雷群，李益良，李濤，李輝，管保山，畢國強，王家祿，翁定為，黃守志，韓偉業(yè)

（中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083）

0 引言

修井作業(yè)貫穿油氣田開發(fā)全生命周期，是油、氣、水井日常生產(chǎn)、管理、優(yōu)化、維護的核心，其業(yè)務(wù)體系龐大、工作任務(wù)繁重、人員隊伍規(guī)模巨大。中國石油天然氣股份有限公司（以下簡稱“中國石油”）有36×104口油、氣、水井，每年投入大量的人力物力進行修井作業(yè)，修井作業(yè)是油氣田維持正常運轉(zhuǎn)和穩(wěn)產(chǎn)、上產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。

隨著中國石油油氣勘探開發(fā)向“低滲透、深層、海域、非常規(guī)”領(lǐng)域邁進，油氣藏類型越來越多樣化，井筒結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，安全環(huán)保要求愈加嚴格，修井作業(yè)面臨越來越多的新挑戰(zhàn)[1-4]：①中高滲老油田主要分布在大慶等東部油田，整體處于雙高階段，保持產(chǎn)量相對穩(wěn)定至關(guān)重要。隨著開采時間延長、含水升高，修井作業(yè)面臨井筒結(jié)垢、油套管腐蝕、套管損壞等問題。②低、特低、超低滲透油氣藏主要分布在鄂爾多斯、四川、松遼、吐哈、準噶爾等盆地，這類油氣藏多具有儲量豐度低、地層壓力低的特點，修井作業(yè)面臨側(cè)鉆挖潛、小井眼作業(yè)、敏感儲集層保護、低成本帶壓作業(yè)等問題。③稠油油藏主要分布在遼河、新疆和吐哈油田，具有油層薄、油水關(guān)系復(fù)雜、埋藏深（埋深大于1 300 m的儲量占73%）的特點，開發(fā)方式以蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)為主，近年重點推進重力輔助蒸汽驅(qū)（SAGD）、火驅(qū)現(xiàn)場試驗，修井作業(yè)面臨井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜、高溫、出砂、套損嚴重等問題。④中西部盆地深層、超深層氣藏開辟了中國天然氣增儲上產(chǎn)的新領(lǐng)域，具有埋藏深（4 500～8 000 m）、地層壓力高、地層溫度高、普遍含H2S與CO2等腐蝕氣體的特點，修井作業(yè)具有操作復(fù)雜、成本高、周期長、風(fēng)險性大等特點。

預(yù)測今后一段時期，中國石油老油田步入特高含水階段，低品位資源的有效動用仍是建產(chǎn)主體，并且單井產(chǎn)量持續(xù)走低，井數(shù)必然會越來越多。因此，修井作業(yè)對油氣田穩(wěn)產(chǎn)、上產(chǎn)、降本、增效的支撐保障作用將越來越重要。本文通過分析修井作業(yè)技術(shù)的內(nèi)涵，總結(jié)修井作業(yè)技術(shù)的核心要素，系統(tǒng)地闡述了修井作業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，通過對比國內(nèi)外同類技術(shù)，提出了修井作業(yè)技術(shù)的未來發(fā)展方向。

1 修井作業(yè)的定義

修井作業(yè)技術(shù)就是根據(jù)儲集層屬性，結(jié)合油、氣、水井狀況，由專業(yè)人員利用專業(yè)的裝備和工具，以相應(yīng)的技術(shù)方案對井筒進行維修作業(yè)的技術(shù)。

為了確保油、氣、水井的正常生產(chǎn)，修井作業(yè)通常要完成“維修井筒、處理井下故障、調(diào)整生產(chǎn)層位”等任務(wù)，其主要內(nèi)容包括[5-7]：①井筒清理、試壓、替液、射孔及下入生產(chǎn)管柱等完井作業(yè)；②下入帶有封隔工具的管柱進行分層開采、分層注水等作業(yè)；③起下油管、抽油桿及抽油泵等檢泵作業(yè)；④射孔、更換工具管柱的配套酸化壓裂作業(yè)；⑤處理砂堵、清防蠟、解卡、打撈等故障處理作業(yè)；⑥驗證封隔器坐封、檢測套損等驗串找漏作業(yè)；⑦檢泵、調(diào)整泵掛、油轉(zhuǎn)注等換泵調(diào)參作業(yè)；⑧測試油氣井產(chǎn)能等試油試氣作業(yè)；⑨封堵套管破損、下小套管、套管整形、套管補貼、取換套等套損治理作業(yè)；⑩開窗側(cè)鉆等老井挖潛作業(yè)；?油、氣、水井報廢處理等棄置作業(yè)。

2 修井作業(yè)的內(nèi)涵

伴隨國家能源安全對油氣穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)的需求，產(chǎn)量任務(wù)越來越嚴峻，井數(shù)越來越多，修井任務(wù)越來越繁重，修井作業(yè)的內(nèi)涵也不斷發(fā)生變化，與傳統(tǒng)作業(yè)相比，它具有“常規(guī)作業(yè)頻繁、勞動強度大、粗放式作業(yè)、環(huán)保風(fēng)險高”的特征。新時代背景下，修井作業(yè)的特征主要擴充為“使命、產(chǎn)量、安全、井筒、技術(shù)、質(zhì)量、環(huán)境、發(fā)展”8個方面。

①使命特征：截至2018年底，中國油、氣對外依存度已達69.8%和45.3%[8]，并呈持續(xù)增長態(tài)勢，穩(wěn)定對外依存度成了全行業(yè)肩負的責(zé)任。修井作業(yè)是保障油氣田正常運轉(zhuǎn)和穩(wěn)產(chǎn)、上產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，保障國家能源安全是修井作業(yè)發(fā)展的新使命。

②產(chǎn)量特征：單井產(chǎn)量持續(xù)走低，油、氣、水井數(shù)逐年增加，修井作業(yè)體量日趨龐大（見圖1）。修井作業(yè)以維護產(chǎn)量為根本，2018年中國石油通過大修恢復(fù)產(chǎn)能超過52×104t，足見修井作業(yè)在油氣生產(chǎn)中的重要地位。

圖1 2012—2018年中國石油修井作業(yè)工作量

③安全特征：修井作業(yè)是典型的高風(fēng)險作業(yè)，安全生產(chǎn)是修井作業(yè)的基本要求。隨著高溫、高壓、高含硫等復(fù)雜井況的增多，帶壓、連續(xù)管等特種作業(yè)類型增加，未知、隱蔽性因素也會隨之凸顯，標準化作業(yè)難于建立，安全生產(chǎn)不斷面臨新挑戰(zhàn)，對修井裝備、工具、技術(shù)和管理提出了更高要求。

④井筒特征：隨著油氣資源品質(zhì)劣質(zhì)化、儲集層特性復(fù)雜化，井身結(jié)構(gòu)和井筒工況日趨復(fù)雜，修井作業(yè)的對象也越來越豐富。從淺井到深井，從直井到定向井、水平井，從低壓井到中、高壓井，從低溫井到高溫井，從常規(guī)環(huán)境到高酸性環(huán)境，修井作業(yè)面臨的挑戰(zhàn)越來越多。

⑤技術(shù)特征：修井技術(shù)不斷進步，能力不斷提升，作業(yè)范圍不斷拓寬，其發(fā)展大致可分為4個階段。1955—1990年以維護性修井為標志，常規(guī)檢泵、解卡等技術(shù)系統(tǒng)配套發(fā)展；1991—2000年以治理性修井為標志，定向井作業(yè)、套損修復(fù)、復(fù)雜井況處理技術(shù)快速發(fā)展；2001—2010年以綜合性修井為標志，帶壓作業(yè)、復(fù)雜套損井治理、“三高（高溫、高壓、高含硫）”井修復(fù)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展；2011至今以綠色高效修井為標志，綠色環(huán)保、長水平井段作業(yè)、連續(xù)管施工成為發(fā)展主題。

⑥質(zhì)量特征：伴隨著總井數(shù)逐年增加，年作業(yè)量保持穩(wěn)中有降，質(zhì)量已成為修井作業(yè)的關(guān)鍵標志。2018年中國石油新增油、氣、水井數(shù)1.1×104口，而維護性作業(yè)量卻比前一年降低 606井次，平均單井年維護作業(yè)0.401次，減少了0.016次，抽油機井檢泵周期838 d，延長了10 d。

⑦環(huán)境特征：環(huán)保要求日益嚴格，傳統(tǒng)的粗放式修井作業(yè)存在高排放、高能耗、高風(fēng)險、高環(huán)境污染等缺點，不能滿足時代要求，以清潔作業(yè)、帶壓作業(yè)為代表的綠色作業(yè)蓬勃發(fā)展，規(guī)模應(yīng)用成效顯著。

⑧發(fā)展特征：修井作業(yè)工作環(huán)境惡劣、勞動強度高、降本增效難度大，傳統(tǒng)的以人力勞動為主的生產(chǎn)方式已不能適應(yīng)高質(zhì)量發(fā)展的要求，持續(xù)推進修井作業(yè)向自動化、智能化、快速高效方向發(fā)展，改善工作環(huán)境、提高工作效率、降低勞動強度是時代的必然。

3 修井作業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

經(jīng)過60多年的發(fā)展，修井作業(yè)伴隨著油氣田開發(fā)的深入和井筒多樣化維護需求，形成了一套具有中國特色、適應(yīng)持續(xù)發(fā)展新時代特征需求的修井工程技術(shù)體系。

3.1 修井裝備

修井裝備是修井作業(yè)技術(shù)的核心和關(guān)鍵，通常由地面提升設(shè)備（動力、井架、絞車、繩系等）、泵送設(shè)備和井口設(shè)備等構(gòu)成，具體可分為通井機、修井機、帶壓作業(yè)機、連續(xù)管作業(yè)機及其他井下作業(yè)機。

隨著油氣開發(fā)從常規(guī)轉(zhuǎn)向非常規(guī)、從淺層轉(zhuǎn)向深層、從直井轉(zhuǎn)向水平井，井型和工況日趨復(fù)雜，修井作業(yè)不斷面臨新挑戰(zhàn)，對修井裝備提出了更高的要求，逐步向大功率、自動化、清潔環(huán)保方向發(fā)展。

①修井機：常規(guī)車載修井機主要制造廠家為中國石化集團江漢石油管理局第四機械廠、南陽二機石油裝備集團股份有限公司、中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司等。按照《石油修井機》行業(yè)標準，定型了XJ350—XJ2250共9種規(guī)格型號，最大鉤載2 250 kN，可滿足井深9 000 m以淺的油、氣、水井作業(yè)需求，整體技術(shù)達到國際先進水平，滿足國內(nèi)生產(chǎn)需求，并出口海外。

②帶壓作業(yè)機：主要制造廠家為河北華北石油榮盛機械制造有限公司、河北新鐵虎石油機械有限公司、中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司等。按照《油氣田用帶壓作業(yè)機》行業(yè)標準，定型了輔助式、獨立式2大類型3種型號，可滿足井深5 000 m以淺、井口壓力35 MPa以下的油、氣、水井帶壓作業(yè)，設(shè)備實現(xiàn)國產(chǎn)化[9-11]。

③連續(xù)管及作業(yè)機：中國石油現(xiàn)已研制出連續(xù)管、連續(xù)管作業(yè)機與專用配套裝備（包括注入頭、專業(yè)化在線檢測裝置、小型混砂泵等）。寶雞鋼管廠建立了中國第一條連續(xù)管生產(chǎn)線，形成了 CT7—CT110規(guī)格的等壁厚、變壁厚連續(xù)管，尺寸從25.4 mm到88.9 mm，成功替代進口產(chǎn)品，應(yīng)用成本大幅降低。中國石油工程技術(shù)研究院研制出首套國產(chǎn)連續(xù)管作業(yè)機，形成了車裝式、撬裝式、拖掛式 3種類型的連續(xù)管設(shè)備，適用管徑9.5～88.9 mm，最大作業(yè)能力達到8 000 m。

④自動化修井裝備：自動化修井具有降低勞動強度、節(jié)約人力成本、提高作業(yè)效率的優(yōu)勢。近年來，大慶、吉林、新疆等油田開展了大修起下管柱自動化、小修自動化、帶壓小修自動化等裝備研究，初步實現(xiàn)了地面送管、懸吊、上卸扣、高空排管等系統(tǒng)的自動化作業(yè)，作業(yè)人員由5～7人減少到3人，目前已小規(guī)模應(yīng)用。

3.2 修井工具

伴隨修井技術(shù)的發(fā)展，國產(chǎn)修井工具從無到有，性能不斷提升，解決了套損檢測、落物打撈、震擊解卡、套管整形、補貼、磨銑、切割等修井難題，實現(xiàn)了專業(yè)化、系列化、標準化（見圖2），有力支撐了修井技術(shù)的發(fā)展，保障了油、氣、水井的正常生產(chǎn)。近年來，修井工具主要在套管補貼工具和封隔類工具方面取得了突出進步。

圖2 修井工具類型

①套管補貼工具：套管補貼工具主要用于套管加固及層系封堵。中國石油勘探開發(fā)研究院自主研發(fā)了適用于139.7，177.8，244.5 mm及非標套管規(guī)格的膨脹管補貼工具。139.7 mm套管修復(fù)后最大通徑達到117 mm，抗內(nèi)壓60 MPa，抗外壓35 MPa，最長補貼段達到150 m，滿足脹撈一體快速作業(yè)、大通徑封堵調(diào)層和 350 ℃高溫?zé)岵删纳a(chǎn)需求，在中國石油 13家油氣田公司應(yīng)用超過 1 700井次，成功率超過98%[12-13]。

②封隔類工具：常規(guī)封隔類工具已經(jīng)形成了壓縮式、擴張式、自封式、鍥入式 4大系列產(chǎn)品，正在逐步向耐高溫/高壓、自膨脹、過電纜、可降解等特殊工藝方向發(fā)展。高溫高壓封隔器耐溫 170 ℃，耐壓 70 MPa，滿足分段壓裂、分層注采需求；遇油/遇水自膨脹封隔器膨脹率由1.5提高到3.0，耐壓超過50 MPa；橋塞類封隔工具包括速鉆橋塞、可溶橋塞等，耐壓70 MPa[14]。

3.3 修井技術(shù)

伴隨著裝備、工具的進步，修井技術(shù)以滿足新的開發(fā)需求為目標，不斷攻關(guān)各類復(fù)雜井況修井技術(shù)，大力發(fā)展帶壓修井、清潔作業(yè)等綠色修井技術(shù)，為維護油、氣、水井正常生產(chǎn)提供了技術(shù)保障。

3.3.1 維護作業(yè)

油、氣、水井數(shù)量逐年增加，維護作業(yè)質(zhì)量持續(xù)提升，保障了油田生產(chǎn)的正常運行。隨著勘探開發(fā)的不斷深入和非常規(guī)資源的逐步動用，為適應(yīng)不同的井型、井況需求，中國石油已形成了系列化維護作業(yè)技術(shù)（見圖3），內(nèi)容涵蓋沖砂檢泵、油管清蠟、打撈簡單落物、更換井下管柱或工具、卡堵水等簡單修理和維護工作。近年來，維護作業(yè)主要在檢泵作業(yè)和清防蠟作業(yè)方面取得了突出進步。

圖3 維護作業(yè)技術(shù)類型

①檢泵作業(yè)：針對大斜度、出砂、結(jié)蠟、結(jié)垢、含氣等復(fù)雜井況，形成了防偏磨、防蠟、防腐、防垢、防氣等“五防”技術(shù)；針對螺桿泵、電潛泵、新型無桿等舉升方式，形成了帶纜作業(yè)、復(fù)合管作業(yè)等新型機采檢泵技術(shù)。隨著作業(yè)質(zhì)量不斷提升，機采系統(tǒng)檢泵周期逐年增加，檢泵井次與作業(yè)費逐年降低[15-16]。2017年中國石油平均檢泵周期836 d，較2011年延長109 d（見圖4）。

圖4 2011—2017年中國石油平均檢泵周期

②清防蠟作業(yè)：針對機采井清防蠟難題，形成了免清蠟、常規(guī)熱洗、高壓熱洗、固體防蠟、防蠟藥劑、電加熱等配套工藝技術(shù)，2018年在大慶油田應(yīng)用超過3.6×104口井，清防蠟效果明顯。近年來新型合金、超聲波、強磁、電磁等防蠟新技術(shù)相繼出現(xiàn)，具有一次安裝、免維護的技術(shù)優(yōu)勢，已開展小規(guī)模應(yīng)用。

3.3.2 大修作業(yè)技術(shù)

“十二五”以來，油、氣、水井大修技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展，形成了套損檢測、小通徑打通道、側(cè)鉆/側(cè)斜等11套系列技術(shù)（見表1），累計修復(fù)套損井3.7×104口，修復(fù)井累計產(chǎn)油約500×104t，累計注水9 000×104m3，在恢復(fù)生產(chǎn)的同時，有效完善了開發(fā)井網(wǎng)。其中，結(jié)合油田生產(chǎn)實際，重點研發(fā)了打通道、側(cè)鉆、頂驅(qū)修井3項特色技術(shù)，取得了良好的生產(chǎn)應(yīng)用實效。

表1 大修系列技術(shù)類型表

①小通徑及無通道套損井打通道技術(shù)：針對通道小于Φ50 mm及無通道套損井，攻關(guān)了以逆向鍛銑、擴徑磨銑為核心的打通道技術(shù)，根據(jù)不同套損類型，形成了6種打通道工藝和1項標準，施工130口井，成功率81.3%。

②側(cè)鉆技術(shù)：長慶油田公司針對水淹長停井復(fù)產(chǎn)難題，攻克了定向井斜井段套管開窗、窄間隙固井、88.9 mm小套管分段壓裂等關(guān)鍵技術(shù)，形成側(cè)鉆定向井挖潛剩余油技術(shù)。已實施94口井，單井日增產(chǎn)原油2 t以上，年恢復(fù)產(chǎn)能10×104t以上。大慶油田公司規(guī)模推廣側(cè)斜技術(shù)，與鉆新井相比，可節(jié)約二次搬家、征地和地面配套設(shè)施費用，同時不影響原井網(wǎng)布置和開發(fā)方案，已累計應(yīng)用1 300多口井。中國石油勘探開發(fā)研究院研發(fā)了曲率半徑為2 m的超短半徑側(cè)鉆和深部取心技術(shù)，在層內(nèi)側(cè)鉆大井眼水平井的同時，可實現(xiàn)深部定點定方位取心，通過巖心分析獲取儲集層參數(shù)，實現(xiàn)剩余油的精細評價和有效挖潛[17]。該技術(shù)在吉林油田成功現(xiàn)場試驗2口井，其井眼尺寸Φ118 mm、水平段進尺30～50 m，單次獲取巖心大于0.7 m，日增產(chǎn)原油1.3 t以上，具有廣闊應(yīng)用前景。

③頂驅(qū)修井技術(shù)：大慶油田公司利用“無繃繩小修作業(yè)機+修井頂驅(qū)”開展大修作業(yè)，采用電動-液控驅(qū)動方式，載荷分別為35，50，70，110 t，具有占地面積小、一次性投資少、機動靈活性強以及節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，可滿足井場受限、環(huán)境敏感區(qū)的油、水井大修生產(chǎn)需求。

3.3.3 氣井修井技術(shù)

氣井修井難度大、風(fēng)險高，經(jīng)攻關(guān)解卡打撈、漏失修復(fù)、氣層保護和井口安全等技術(shù)瓶頸，根據(jù)低壓、中壓、高壓氣藏的不同特點，形成了氣井修井系列技術(shù)，在氣井解堵和高溫高壓氣井作業(yè)方面取得了明顯效果。

①氣井解堵技術(shù)：長慶油田公司采用酸、堿性除垢劑改善近井地帶儲集層滲流能力，降低地層水界面張力，減小液相阻力，提高氣體流動能力，應(yīng)用 200多口井，累計增產(chǎn)天然氣 2×108m3。西南油氣田公司自主研發(fā)了自發(fā)熱藥劑和140 MPa投注裝置，首次實現(xiàn)超高壓含硫氣井井筒水合物解堵技術(shù)，現(xiàn)場試驗 2口井。

②高溫高壓氣井作業(yè)技術(shù)：形成了井筒完整性評價管理體系，通過井屏障監(jiān)測、環(huán)空壓力計算，進行風(fēng)險等級評估、預(yù)警及措施響應(yīng)，實現(xiàn)了7 000 m超深、140 ℃高溫、125 MPa高壓氣井風(fēng)險分級管理全覆蓋。開發(fā)了帶壓注水泥、油管切割等修井工藝，形成了壓力90 MPa、溫度120 ℃的氣井帶壓修井技術(shù)。

3.3.4 水平井修井技術(shù)

形成了沖砂洗井、射孔、找堵水、解卡打撈、鉆磨套銑等系列水平井修井技術(shù)和配套工藝，實現(xiàn)了長度在1 500 m以內(nèi)的水平段修井技術(shù)突破，為中國石油9 000多口水平井的正常運行提供保障，支撐了低滲透和非常規(guī)油氣資源的有效開發(fā)[18]。主要創(chuàng)新技術(shù)有水平井增力打撈技術(shù)、水平井控水技術(shù)及水平井射孔作業(yè)技術(shù)。

①水平井增力打撈技術(shù)：水平井增力打撈管柱由提放式可退撈矛、井下打撈增力器、扶正器和配套工具組成。增力器通過液壓錨定在套管上，可在魚頂處產(chǎn)生500～650 kN拉力，增力器以上部分管柱不受力，撈矛可退，打撈被卡管柱最長145 m。

②水平井控水技術(shù)：形成了“牽引器+測井組合儀、中子氧活化測量+液力輸送、機械工具找水、智能開關(guān)”等水平井找水新技術(shù)，初步實現(xiàn)了水平段精確找水。形成了“卡封堵水、定點堵水、選擇性籠統(tǒng)堵水、環(huán)空化學(xué)封隔器（ACP）分段堵水”等新技術(shù)，初步實現(xiàn)了定點封堵、任意出水段封堵、恢復(fù)全井段見水水平井產(chǎn)能的堵水目標[19]。

③水平井射孔作業(yè)技術(shù)：水平井射孔作業(yè)按輸送方式可分為油管輸送射孔、連續(xù)管輸送射孔、電纜水力泵送射孔、牽引器輸送射孔等，形成了適合5 000 m超深水平井、3 000 m水平段、耐160 ℃高溫、耐140 MPa高壓的作業(yè)能力。

3.3.5 帶壓作業(yè)技術(shù)

持續(xù)攻關(guān)帶壓作業(yè)技術(shù)，突破油管堵塞、帶壓作業(yè)井口設(shè)備等技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)了由水井到油、氣、水井；由小修到大修、完井、壓裂；由低壓到中、高壓的技術(shù)跨越，形成了承壓21、35 MPa的2大系列6套工藝技術(shù)。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬，形成了以高溫井作業(yè)、帶壓壓裂為代表的特色技術(shù)。自2010年在中國石油規(guī)模推廣以來，工作量逐年遞增，累計實施3.6×104井次，減排注入水超過1 800×104m3，提前恢復(fù)注水1 600×104m3以上，油田穩(wěn)產(chǎn)、節(jié)能減排效果顯著。主要創(chuàng)新技術(shù)有火驅(qū)井及SAGD井帶壓作業(yè)技術(shù)、帶壓配合壓裂技術(shù)，主要創(chuàng)新產(chǎn)品有長壽命環(huán)形防噴器膠芯。

①火驅(qū)、SAGD井帶壓作業(yè)技術(shù)：遼河油田公司研發(fā)了耐溫220 ℃、施工壓力14 MPa的熱采井帶壓作業(yè)技術(shù)，防噴器密封材料采用耐高溫全氟橡膠，利用冷卻循環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)耐溫和降溫功能。熱采井實施帶壓作業(yè)，大幅減少占井周期，SAGD井減少58 d以上，火驅(qū)井減少8 d以上，單井平均降低因作業(yè)占井導(dǎo)致的原油損失600 t。

②帶壓配合壓裂技術(shù)：大慶油田公司創(chuàng)新研發(fā)出高壓直管一體化壓裂工藝（排量小于等于5 m3/min），解決了生產(chǎn)管柱和壓裂管柱帶壓起下、更換的技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)及時壓裂、快速完井和壓裂后環(huán)保作業(yè)。2018年完成帶壓配合壓裂施工井60口，平均單井施工周期縮短一半，單井減少排液 540×104m3。油井壓裂后平均井口壓力11 MPa，平均單井日增產(chǎn)原油5.7 t。

③長壽命環(huán)形防噴器膠芯：環(huán)形防噴器膠芯是帶壓作業(yè)的核心密封部件，其動密封性能、有效壽命是影響帶壓作業(yè)系統(tǒng)效率的關(guān)鍵因素。長期以來，國產(chǎn)膠芯性能與進口產(chǎn)品存在巨大差距，成為制約帶壓作業(yè)提速增效的關(guān)鍵問題。中國石油勘探開發(fā)研究院研發(fā)出適用于油水井的多硬度區(qū)間、長壽命復(fù)合膠芯，現(xiàn)場試驗130多井次，工作壽命超過3.3×104m，是國產(chǎn)膠芯的6.5倍、進口膠芯的1.3倍。

3.3.6 連續(xù)管作業(yè)技術(shù)

“十二五”以來，連續(xù)管作業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展，已在大慶、長慶、新疆等11家油氣田公司推廣，作業(yè)量年均遞增35%，通洗井、沖砂、解堵等工期縮短40%，綜合成本降低20%，降本增效成果顯著。

①連續(xù)管作業(yè)配套工具及技術(shù)全面實現(xiàn)國產(chǎn)化，形成了沖洗井、解堵、切割管柱、擠水泥、鉆磨、氣舉6大類修井工藝，整體技術(shù)水平快速提高。

②長慶油田公司通過速度管柱全過程作業(yè)工藝聯(lián)作可行性及安全性分析，結(jié)合工廠化完井模式，形成了鋼絲作業(yè)、井叢準備、連續(xù)管下速度管和注氮氣復(fù)產(chǎn)“四個一趟過”的井叢速度管工廠化作業(yè)工藝流程，縮短了整體作業(yè)周期，作業(yè)效率提升40%。

③連續(xù)管水平井沖砂作業(yè)技術(shù)：連續(xù)管攜帶配套沖砂工具，解決了井下管柱被卡無法建立循環(huán)、長水平段沖砂等難題，縮短了作業(yè)周期、降低了作業(yè)費用，水平井沖砂最大深度超過 4 500 m，水平段長度超過1 500 m[20]。

3.3.7 清潔作業(yè)技術(shù)

中國石油堅持“以防為主，防治結(jié)合”的原則，抓住作業(yè)中“井筒、井口、地面、尾廢”4個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，形成井筒防噴控制、桿管井筒清洗、井口集液平臺、負壓回收裝置等清潔生產(chǎn)工藝。2018年累計應(yīng)用超過13×104井次，減少油泥量7.5×104t以上，環(huán)境敏感地區(qū)清潔作業(yè)覆蓋率達到100%，總體覆蓋率超過60%。

3.4 信息及標準化建設(shè)

“十二五”期間，中國石油建立了采油與地面工程運行管理系統(tǒng)（A5）井下作業(yè)管理模塊，滿足油氣田公司、采油采氣廠的修井作業(yè)運行管理與決策支持需求，并在各油氣田公司進行了推廣應(yīng)用，實現(xiàn)了井下作業(yè)設(shè)計與管理的標準化、規(guī)范化、信息化，設(shè)計效率提高40%。

中國石油通過制定全面規(guī)范的修井裝備、工具、工藝標準，建立了修井作業(yè)技術(shù)標準化體系，提升了整體技術(shù)水平；通過推行崗位管理標準化、現(xiàn)場標準化、操作標準化，建立了修井作業(yè)管理標準化體系，實現(xiàn)安全管理無盲區(qū)、現(xiàn)場設(shè)備無隱患、員工操作無違章，確保了安全、高效生產(chǎn)。

4 修井作業(yè)技術(shù)發(fā)展方向

4.1 中國石油與國外修井作業(yè)技術(shù)對比

近年來，修井作業(yè)向著標準化、專業(yè)化、機械化、信息化方向發(fā)展，從裝備、工具、技術(shù)、信息化等方面對比，中國石油修井作業(yè)主體技術(shù)已達到國際先進水平，但在部分領(lǐng)域仍存在一定的差距：①常規(guī)修井機實現(xiàn)國產(chǎn)化，產(chǎn)品技術(shù)成熟，具有價格優(yōu)勢，可滿足國內(nèi)生產(chǎn)需求，但網(wǎng)電、頂驅(qū)、自動化等新型修井機仍需攻關(guān)完善；②國產(chǎn)修井工具系列豐富、規(guī)格齊全，基本滿足生產(chǎn)需求，但井下自動化工具、檢測工具、高溫高壓工具等與國外有差距，亟需攻關(guān)；③大修技術(shù)整體水平較高，套管檢測、探測技術(shù)與國外差距較大，復(fù)雜套損修復(fù)、超短半徑側(cè)鉆挖潛等技術(shù)需進一步攻關(guān)；氣井、水平井修井技術(shù)初步形成，基本滿足常規(guī)修井作業(yè)需求；“三高”氣井、1 500 m以上長水平段水平井修井技術(shù)與國外差距明顯；④油水井帶壓作業(yè)技術(shù)基本成熟，已規(guī)模應(yīng)用，但液壓系統(tǒng)、氣井防噴器膠芯等核心部件性能與國外仍有差距，高壓氣井帶壓作業(yè)裝備依賴進口，以外部服務(wù)為主；⑤連續(xù)管及作業(yè)機裝備總體水平與國外相當，套管內(nèi)、油管內(nèi)作業(yè)技術(shù)成熟，但大管徑大容量拖掛、高溫高壓超深井作業(yè)機、作業(yè)軟件與國外有差距；⑥建立了A5生產(chǎn)運行系統(tǒng)和修井數(shù)據(jù)庫，并在各油氣田公司推廣應(yīng)用，但管理系統(tǒng)標準化和大數(shù)據(jù)應(yīng)用有待開展；作業(yè)現(xiàn)場實時監(jiān)控系統(tǒng)小規(guī)模應(yīng)用，覆蓋范圍有待擴大；專家決策系統(tǒng)仍需建立完善。

4.2 未來發(fā)展方向

隨著修井對象的日趨復(fù)雜，未來修井作業(yè)技術(shù)發(fā)展主要有以下8個方向。

①加強儲集層特征認識，提高修井方案針對性：儲集層的復(fù)雜性主要表現(xiàn)為高含水、低滲透、超深、超高壓/低壓、高溫、酸性等，決定了修井作業(yè)技術(shù)必須針對不同儲集層特征確定敏感因素、優(yōu)化方案、選擇工具、確定工藝，形成儲集層特征認識、區(qū)域套損井治理、針對儲集層特征的入井液體系優(yōu)化等配套技術(shù)。

②系統(tǒng)攻關(guān)大修技術(shù)，解決疑難井治理難題：水平井、腐蝕井、嚴重套損井等疑難待修井數(shù)量不斷增多，常規(guī)修井技術(shù)及工具尚不能滿足生產(chǎn)需求，必須持續(xù)攻關(guān)井下精準識別、吐砂井治理、腐蝕套管修復(fù)、超短半徑側(cè)鉆等技術(shù)。

③加大水平井作業(yè)攻關(guān)，研發(fā)長井段水平井作業(yè)配套技術(shù)：美國 2017年總井數(shù) 99×104口，水平井數(shù)12.6×104口，水平井占比12.8%。相比美國，中國石油的水平井總數(shù)僅為9 000余口，占比僅為2.5%。因此，隨著非常規(guī)油氣資源開發(fā)，水平井數(shù)量不斷增多、水平段長度不斷增加，亟需攻關(guān)長水平段水平井修井、找堵水以及套管重建等技術(shù)。

④完善帶壓作業(yè)技術(shù)，拓展帶壓作業(yè)空間：攻關(guān)國產(chǎn)氣井帶壓作業(yè)裝備和技術(shù)，提升核心部件性能，打破國外公司技術(shù)壟斷；同時，拓寬帶壓作業(yè)范圍，擴大應(yīng)用規(guī)模，為油、氣、水井的安全、環(huán)保作業(yè)提供技術(shù)保障。

⑤擴充連續(xù)管作業(yè)能力，提升特種作業(yè)水平：攻關(guān)高壓/超深井/超長水平段連續(xù)油管、非金屬智能連續(xù)管裝備及作業(yè)技術(shù)，拓展特種作業(yè)范圍，大規(guī)模推廣常規(guī)作業(yè)，轉(zhuǎn)變作業(yè)方式，實現(xiàn)安全清潔生產(chǎn)。

⑥發(fā)展自動化修井技術(shù)，邁向人工智能領(lǐng)域：結(jié)合工業(yè)機械手、視覺識別、自動控制、人工智能等技術(shù)，大幅提高核心系統(tǒng)的控制精度、可靠性及作業(yè)效率，突破大修、小修及帶壓自動化作業(yè)技術(shù)瓶頸，同時擴大試驗規(guī)模，實現(xiàn)降本增效。

⑦全面推廣清潔作業(yè)，建設(shè)綠水青山油氣田：持續(xù)攻關(guān)清潔作業(yè)技術(shù)及配套工藝，推動技術(shù)集成、完善、升級、換代，全面推廣清潔作業(yè)，實現(xiàn)油氣綠色生產(chǎn)，建設(shè)綠水青山油氣田。

⑧完善信息化建設(shè)，實現(xiàn)修井作業(yè)資源共享：加快修井信息化平臺、現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)、遠程控制專家決策平臺的建設(shè)及應(yīng)用，充分發(fā)揮“互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)”的集群效應(yīng)，實現(xiàn)修井作業(yè)規(guī)范、統(tǒng)一、安全、高效管理。

5 結(jié)語

經(jīng)過多年發(fā)展，中國石油修井作業(yè)技術(shù)基本滿足了不同歷史時期的生產(chǎn)需求，有效支撐了油氣勘探開發(fā)業(yè)務(wù)的穩(wěn)健發(fā)展。隨著中國石油增儲上產(chǎn)步伐的加快，勘探開發(fā)向“低滲透、深層、海域、非常規(guī)”領(lǐng)域邁進，油氣藏類型越來越多樣化，井筒結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜。高溫高壓井、深井、大斜度井、水平井、高酸性氣井等復(fù)雜井況的油氣資源能夠經(jīng)濟有效動用，與修井作業(yè)的技術(shù)水平、高質(zhì)量發(fā)展密不可分；大規(guī)模注水、壓裂技術(shù)的集成應(yīng)用，難采儲量、非常規(guī)資源的有效開發(fā)，與修井作業(yè)的保障能力不斷提高緊密相連。修井作業(yè)技術(shù)對穩(wěn)產(chǎn)、上產(chǎn)、降本、增效的支撐保障作用將越來越重要。

“十三五”及今后一段時期中國石油修井作業(yè)技術(shù)必須做好自動化/智能化作業(yè)裝備、“三高”氣井帶壓作業(yè)、長水平段找堵水、超深井連續(xù)管作業(yè)、清潔作業(yè)、信息化建設(shè)等工藝技術(shù)的持續(xù)攻關(guān)，使其成長為維持油氣田正常運轉(zhuǎn)與保持產(chǎn)量穩(wěn)定的“利劍”，為中國石油穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)、降本增效發(fā)揮“推進器”的作用。