打撈技術(shù)在石油工程中的應(yīng)用

何兵

(中海油田服務(wù)股份有限公司一體化和新能源事業(yè)部，天津 300450)

0 引言

石油工程中的打撈技術(shù)通常是指，把井筒內(nèi)的物體取出來或是對(duì)卡住的井壁位置進(jìn)行處理的技術(shù)統(tǒng)稱。由于在測(cè)井、射孔等工作過程中，時(shí)常出現(xiàn)儀器落井、遇卡等事故，因此需要采取打撈技術(shù)進(jìn)行有效解決。打撈技術(shù)具備靈活多變的優(yōu)勢(shì)，這時(shí)就需要綜合實(shí)際狀況，選取最佳的解決方法。

1 分析遇卡現(xiàn)象的預(yù)防和處理

在實(shí)施測(cè)井工作的過程中，因?yàn)槭途旧砭哂袕?fù)雜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，井壁不平穩(wěn)、井下落物、受損、發(fā)生變形的套管等作為主要的影響因素，這是引發(fā)井眼遭受限制的主要因素，導(dǎo)致井下的電纜遇卡。

1.1 裸眼井

裸眼井作為遇卡現(xiàn)象中比較常見的類型，同時(shí)受到井身結(jié)構(gòu)的影響作用，導(dǎo)致井眼出現(xiàn)坍塌或是發(fā)生掉塊形成砂橋、以及壓差粘附引發(fā)遇卡現(xiàn)象的發(fā)生。在實(shí)施過程中，因?yàn)榈貙邮艿酵饬Φ淖饔贸霈F(xiàn)膨脹現(xiàn)象，促使井眼的直徑縮短，造成井眼阻礙，導(dǎo)致井下工作的儀器遭遇卡頓現(xiàn)象。當(dāng)施工下的地層處于疏松狀態(tài)時(shí)，容易造成井壁掉塊、垮塌造成井眼障礙，最終導(dǎo)致井下儀器遇卡[1]。

1.2 分析遇卡特征

在砂橋塞到儀器上方時(shí)電纜難以上提，需要依據(jù)要求進(jìn)行合理下放，除此之外，電纜和儀器的懸重與正常值十分相似。當(dāng)儀器本身卡在砂橋位置時(shí)，不能讓電纜下放，而這時(shí)電纜的懸重低于正常值，同時(shí)卡點(diǎn)和儀器記錄保持形同的深度。在實(shí)際的操作過程中，還可以依據(jù)實(shí)際的記錄情況，對(duì)遇卡井段的地質(zhì)狀況進(jìn)行有效核實(shí)，并且制定相應(yīng)的打撈措施。

1.3 遇卡的預(yù)防措施

為了保證施工人員在井下進(jìn)行安全施工，在施工以前需要組織技術(shù)操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，促使其了解施工技術(shù)的要求和規(guī)范原則，同時(shí)對(duì)石油井的歷史和地質(zhì)狀況進(jìn)行詳細(xì)了解，針對(duì)容易出現(xiàn)垮塌的井壁或是井眼中發(fā)生掉塊的位置，需要保證儀器以正常或是減速的方式進(jìn)行下放。技術(shù)人員和絞車工需要對(duì)曲線和張力發(fā)生的變化進(jìn)行密切關(guān)注。發(fā)現(xiàn)遇阻狀況時(shí)，要立刻停車并且提升電纜。當(dāng)再次放儀器時(shí)，需要確保其處于勻速狀態(tài)，避免快速下放，避免儀器沖進(jìn)聚集的巖屑或砂橋中。當(dāng)在同一深度遇阻3次后，需要通知鉆井團(tuán)隊(duì)進(jìn)行下鉆通井作業(yè)，然后調(diào)整泥漿，改善井眼條件。

1.4 遇卡處理方法

當(dāng)石油井出現(xiàn)遇卡現(xiàn)象后，應(yīng)立刻采取停車措施，及時(shí)收回儀器，然后再緩慢下放電纜，同時(shí)用每次增加0.5×9.8 kN的張力向上提拉電纜，進(jìn)行反復(fù)運(yùn)動(dòng)，防止一次性拉過頭或把電纜粘卡，繼而使張力始終處于最大安全值之間。如果不能解卡，相關(guān)的操作人員需要實(shí)際的狀況，做好下一步的處理工作。

1.5 壓差粘附造成的遇卡現(xiàn)象

在鉆井的過程中，經(jīng)常利用泥漿平衡井眼和地層之間的壓力，同時(shí)在井壁上會(huì)形成泥餅狀。當(dāng)設(shè)備和電纜切入到泥餅時(shí)，在壓力差的作用下致使設(shè)備或電纜壓靠在井壁上，假如泥餅黏度和壓差產(chǎn)生的力超出電纜的安全拉伸張力時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)粘附卡現(xiàn)象。簡而言之，當(dāng)電纜位于移動(dòng)狀態(tài)時(shí)很難產(chǎn)生壓差粘附現(xiàn)象，由于電纜或設(shè)備與井壁之間的動(dòng)摩擦系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于靜摩擦系數(shù)，所以在泥漿性能不是特別理想的狀態(tài)下，需要盡可能減少設(shè)備在石油井下的靜止時(shí)長；假如轎車出現(xiàn)了故障問題，需要讓司機(jī)利用游動(dòng)的花車上下移動(dòng)天滑輪或打上T型卡，運(yùn)用游動(dòng)花車的上下活動(dòng)；在發(fā)生壓差粘附后，需要采取穿芯打撈法。

2 井下打撈技術(shù)需要的工具

為了高效精準(zhǔn)打撈井下落物，首先對(duì)井下落物要明確認(rèn)知，再選取合適的打撈器具，打撈設(shè)備要和落物匹配。然后把打撈設(shè)備放入到石油井中，成功打撈出來物品?，F(xiàn)在，石油井下具有多樣化的落物，具有多樣式的形態(tài)，因此依照井下落物的形狀將其分為以下四類：第一種是體積較小的掉落物品，包括刮蠟片、鋼球、井口螺絲等；第二種是繩類的掉落物品，例如：鋼絲、電纜、井絲等；第三種是桿狀的掉落物品，包括空心桿、抽油桿、加重桿等；第四種是管類的掉落物品，例如：油管、鉆桿等。在油水井打撈工作時(shí)，技術(shù)人員需要積累經(jīng)驗(yàn)，研制出和以上掉落物品相互匹配的打撈設(shè)備，大大提升了打撈效率，使油水井在短期內(nèi)可恢復(fù)正常的注采工作。除此之外，在選取打撈設(shè)備是需要依據(jù)井下落物的類型，選取適宜的打撈設(shè)備進(jìn)行打撈作業(yè)，在選擇打撈工具時(shí)可以依照以下方法進(jìn)行選?。菏紫龋驌乒ぞ叩某叽缧枰途畠?nèi)落魚的尺寸相互匹配。在開展外撈作業(yè)時(shí)，需要保證打撈工具的內(nèi)徑和魚頂?shù)耐鈴酵耆ヅ?。其次，為了?shí)現(xiàn)打撈作業(yè)的目的，需要確保打撈設(shè)備的完整性，在應(yīng)用打撈工具時(shí)避免造成破壞，對(duì)有水眼的打撈工具，不可以堵塞水眼。這些措施是確保打撈工具完全下入至魚頂位置的根本前提。最后，在打撈作業(yè)時(shí)，需要確保打撈設(shè)備和管柱的安全性，做好相關(guān)的安全保護(hù)措施。

3 打撈技術(shù)在石油井下工作的具體應(yīng)用

3.1 構(gòu)建仿真系統(tǒng)

仿真系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，且具備明顯的優(yōu)勢(shì)，把仿真系統(tǒng)和油田井下施工的打撈技術(shù)有效結(jié)合，進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，使其具有良好的應(yīng)用效果。借助系統(tǒng)分析打撈工作時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，還會(huì)對(duì)當(dāng)前的事物進(jìn)行直觀分析，將其展現(xiàn)到技術(shù)人員的眼前，為之后的工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，把科學(xué)理念融入到打撈技術(shù)模擬體系中進(jìn)行創(chuàng)新，綜合井下打撈的實(shí)際狀況，創(chuàng)建立體化的模型、檢測(cè)體系等。積極完善檢測(cè)技術(shù)。其次，在研究過程中，需要綜合打撈技術(shù)的特點(diǎn)，充分發(fā)揮立體引擎設(shè)計(jì)在打撈中的優(yōu)勢(shì)，對(duì)新型技術(shù)進(jìn)行全面的分析。與此同時(shí)，通過借助打撈仿真體系，繼而制定完善的打撈方案。在制定過程中，工作人員需要結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)打撈結(jié)果進(jìn)行真實(shí)模擬，然后繪制出完整的打撈示意圖，并在其上部標(biāo)注工作流程、注意事項(xiàng)、負(fù)荷力、井架準(zhǔn)備等相關(guān)數(shù)據(jù)。在實(shí)際的操作過程中，如果存在故障問題，可以通過仿真系統(tǒng)及時(shí)制定出解決對(duì)策，為打撈工作的實(shí)施提供保障[2]。

3.2 井筒作業(yè)的技術(shù)要特點(diǎn)

在石油系統(tǒng)的開采過程中，時(shí)常會(huì)因?yàn)榄h(huán)境、技術(shù)等方面的限制因素，導(dǎo)致其出現(xiàn)一些安全事故，不但對(duì)石油開采的工作效率造成了影響，同時(shí)在嚴(yán)重狀況下還會(huì)引發(fā)安全事故，為施工人員的人身安全帶來一定的威脅。雖然在實(shí)際的工作過程中，技術(shù)人員可以通過油層勘驗(yàn)以及探測(cè)技術(shù)，最大限度地排查出安全隱患，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中依然會(huì)出現(xiàn)稠油堵塞、凝管等為，為開采工作的實(shí)施帶來了一定阻礙。通過應(yīng)用井筒技術(shù)，不但可以進(jìn)一步弱化開采環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題的可能性，同時(shí)可以保證打撈工作的順利實(shí)施，為清除井下障礙物、提高石油的實(shí)際開采量奠定了基礎(chǔ)。井筒作業(yè)的施工任務(wù)包括清除井下的污垢、清蠟及防蠟技術(shù)等，可以對(duì)井下的工作阻力進(jìn)行有效清除，為油氣層的開發(fā)提供有力的保障。

3.3 健全井下打撈的配套設(shè)備

通過對(duì)井下打撈器具進(jìn)行不斷完善，作為順利開展打撈工作的基礎(chǔ)前提，有效提高打撈效率，降低開采工作對(duì)油氣層的影響，確保石油開采工作的科學(xué)性和合理性。除此之外，需要不斷融入新型的打撈技術(shù)，對(duì)打撈設(shè)備的功效和操作流程進(jìn)行全面分析，確保設(shè)備操作的規(guī)范性，提高打撈工作的效率，全面發(fā)揮打撈設(shè)備的功效。為了提高打撈工作的技術(shù)水平，工作人員可以通過以下兩種途徑，首先，需要引進(jìn)新型的打撈設(shè)備，安排組織人員學(xué)習(xí)相關(guān)的設(shè)備操作方法，綜合打撈工作的實(shí)際狀況，選取合適的打撈設(shè)備，提高石油系統(tǒng)的實(shí)際開采效率；其次，需要對(duì)工作人員開展專業(yè)培訓(xùn)，提高設(shè)備操作的水平。與此同時(shí)，管理部門需要制定嚴(yán)格的規(guī)章制度，進(jìn)一步完善監(jiān)督管理工作，確保設(shè)備使用的規(guī)范性和專業(yè)性，提高打撈設(shè)備的實(shí)際使用效率。

3.4 打撈鋼絲的技術(shù)

在開展井下打撈工作時(shí)經(jīng)常遇到鋼絲落物，這種落物具有很強(qiáng)的彈性，在開展打撈工作的過程中，難以讓其依照預(yù)定的路線進(jìn)行活動(dòng)，因此可以采取以下幾解決方案：第一種方法是預(yù)制打撈鋼筋的內(nèi)鉤，結(jié)合油井下的實(shí)際狀況，制造出可以實(shí)現(xiàn)工作目標(biāo)的特質(zhì)鋼筋，打撈過程相對(duì)簡單，但是前期的準(zhǔn)備工作較為復(fù)雜，十分費(fèi)力；第二種方法是拆除井口的油管，當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼絲時(shí)，利用工具進(jìn)行固定，然后向上提拉，這種處理方法對(duì)于設(shè)備功率具有較高的要求，掌控難度比較高，需要專業(yè)人員的指揮，操作工藝較為復(fù)雜，但是具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，可以徹底清除鋼絲。

3.5 打撈電纜落物的技術(shù)

當(dāng)電纜脫落到油套管內(nèi)比較深的位置時(shí)，需要把油井中的油管向上提拉一段位置，然后把打撈管柱下放到魚頂上面，利用正轉(zhuǎn)下方的方式，確保其旋轉(zhuǎn)足夠的圈數(shù)后向上提拉，然后再進(jìn)行下放到達(dá)原來的位置，進(jìn)行循環(huán)往復(fù)的操作，在此過程中需要觀察拉力表的重力變化，然后判斷是否打撈成功。這種打撈操作要遵循以下原則：首先，一旦發(fā)現(xiàn)電纜脫落，需要立刻封閉井口，防止其他物件相繼脫落；其次，在開展打撈工作前需要制定合理的打撈方案，確定操作流程的規(guī)范性，然后利用校對(duì)拉力表，確保其靈敏度和精度。最后要管控下鉆速度，不能太快或太慢，嚴(yán)格依照要求進(jìn)行操作。

3.6 油氣識(shí)別技術(shù)

油氣識(shí)別技術(shù)主要包含錄井、取芯、電測(cè)等勘探技術(shù)，同時(shí)可以對(duì)油田中的石油、氣、水等成分進(jìn)行精準(zhǔn)辨析，在科學(xué)應(yīng)用勘測(cè)設(shè)備的基礎(chǔ)上，融入新型的數(shù)字勘探、地理測(cè)繪等技術(shù)方法。簡而言之，通過測(cè)試層的各種參數(shù)測(cè)試數(shù)據(jù)建立起的較為完善的數(shù)據(jù)模型是油氣系統(tǒng)開采設(shè)計(jì)方案的重要參考依據(jù)，而測(cè)試層的油氣產(chǎn)量、含水量、壓力以及地質(zhì)和環(huán)境等相關(guān)數(shù)據(jù)需要技術(shù)部門借助勘測(cè)技術(shù)來進(jìn)行測(cè)試和分析。

4 石油系統(tǒng)井下作業(yè)打撈技術(shù)的合理應(yīng)用

打撈技術(shù)作為鉆井和修井施工中的關(guān)鍵組成部分，因?yàn)槭艿姐@井深度、時(shí)間、油井狀況等因素的影響，導(dǎo)致鉆井成本比較高，操作人員需要對(duì)打撈預(yù)算進(jìn)行認(rèn)真分析，為了確保工程的質(zhì)量安全，需要嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。與此同時(shí)，需要對(duì)鉆井位置的地質(zhì)狀況進(jìn)行認(rèn)真分析，精準(zhǔn)掌控地下的地質(zhì)情況，充分發(fā)揮打撈技術(shù)的效果。

4.1 可退式卡瓦打撈施工技術(shù)

可退式卡瓦打撈技術(shù)作為打撈井內(nèi)光滑外徑落魚的最佳工具，在實(shí)際的應(yīng)用過程中，需要依據(jù)使用途徑的差異性，配備加長節(jié)、壁鉤、加大引鞋等附件，因?yàn)樵谙裸@過程中，設(shè)備的外徑比較大，需要保證井內(nèi)的清潔性，避免落物和沉砂卡鉆。當(dāng)工具下至魚頂以上2～3 m時(shí)，可以進(jìn)行開泵循環(huán)工作，然后對(duì)落魚的頂部進(jìn)行充分沖洗。在打撈落魚的過程中，首先需要利用旋轉(zhuǎn)鉆具，使落魚進(jìn)入井體，當(dāng)落魚和抓撈卡瓦接觸時(shí)，可以對(duì)其施加壓力，逼迫落魚進(jìn)入卡瓦，然后向上提拉撈柱，就可以抓住落魚。與此同時(shí)，需要注意觀察落魚進(jìn)入到撈簡循環(huán)液體時(shí)，泵壓的變化情況，避免出現(xiàn)憋泵現(xiàn)象。落魚抓住后，需要向上提撈柱并，并且和井底保持50～80 cm的距離，猛剎車2～3次，檢查落魚是否被抓撈，這樣可以使落魚被抓得更緊，起鉆時(shí)盡量不用轉(zhuǎn)盤卸扣[3]。

如果需要釋放落魚，則把鉆具下放并施加一定的壓力，讓卡瓦處于筒體的寬鋸齒形螺紋大椎端，使卡瓦和簡體之間產(chǎn)生間隙，繼而出現(xiàn)松動(dòng)，邊正轉(zhuǎn)邊上提鉆具，對(duì)落魚進(jìn)行釋放。在地面上推出已撈住的落魚時(shí)，需要從井內(nèi)起出落魚后留一單根在撈簡上，在鉆臺(tái)上墩落魚，在條件允許的情況下，把落魚插入鉆盤，利用大鉗推出落魚，或是在鉆臺(tái)下利用大鏈鉗推出落魚，當(dāng)落魚難以退出時(shí)，可將落魚送到維修站，利用液壓拆裝工作臺(tái)退出[4]。

4.2 三球打撈技術(shù)

三球打撈技術(shù)通常是指，借助落魚頭進(jìn)入工具后，壓著斜孔向上推動(dòng)鋼球，當(dāng)落物進(jìn)入到打撈簡后，鋼球需要依照自身的重力沿斜孔回落，最后，?？吭诼湮锏膹较颍藭r(shí)可以把鉆具往上提，鋼球在斜孔的作用下，可以給落物施加夾緊力，使落物被打撈出來。鋼球的直徑需要小于斜孔直徑1～2 mm，在選取撈物的硬度時(shí)，確保鋼球的硬度比較大，與此同時(shí)，利用機(jī)油，把3個(gè)斜孔和3個(gè)鋼球進(jìn)行潤滑，要增強(qiáng)對(duì)工具的保養(yǎng)、鋼球使用1次換1次。

5 結(jié)語

綜上所述，在打撈過程中，需要綜合相關(guān)的打撈經(jīng)驗(yàn)，在石油工程中獲取進(jìn)一步提高，在打撈井下物質(zhì)時(shí)，需要依據(jù)打撈物質(zhì)的不同，選取合適的打撈設(shè)備和施工工藝，縮短施工作業(yè)時(shí)間，防止出現(xiàn)打撈卡頓現(xiàn)象。