1绪论
石油钻修井作业是石油开采过程中不可或缺的重要环节,它涵盖了从石油钻井到后续油井维护的一系列作业活动。随着石油资源的持续开采,油井在使用过程中不可避免地会遇到各种故障和问题,如井下沙堵、井内结蜡、油层堵死、油管断裂等。这些故障不仅会影响油井的正常生产,还可能导致减产甚至停产,因此,及时进行修井作业对于保障油井的顺利运行和提高石油开采效率具有重要意义。修井作业通常分为小修和大修两种类型[1]。小修主要针对一些常见的、相对简单的故障进行维修和处理,如更换磨损的部件、清理井筒等。而大修则涉及更为复杂和严重的故障,如打捞作业、卡钻处理、套管内开窗侧钻等。这些大修作业往往需要专业的技术团队和先进的设备支持,以确保作业的安全性和有效性。在石油钻修井作业中,打捞技术是一项至关重要的技术。打捞作业是指在油井中发生落物事故时,通过特定的工具和手段将落物打捞出井的过程。落物可能包括钻杆、油管、工具等,它们可能因各种原因掉入井中,如操作失误、设备老化等。如果不及时打捞,这些落物可能会堵塞井筒、损坏设备,甚至引发更严重的安全事故。
2石油钻修井作业打捞技术难点与挑战
2.1复杂地质条件下的打捞难题
2.1.1地质构造复杂多变
石油钻修井作业往往涉及多种地质类型,如软泥层、硬岩层、裂缝性地层等,这些复杂的地质条件给打捞作业带来了巨大挑战。不同地层对打捞工具的选择、下井路径的规划以及打捞力的控制都有不同要求。例如,在软泥层中,打捞工具容易陷入泥中而无法有效抓取落物;而在硬岩层中,则可能因冲击过大而损坏打捞工具或加剧落物卡阻情况。
2.1.2井眼状况复杂
井眼扩径、缩径、弯曲、井斜等问题也是打捞作业中常见的难题。这些问题可能导致打捞工具无法顺利下至落物位置,或者在下井过程中与井壁发生摩擦、碰撞而损坏。此外,井眼内的泥浆、水等流体还可能对打捞作业造成干扰,增加作业难度。
2.2形状不规则或损坏严重落物的打捞
2.2.1落物形状复杂多变
井下落物的形状各异,有的长而细,有的短而粗,有的呈不规则形状。这些形状不规则的落物给打捞工具的设计和使用带来了巨大挑战。传统的打捞工具往往难以适应所有类型的落物,需要技术人员根据落物的具体情况进行定制化设计。然而,这种定制化设计不仅增加了作业成本,还延长了作业周期。
2.2.2落物损坏严重
在井下恶劣的环境中,落物往往会发生不同程度的损坏,如变形、断裂、腐蚀等。这些损坏不仅增加了打捞难度,还可能使打捞工具无法有效抓取落物。例如,断裂的油管可能因断面不平整而难以夹持;腐蚀严重的工具可能因材质脆弱而在打捞过程中进一步损坏。
3打捞技术在石油钻修井作业中的应用
3.1落物类型与识别
在石油钻修井作业中,落物种类繁多,根据其材质、形状、功能及落井原因可大致分为以下几类:金属类落物:包括钻杆、油管、套管、工具接头等。这类落物通常由于操作失误、设备老化或地质因素导致断裂、脱落。非金属类落物:如电缆、钢丝绳、塑料管等。它们可能因磨损、腐蚀或人为因素而落入井中。组合类落物:即多种材料或部件组合而成的落物,如井下仪器、测井工具等。这类落物结构复杂,打捞难度较高。特殊类落物:如化学药剂、爆炸物等。这些落物虽不常见,但一旦落入井中,将带来极大的安全隐患和环境污染风险。
落物识别方法与技术:准确识别落物是制定有效打捞策略的前提。常用的落物识别方法包括:
井下成像技术:利用井下摄像头、声波测井仪等设备获取井下图像或声波信号,通过图像分析和信号处理技术识别落物类型、形状和位置。
磁性探测技术:针对金属类落物,利用磁力计或磁性打捞器探测其磁场特性,从而确定落物的存在和位置。
物理属性分析:根据落物的物理属性(如密度、硬度、导电性等)进行推断。例如,通过测量井内流体密度变化来判断是否有落物堵塞。
3.2打捞策略制定
3.2.1现场勘查与数据收集
在打捞策略制定前,必须进行详尽的现场勘查和数据收集工作。这包括:
井筒结构分析:了解井筒的直径、深度、倾斜度、套管状况等基本信息。
地质条件评估:分析井所在地层的地质特性,如岩性、地层压力、渗透率等。
流体性质分析:测量井内流体的温度、压力、成分等参数,评估其对打捞作业的影响。
落物信息确认:结合落物识别结果,确定落物的类型、形状、大小、位置及损坏程度。
3.2.2打捞难度评估
基于现场勘查和数据收集的结果,对打捞难度进行综合评估。评估内容包括:
技术难度:评估现有打捞工具和技术手段是否能够满足打捞需求,是否需要定制化设计或引入新技术。
安全风险:分析打捞作业过程中可能存在的安全隐患,如井喷、卡钻、设备损坏等,并制定相应的安全防范措施。
时间成本:预测打捞作业所需的时间周期和成本投入,以制定合理的作业计划和预算。
3.3打捞作业实施
3.3.1工具选择与组装
根据打捞方案选择合适的打捞工具,并进行细致的组装和调试。组装过程中应注意以下几点:
工具匹配性:确保打捞工具与井筒条件、落物类型相匹配。
组装精度:严格按照操作规程进行组装,保证各部件连接紧密、转动灵活。
安全检查:对组装好的打捞工具进行全面检查,确保无损坏、无松动现象。
3.3.2下井操作与打捞过程
下井操作是打捞作业的核心环节。在操作过程中应注意以下几点:
平稳下井:控制打捞工具的下井速度,避免与井壁发生碰撞或刮擦,以减少卡阻风险。
实时监控:利用井下成像设备、传感器等实时监控打捞工具的姿态、位置及与落物的接触情况,及时调整操作策略。
精准对接:当打捞工具接近落物时,需缓慢、精确地进行对接操作,确保打捞工具能够稳固地抓住落物。
控制拉力:在打捞过程中,需根据落物的重量、形状及井筒条件,合理控制提拉力,以避免对井筒或打捞工具造成损害。
应急准备:始终保持对潜在紧急情况的警惕,如打捞工具突然卡阻、落物破碎等,准备好相应的应急工具和设备,以便迅速响应。
3.3.3特殊情况应对措施
在打捞作业中,难免会遇到一些特殊情况,如落物严重损坏、井筒状况恶劣等。针对这些情况,需制定相应的应对措施:
增强打捞力:对于重量大、卡阻严重的落物,可考虑增加打捞工具的数量或提升设备的提拉力,以增强打捞效果。
采用特殊工具:针对特定类型的落物或井筒条件,可采用定制化的特殊打捞工具,如弹性打捞器、变形打捞臂等,以适应复杂的打捞环境。
切割处理:对于无法通过常规方式打捞的落物,如严重变形或嵌入井壁的落物,可采用切割处理的方式,将其切割成易于打捞的小块或碎片。
弃井处理:在极端情况下,如井筒损坏严重、打捞难度极大且安全风险极高时,可考虑进行弃井处理,避免进一步加大损失和风险[2]。
结束语
通过打捞技术,可以迅速恢复油井的生产能力,减少因故障造成的停产时间。打捞作业能够减少因落物造成的油井堵塞和设备损坏,从而提高石油开采效率。在打捞过程中,技术人员会根据落物的具体情况选择合适的打捞工具和打捞方法,确保打捞作业的高效性和准确性。通过打捞作业,可以恢复油井的正常生产状态,提高石油产量和采收率。因此,在石油钻修井作业中,应高度重视打捞技术的应用和发展。
参考文献
[1]胡巨洪.石油钻修井作业打捞技术的运用[J].中国石油和化工标准与质量,2022,42(02):168-169.
[2]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.