摘要：石油工程井下作业修井技术面临诸多挑战，如井身结构不合理致油井破损、传统修井设备难以满足需求、打捞水平落后等。所以需要对当前修井技术进行优化，其中包括应用多层压裂技术、设计一体化打捞工具、改进设备变频驱动技术等措施，来提高石油采收率、应对复杂井下环境、提升作业自动化水平和安全性。

关键词：石油工程；修井技术；工艺优化

在石油工程的当前阶段，修井作业面临设备老化、环境污染及资源浪费等诸多问题。为应对这些挑战，技术革新成为必然趋势。而采用多层压裂技术、一体化打捞工具设计及变频驱动技术等优化措施，不仅提高了作业效率，还降低了环境影响，推动了石油工程修井工艺的现代化发展。

1.石油工程井下作业修井技术现状

石油工程井下作业修井技术当前面临着多方面的挑战。由于井下环境复杂，油田结构脆弱，修井技术在实际应用中必须兼顾油层保护、设备运转、环境保护等多重目标。但现阶段修井作业中常常由于井身结构不合理或固井质量不佳，导致油井在修井过程中出现破损，污染油田，进而限制了石油产量的提高。这种现象在井下作业的不同阶段均有体现，并且在不同地区、油田的开发环境中表现出各异的特点。

现有修井技术装备种类多样，主要包括补接类、震击类和爆炸类工具。不同种类的修井设备发挥着不同的功能作用。然而只依赖这些传统工具已难以满足现代石油开采的需求，尤其是在恶劣的井下作业环境中，设备的运行可靠性和耐用性不足。而且修井机在不同地形条件下的适应能力也需要持续提升，特别是在不平整地形作业时，修井机动作较为迟缓，影响了作业进度。

井下作业中，打捞技术问题频繁出现，尤其是在油井卡钻和落物事故中，打捞工作成为必不可少的一部分。但目前国内井下作业打捞水平较为落后，常常导致事故的应对效率低下。不同地区由于地质条件的差异，井下作业事故的发生原因复杂多样，不规范操作、自然因素干扰等都对打捞工作的顺利实施造成了阻碍。而且现有打捞技术与修井技术尚未形成充分协同，井下作业中的不确定性大大增加了打捞工作的难度，影响了油田的正常生产。

2.石油工程井下作业修井技术的工艺优化措施

2.1多层压裂技术的应用

压裂技术作为油井压裂的主要工作技能，为有效提高压裂技术的工作效率，要把压裂技术进行升级， 从单一的单层压裂升级为多层压裂，从而实现油井局部压裂到整体压裂转变。

传统的单层压裂技术仅作用于某一特定油层，这导致井下资源得不到充分利用，石油产量无法最大化。而多层压裂技术的应用，则允许在多个油层中进行同步作业，极大提高了石油的采收率。同时对多个油层进行压裂，可以减少重复操作的成本，优化资源配置，进一步提升石油开采效率。这种技术的实施不仅减少了油井的停工时间，还降低维护频率，提升了经济效益。其次多层压裂技术的另一特点是其对复杂地质结构的适应能力。在不同地质条件下，油气资源的分布和层理结构差异很大。单层压裂往往无法穿透多个油层，特别是在分布广泛但储量不均的油气藏中表现较为有限。多层压裂技术则能应对这一挑战，凭借其精确的压力控制与作业设计，灵活适应各种复杂的地质条件。不仅如此，该技术还有效分散作业压力，减少对地层的破坏，维持井下结构的稳定性，这也让井下作业的安全性得以提升。

2.2一体化打捞工具的设计

打捞过程中，井下作业常常遇到钻具卡钻、落物等问题，这些都需要及时处理，否则不仅会影响修井作业的进展，还可能导致更严重的生产事故。当前的打捞工具分为多种类型，每种工具仅适用于特定的打捞任务，单一工具无法在复杂的井下环境中应对多种情况。采取一体化作业方式，能够实现碎片打磨，通常采用母锥打捞技术，将母锥与落物套在一起，利用加压方式转动提升，由弹簧刀实施内捞，采用震击器与内割刀相互配合，完成一体化打捞作业。

在一体化打捞工具中，碎片打磨功能有着巨大作用。井下作业中常有井壁塌陷或钻具损坏的情况，产生大量碎片。这些碎片如果不及时清理，将会对后续的打捞工作造成障碍。传统的碎片打磨工具需要独立使用，操作起来较为费时。一体化打捞工具将这一功能直接集成到系统中，在打捞过程中边清理边作业，避免碎片残留影响操作，提升了打捞作业的连续性。除此之外，母锥打捞是另一项关键技术，主要用于回收井下落物。传统母锥打捞技术虽然在打捞大型落物方面有一定优势，但操作难度大且效率较低。一体化打捞工具在母锥打捞的基础上增加了震击功能，利用震击器产生的振动来松动卡住的钻具或落物，提升了打捞的成功率。震击与打捞的结合设计有效应对了井下复杂地质条件，特别是在面对井壁结构不稳定时，震击器能减少井内压力，防止井喷等危险事故的发生。

2.3设备的变频驱动技术改进

传统修井设备由于缺乏动态调节能力，在不同的作业环境中常常需要频繁调整或更换设备，增加了操作成本和时间。而变频驱动技术则根据作业需求动态调整设备的运行状态，减少设备对特定条件的依赖，提高了设备的整体适用性。

变频驱动技术的核心在于能灵活调整电动机的转速，从而优化能源使用。修井设备在不同作业阶段对动力输出的需求并不一致，变频驱动需要设备在低负载时保持较低的能耗，在高负载时则提供强大的动力支持。这种调整能力有效减少了不必要的能源浪费，提高了能源利用率，同时也延长了设备的使用寿命。而更关键的是，变频驱动技术的引入还对设备的控制系统产生了积极影响。应用集成智能化控制系统，设备根据实际作业情况自动调整工作频率。这种智能化的变频驱动方式不仅降低了人工干预的必要性，也提高了作业的自动化水平。设备的操作变得更加简单，作业人员只需输入相应的参数，设备便会根据实际情况进行自动调整，极大减少了人为误操作的可能性。

3.结束语

综上所述，石油工程井下作业修井技术在当前阶段面临着设备效率、作业安全等多方面的挑战。但随着变频驱动技术、多层压裂技术及一体化打捞工具的引入，修井工艺的效率与可靠性将得到显著提升。这些技术优化措施不仅提高了石油资源的采收率，还减少了环境污染与能源消耗，为未来石油开采提供了更加可持续的发展路径。

参考文献：

[1]张凤冬.石油工程井下作业修井技术现状及工艺优化[J].化学工程与装备，2023，（05）：78-79+77.

[2]何兵.石油工程井下作业修井技术现状及工艺优化[J].化工管理，2022，（29）：55-57.

[3]魏晓强，吴建，田志召.石油工程井下作业修井技术现状及工艺优化的策略探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2023，43（22）：178-180.