 结束语

石油修井作业中的打捞技术是确保井下作业顺利进行的重要手段。在复杂的井下环境中,操作人员需要灵活运用各种打捞工具和技术手段,并结合先进设备,以应对不同的井况和挑战。通过优化打捞策略和提升技术水平,可以有效提高打捞作业的效率和成功率,为油井的持续生产提供可靠保障。

参考文献

[1]赵庆磊.石油钻修井作业打捞技术应用探讨[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(15):221-222.

[2]张译,王方超.石油钻修井作业打捞技术应用探析[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(13):217-218.