探讨井下作业的技术与发展

2022-09-10

一、关于井下作业发展的历史

最近几年, 由于技术的发展进步, 油田井下作业技术发展很快, 这些技术水平的提升, 对我国的油气勘探与研究开发发挥了重要作用。石油天然气是国家重要的战略资源, 是一个国家的经济命脉, 为了将这些宝贵的资源从上千米深的地下开采出来, 国家付出了艰辛的努力和代价。由于埋藏深、地质条件复杂, 造成了油 (气) 井在整个开采过程中难免会出现不同类型的故障, 对出现问题的油 (气) 井进行井下作业, 是为了保障油 (气) 田的正常生产。

二、国内目前井下作业之现状

石油企业目前在井下开采的整个系统工程工艺和技术构成方面包括几个方面:

1. 开采需要什么样的工艺技术;

2. 对工程作业所需要的机械设备的安装与调试;

3. 整体的施工方案的设计

4. 贯穿整个作业过程的管理和安全保障问题

5. 实施安全作业的配套措施问题

各原油开采企业为了追求更高的经济效益, 在近几年的井下勘察作业中, 重视了对工程装备的投入更新与作业技术的提升, 在科技的创新与技术应用方面也重视了投入。对于国外的先进技术与设备, 企业也舍得大手笔投入, 再加上企业多少年的技术积累、创新改造和经验总结, 也提升了井下作业的技术水平, 缩小了与国外的差距。虽然如此, 但与国外的先进技术相比, 还存有很大的差距, 主要是:1、硬件方面, 开采设备和工程机械方面存在差距;2、上述机械设备的配套齐全方面也存在差距;3、软件方面, 对各种数据的分析处理能力以及对硬件的整合能力方面差距更大。在修井设备的标准化、自动化程度方面, 国外的更胜一筹, 在井下作业中, 国外已经普遍使用双滚筒乃至三滚筒的装置和顶驱装置以及动力水龙头等先进设备了。反观国内采油企业, 不但配套方面存有差距, 而且连标准化都还没有最终形成, 高性能的工具和具有先进水平的辅助配套工具更是缺乏。在试油测试在施工、压裂酸化方面, 国外对生产数据的信息化处理能力与管理都实现了自动化和智能化, 极大的减少了劳动强度和人力投入。

三、未来井下作业技术的发展方向与趋势问题

增加产量、降低成本、提高效益是包括石油开采企业在内的企业永恒主题。科技的发展与技术的进步是企业保持强大竞争力的保证, 那么未来的新理论、新技术和新设备的发展对油气田的勘探技术会带来什么样的影响呢?下面拟就发展趋势做一个评估, 仅供参考。

1. 关于提高单井产量的技术

若想达到降低成本, 提高产量的目标, 最直接的手段就是要提高单井的产量。而在现有条件下提高单井产量需要对4项技术加大研究开发力度。这四项技术是:径向钻孔;高效选择性堵水;防砂射孔;气体增产。

(1) 关于径向钻孔技术的深入研究问题

虽然存在明显的缺陷, 但是低渗透技术在过去一直沿用。如果研发出更先进的径向钻孔技术, 就可以实现提高单井产量的目标。现在有两种方案可供选择:1、通过大孔径射孔技术射穿套管, 然后利用高压水射流喷射地层, 最后形成孔眼;2、既使用机械旋转钻头钻穿套管, 也使用水射流, 还使用机械旋转钻头, 三者相结合取长补短钻出地层孔眼。根据选优法, 然后与配套的地面设备和井下工具器械结合使用。

(2) 关于高效选择性堵水技术的研究

堵水在注水开发油田以及控制油井出水中, 有着非常重要的作用, 过去经常采用的常规油井堵水方法有两种:1、化学堵水法;2、机械堵水法。实践中, 机械堵水的方式局限性很大。机械堵水难以解决在中后期油气田开发过程中, 因含水上升导致层间、层内以及平面出现的矛盾。研究开发新的堵水技术是目前采油工程中的当务之急, 选择高效堵水技术是目前重点的研究开发方向, 而该项工作的重中之重是尽快研究开发出高效选堵剂。另外, 如何更好的解决深部堵水施工作业的技术难题, 也是亟待解决的问题, 该项技术攻关需要加快, 早日解决这个技术难题, 提高堵水防漏水平来达到提高油气产能的目的。

(3) 关于防砂射孔技术的研究。

亟需使用充填式防砂射孔和大孔径防砂射孔的技术, 来改善我国油田现在的油气层开采状况。要在原有的单一防砂射孔弹技术的基础上, 加大技术和资金投入, 对防砂射孔弹的防砂效果进行重点攻关研究, 此外, 还要尽快开发出相关防砂射孔优化设计的控制软件, 将防砂射孔的技术整合成一个完整的系统, 提高防砂效果, 增加油气井的产量。

(4) 关于气体增产技术的研究

该项技术的目标是:在不增加成本的前提下增产增效, 然后再提高热、电、二氧化碳和氮气的采收率, 尤其重视开发所必须的电、二氧化碳等物质。通过形成综合的配套技术, 最终提高综合效益。

2. 关于压裂酸化的技术

最大程度的降低压裂酸化的使用成本提高经济效益, 是油田开发的基本要求与目的。若想达到此目标, 除了重视设计的优化外, 还需要转变开发压裂的研究方向, 将对复杂油气藏压裂酸化技术的深入研究作为攻关重点。

3. 关于特殊工艺井作业技术的研究问题

随着时间的推移, 过去使用的工艺技术在井下作业中和开采中日益显现出不足和局限性, 这就要求我们要进行新技术和新工艺的研发, 象侧钻小井眼井、水平井、多底分支井等特殊工艺井作业的井下工具的创新研发和配套工艺技术研究是工作的侧重点, 最终形成系列配套的特殊工艺井作业技术, 以此来完善过去的短板。

4. 关于井控的新技术问题

不破坏油气层, 还能对油井进行有效保护, 避免在作业过程中对油气层造成二次污染, 是新的井控技术的显著优点, 而且还可以使油气井的产能得到有效提高。但这是有条件的, 就是要改进原来的不压井的作业技术和工艺, 要对井口处的控制设备、井下的控制设备等都要改造, 使得在油、水、气作业的全过程中做到不压井, 进而有效提高油气井的清砂、检泵作业效率, 以及有关油套管压力的控制水平。

结束语

经过几十年的应用和发展, 井下作业的工艺技术得以一点点积累, 并保留下来了一些珍贵的技术资料, 这些几代石油人的智慧和心血的结晶, 将会对我国的石油勘探工作具有重大的指导意义。时代在发展, 科技在进步, 在继承的基础上大胆进行创新, 寻求新的技术突破, 是广大石油人的努力方向, 最终的目的是实现生产效益的最大化, 为国民经济的发展贡献自己的力量。

摘要：本文就我国井下作业技术的现状以及未来的发展方向进行初探, 以期对井下作业的认识达到比较全面的程度。

关键词：井下作业,国内现状,发展趋势。