井下作业技术工艺发展趋势分析

第一节 产品技术发展现状

井下作业技术主要包括机具装备、工艺技术、方案设计和为确保作业施工的企业管理技术等内容。

近年来，围绕勘探开发实际需要，井下作业行业坚持以经济效益为中心，以装备更新和技术升级为主攻方向，大力实施“科技创新”战略。通过技术引进和自主研发，大幅度提升了井下作业技术水平和服务能力，较好地满足了油气田勘探开发的需要。油气田勘探开发对井下作业技术的新要求。

目前，井下作业基本能够满足生产需要，但是，随着勘探开发的不断深入，对井下作业技术又提出了新的更高要求，概括起来，主要有以下6个方面。一是提升常规作业技术水平：二是加快发展特殊井作业技术：三是积极研究边际油气藏开发低成本配套作业技术；四是配套完善大修侧钻技术；五是整合压裂酸化技术体系，提高应用效果；六是试油测试要满足特殊油气藏和特殊工艺井的需要。

第二节 产品工艺特点或流程

井下作业的工艺发展迅速，体系比较庞杂，以下就介绍几种常用的工艺技术。

1、压裂工艺技术

1）滑套式分层压裂技术

采用水力扩张式封隔器和滑套式喷砂器组成的压裂管柱，自下而上不动管柱一次施工完成对1～3个层段的压裂。适用于高、中、低渗油层。

2）选择性压裂技术

压裂施工时利用暂堵剂对井段内渗透率高的层进行临时封堵后，再压裂其它层，以达到选择油层压裂的目的。该技术适用于层内不均质的厚油层或层间差异大的油层。

3）热化学复合压裂技术

利用预前置液中的化学药剂反应产生的自生热量，提高缝内温度，降低原油流动阻力，达到提高效果的目的。该技术适用于低渗、稠油、含蜡量高的地层改造。

2、修井工艺技术

1）解卡打捞技术

采用多种解卡方法使被卡管柱解卡，并捞出井内落物。适用于油水井生产、作业过程中井下管柱遇到的各种卡阻。

2）整形加固技术

首先对套损井进行整形，恢复其内通径的95%以上，然后根据实际情况对套管整形部位采取机械或燃爆的方法进行燃爆焊接密封加固、液压挤胀密封加固、卡瓦铅封密封或不密封加固。该技术适用于产生变形、错断等状况的套损井。整形加固后可承内压15MPa。

3）严重错断井修复技术

主要是利用燃爆或特制的钻、铣、磨工具，合理地组合钻具对套损井段进行锥（磨）铣处理，以达到截弯取直、打开通道的目的。适用于机械整形常规无法修复的套损井，施工后最大通径可达原套管直径的95%以上。

3、钻井工艺技术

1）开发井、调整井钻井工艺技术

分公司已钻开发井、调整井11984口，钻开发井、调整井工艺技术现已十分完备。目前，分公司具有钻2500米深的开发井、调整井的钻井能力，年钻井口数达1000口以上，机械钻速达到31.7米/小时，固井质量声变合格率达99.5%。

自行研究开发的“调整井地层压力预测技术”、“高密度钻井液喷射钻井技术”、“调整井刮刀钻头优选参数钻井技术”、“油田地质计算机辅助设计及绘制地质图软件包”、“喷射式金刚石刮刀钻头”和“金刚石刃削式钻头”极大的提高了钻开发井、调整井的钻井速度。

2）取芯井工艺技术

井下取芯技术，已由单筒取芯向多筒取芯、常规钻井取芯向特殊钻井取芯、浅层取芯向深层取芯、垂向取芯向多向取芯的配套技术发展；取芯钻头已由钢体式硬质合金钻头发展到各种类型的金刚石钻头；密闭取芯单筒进尺达9.5米，取芯段机械钻速达9米/小时，岩芯收获率达98%以上，密闭率达90%以上。

3）定向井钻井工艺技术

多台随钻测斜仪器车，有效的保证了定向井钻井的准确性，提高了井身质量和钻进速度。目前，施工的定丛井最大井斜角43度，井底位移630米（垂深1100米）。

第三节 国内外技术未来发展趋势分析

根据油气田勘探开发对井下作业技术的新要求，要围绕提高单井产量、降低作业成本总目标，从作业装备和作业技术两个方面，在加强对现有大修侧钻等新技术的整合、配套完善和推广应用的同时，发展提高单井产量作业技术等6项重点技术。

1、提高单井产量作业技术

以提高油气井单井产量，降低综合生产成本为目标，开展防砂射孔技术、径向钻孔技术、高效选择性堵水技术、气体（二氧化碳、氮气、烟道气）增产技术4项内容研究。

1)防砂射孔技术研究

针对出砂油气层的开采，开展充填式防砂射孔和大孔径防砂射孔技术研究。在目前研制的单一防砂射孔弹的基础上，重点开展防砂射孔弹的防砂评价研究，根据储层岩性及出砂粒径，研制系列防砂射孔弹，开发防砂射孔优化设计软件，形成防砂射孔技术系列，提高防砂效果和油气井产量。

2)径向钻孔技术研究

以低成本的方法增加低渗透等油气藏的泄油面积，提高单井产量为目标，开展径向钻孔技术研究。通过大孔径射孔射穿套管、高压水射流喷射地层形成孔眼和机械旋转钻头钻穿套管、水射流与机械旋转钻头相结合钻出地层孔眼两种方案的优选研究，确定最佳技术方案，研制井下工具，配套地面设备，形成一次下井可在地层不同方向钻出直径30mm左右、深度2-3m孔眼的配套技术。

3)高效选择性堵水技术研究

油井堵水是注水开发油田控制油井出水的一项十分重要的技术，通常的堵水方法是机械堵水和化学堵水。随着油田开发进入中后期，含水上升，层间、层内及平面矛盾越来越突出，机械堵水已不能适应此类油田开发的需要，必须开展高效选择性堵水技术研究。重点研制高效选堵剂（选择性封堵高渗透出水大孔道、选择性堵水而不堵油的高效选堵剂），并开展深部堵水施工作业技术研究，提高堵水效果和油井产量。

4)热、电、二氧化碳、氮气联供低成本增产技术研究

以提高油井产量，降低成本，提高最终采收率为目标，开展热、电、二氧化碳、氮气联供低成本增产技术研究。以洁净煤燃烧产生蒸汽发电为基础，烟气回收利用，提供油田开发，特别是稠油开发需要的热（蒸汽／热水）、电、二氧化碳、氮气。在机理研究的基础上，重点开展热（蒸汽／热水）、二氧化碳、氮气综合应用的吞吐、驱替方案设计和注采工艺技术研究，研制气体处理、运输、注入设备，形成配套技术。

2、压裂酸化技术

根据油气田开发对压裂酸化技术的新要求，以提高压裂酸化效果，降低压裂酸化成本为目标，在加强优化设计的基础上，重点开展以下5项技术内容研究，逐步向开发压裂方向发展。

1)高含硫气藏压裂酸化技术研究；

2)苏里格等低渗气藏采取小井眼、水平井等特殊工艺完井后的高效压裂酸化技术研究；

3)深井超深井压裂酸化技术研究；

4)岩性等复杂油气藏压裂酸化技术研究；

5)稠油高凝油藏提高压裂酸化效果新技术研究；

6)大型压裂技术研究。

3、井控新技术

以保护油气层为目标，在现有不压井作业技术的基础上，通过井下控制工具、井口控制装置的研制和作业工艺技术研究，提高检泵、清砂等作业全过程油套管压力控制水平，实现油、气、水井作业全过程不压井，防止作业对油气层的二次污染伤害，提高油气井生产能力。

1)油、气、水井作业全过程不压井作业机具及施工技术研究；

2)无伤害作业工作液体系研究；

3)提高作业自动化程度和作业质量配套工具、装备研究。

4、特殊工艺井作业技术

重点开展针对多底分支井、侧钻小井眼井、水平井等特殊工艺井作业井下工具的研制和配套工艺技术研究，形成特殊工艺井作业技术系列，满足生产需要。

1)多底分支井完井再进入技术研究；

2)小尺寸井眼修井、压裂酸化等措施作业井下工具及配套技术研究；

3)水平井作业配套技术研究。

5、连续油管技术

在整合现有连续油管作业技术（主要已开展的冲砂洗井、钻桥塞、气举、注液氮、清蜡、排液挤酸和配合测试等）的基础上，引进连续油管压裂车和连续油管侧钻车，重点开展连续油管压裂、连续油管侧钻2项技术内容研究。

1)连续油管压裂技术研究

针对层状油藏、不连续油藏等需要进行的多级分层压裂以及分支井压裂，利用连续油管压裂技术，有选择性地进行支撑剂填充，实现在作业费用允许范围内有效地进行边际油藏压裂作业，提高油藏经济开发效果。在引进连续油管压裂车的基础上，重点开展适用于连续油管压裂的低摩阻无伤害压裂液、支撑剂研究和施工作业配套工具、工艺技术研究，形成低成本、高效益的压裂工艺技术。

2)连续油管侧钻技术研究

针对套管损坏井复产需求，以应用连续油管进行老井侧钻为目标，引进连续油管侧钻车，配套井下动力钻具或电动连续管钻井系统，研制配套工具，开展连续油管侧钻综合配套技术研究，形成低成本的侧钻工艺技术。

6、新领域作业配套技术

重点开展以下3项技术内容研究。

1)滩海油田试油作业技术研究。

针对滩海油田特殊的作业环境，开展以试油作业安全和环境保护为重点的试油作业井下工具、平台控制装备和工艺技术研究。

2)难采未动用储量开发低成本作业技术研究

针对合作开发低渗透等难采未动用油气藏采取非常规、非正规方式开发的实际需求，重点开展简易低成本作业技术研究和低成本压裂酸化技术研究。

3)二次固井完井技术研究

针对蒸汽吞吐转驱、注水、注聚合物等井套管外水泥环破坏严重，难以满足生产要求的实际，开展二次固井完井技术研究。重点研究新型水泥浆体系、二次固井完井井下工具和施工技术，延长油气井寿命。

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