井下小修作业常见施工质量问题及预防措施研究

一、引言

井下小修作业对保障油田油气井稳定生产至关重要，其作业质量直接影响油气井使用寿命与油田整体开发效益。辽河油田作为我国重要的稠油开采基地，井下作业环境复杂，地层条件多样，对小修作业技术要求与施工质量标准极高。然而，实际作业中，因操作不规范、设备老化、地层条件复杂等因素，施工质量问题频发，制约油田高效开发与安全生产。

本研究通过对辽河工程技术处的深入调研，结合实际作业数据，全面总结井下小修作业常见质量问题，深入分析成因并提出系统性解决方案。这有助于提高辽河油田小修作业施工质量，降低返工率，减少经济损失，降低安全风险，保障作业人员生命安全与油田可持续发展，具有重要理论与实践意义。

二、井下小修作业常见施工质量问题及成因分析

2.1 井口装置安装不规范

井口密封不严会导致井口出现渗漏或刺漏现象，不仅造成原油浪费，还可能引发环境污染问题。而法兰螺栓扭矩不足或分布不均，会引发井口倾斜，影响后续作业顺利进行，同时也可能对井口设备造成损坏。操作不规范是导致井口装置安装不规范的重要原因之一。操作人员未严格按照标准流程安装井口装置，在密封垫片选型上存在错误，未能根据实际工况选择合适的垫片。此外，工具使用不当，安装过程中未使用扭矩扳手校准螺栓力矩，导致螺栓紧固程度不一致，无法满足井口密封和稳定性要求。

2.2 管柱失效

油管螺纹磨损或腐蚀导致脱扣，使管柱连接失效，影响油气输送，严重时可能导致井内事故。管柱弯曲变形造成卡钻事故，增加作业难度和成本，甚至可能导致油井报废。管柱在长期作业过程中，受到交变应力作用，材料逐渐疲劳，强度降低。同时，井筒内存在硫化氢等腐蚀性介质，对管柱造成腐蚀，尤其是在含硫油气井中，腐蚀问题更为严重。此外，操作不当，起下钻速度过快，产生过大冲击载荷，超过管柱承受能力，也会导致管柱损坏。

2.3 封隔器坐封失败

封隔器胶筒未完全膨胀，密封失效，无法实现对目标层段的有效封隔，影响油井正常生产。坐封位置偏离设计层段，导致封隔效果不佳，无法达到预期作业目的。坐封压力不足，未能提供足够压力使胶筒充分膨胀达到密封要求。胶筒老化，长期使用或储存不当，导致胶筒弹性降低，密封性能下降。此外，井筒条件复杂，井筒内存在沉砂、结垢等问题，阻碍封隔器正常坐封，导致位置偏差。

2.4 洗井不彻底

井筒内残留泥砂、结垢或碎屑，影响后续作业如射孔、酸化等的效果，降低油井产能。洗井液排量不足，无法将井筒内杂质有效带出，导致杂质残留。循环时间过短，不能充分清洗井筒，使部分杂质仍附着在井筒壁上。此外，洗井液性能不达标，对泥砂、结垢等的溶解和携带能力不足，无法满足洗井要求。

2.5 井控风险

井口压力异常升高，可能引发井喷事故，对人员和设备安全造成严重威胁。硫化氢泄漏引发安全事故，硫化氢具有剧毒，泄漏后会对作业人员生命安全构成极大危害，同时也会对周边环境造成严重污染。监测不到位，未及时监测地层压力变化，无法提前采取有效的降压措施。设备维护不善，防喷器未定期检修，存在故障隐患，关键时刻无法正常工作。此外，应急预案缺失，在突发事故时，缺乏有效的应急预案，无法迅速、有效地进行应对。

三、施工质量问题的预防措施

3.1 井口装置安装标准化

严格执行 SY/T5587.5《油田井下作业规程》，使用高精度扭矩扳手校准法兰螺栓力矩，对于 M30 螺栓，推荐扭矩为 800-1000N⋅m 。采用金属缠绕垫片替代传统橡胶垫片，利用金属缠绕垫片的良好密封性能和耐高温、高压特性，提高井口密封性。安装后采用氮气试压，压力值为设计工作压力的 1.5 倍，保压 30 分钟无压降为合格。通过严格的试压检测，确保井口装置安装质量符合要求。

3.2 管柱失效预防技术

选用抗硫油管，如 SM-110S 钢级，提高管柱在含硫化氢环境下的抗腐蚀能力。在含硫化氢井段加装缓蚀剂注入装置，进一步减缓管柱的腐蚀速度。控制起下钻速度，建议 ⩽0.5m/s ，减少管柱冲击载荷。采用井下应力监测系统实时分析管柱受力状态，及时发现潜在的安全隐患，提前采取措施进行预防。

3.3 封隔器坐封质量控制

根据封隔器型号调整坐封压力，如 Y341 封隔器推荐坐封压力为15-18MPa。采用伽马测井定位坐封层位，误差控制在 ±0.5m 以内，确保封隔器准确坐封在设计层段。定期更换胶筒，建议使用周期 ⩽6 个月，避免因老化导致密封失效。同时，在储存和运输过程中，注意保护胶筒，防止其受到损伤。

3.4 洗井工艺优化

采用低固相无黏土洗井液，黏度控制在 35-40s（马氏漏斗），提高洗井液的携砂能力。添加防膨剂，如 KCl 溶液浓度 3%-5% ，防止地层黏土膨胀，影响洗井效果。洗井排量 ⩾500L/min ，循环时间 ⩾2 倍井筒容积，确保井筒内的杂质被充分清洗带出，提高洗井质量。

3.5 井控风险管控体系

实时监测与预警：安装自动灌浆系统，保持井筒液柱压力平衡，防止因压力失衡引发井喷。配置硫化氢检测仪，报警阈值 10ppm ，实现数据远程传输，以便及时发现硫化氢泄漏，采取相应的措施。每季度开展井控演练，模拟井喷、硫化氢泄漏等场景，通过实战演练提升作业人员的应急响应能力和协同配合能力，确保在突发事故时能够迅速、有效地进行应对。

四、案例分析

4.1 案例1 ：曙井管柱脱扣事故

2023 年 8 月，曙井小修作业中油管螺纹脱扣，导致返工 48 小时，造成了较大的经济损失和工期延误。油管螺纹未涂抹专用密封脂，降低了螺纹之间的密封性和摩擦力。同时，上扣扭矩不足，实测扭矩为600N・m，低于标准值 800N・m，无法保证螺纹连接的可靠性。强制使用APIModified 螺纹密封脂，确保螺纹密封性能。配备数字化扭矩记录仪，精确记录和控制上扣扭矩，保证上扣质量，避免类似事故再次发生。

4.2 案例2 ：曙井封隔器坐封失败

2024 年 1 月，封隔器坐封后试压失败，密封压力仅 8MPa，远低于设计要求，无法实现对目标层段的有效封隔。井筒沉砂导致坐封位置偏移 1.2m ，封隔器胶筒未完全膨胀，从而无法实现有效密封。增加洗井工序，坐封前采用连续油管冲砂至人工井底，确保井筒清洁，避免沉砂对封隔器坐封的影响。同时，在坐封过程中，加强对坐封位置和压力的监测，确保封隔器准确坐封并达到设计密封要求。

五、结论与建议

通过实施标准化操作、材料升级及工艺优化等一系列措施，辽河油田小修作业返工率可降低约 35% 。这表明本文提出的预防措施具有显著的有效性和可行性，能够有效提升小修作业质量，减少因质量问题导致的返工，提高作业效率，降低安全风险。为进一步提升辽河油田井下小修作业质量，建议持续加强对作业人员的培训，提高其操作技能和质量意识；加大对先进设备和技术的引进与应用，不断优化作业工艺；建立健全质量监督与管理体系，加强对作业全过程的质量控制。

参考文献

[1] 吴红华 . 井下小修作业常见施工质量问题及预防措施 [J]. 化工管理 ,2018(12):165.