唐禮驊，張 格，戴 鑫

中國(guó)石化江蘇油田分公司石油工程技術(shù)研究院 (江蘇 揚(yáng)州 225009)

提高金壇儲(chǔ)氣庫造腔井井下作業(yè)時(shí)效的幾點(diǎn)思考

唐禮驊，張 格，戴 鑫

中國(guó)石化江蘇油田分公司石油工程技術(shù)研究院 (江蘇 揚(yáng)州 225009)

分析了中國(guó)石化金壇儲(chǔ)氣庫4口先導(dǎo)造腔井在造腔期間影響作業(yè)時(shí)效的井下復(fù)雜情況和設(shè)備不配套等主要原因。通過對(duì)這些原因的分析和總結(jié)，進(jìn)行優(yōu)化作業(yè)工序、完善技術(shù)規(guī)范和設(shè)備配套，并建立作業(yè)示范隊(duì)伍，提高了作業(yè)時(shí)效，節(jié)省了作業(yè)費(fèi)用。

儲(chǔ)氣庫;造腔井;井下作業(yè);作業(yè)時(shí)效

地下儲(chǔ)氣庫在用氣調(diào)峰和保障供氣安全上具有不可替代的作用，因而地下儲(chǔ)氣庫的建設(shè)受到許多國(guó)家的重視。天然氣生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)都把地下儲(chǔ)氣庫的建設(shè)作為整個(gè)天然氣上下游一體化利用的一個(gè)重要組成部分進(jìn)行總體規(guī)劃［1］。鹽穴儲(chǔ)氣庫水溶造腔就是根據(jù)水溶采礦的原理，通過采出鹵水，利用在地下形成的溶腔作為存儲(chǔ)空間。

地下儲(chǔ)氣庫通常采用單井建庫方案，這是最簡(jiǎn)單也是最常用的造腔方式。造腔是一個(gè)較漫長(zhǎng)且復(fù)雜的工程，在造腔期間需要經(jīng)常進(jìn)行聲納測(cè)腔、探底作業(yè)等，來了解各階段腔體形態(tài)、腔底的真實(shí)深度和腔體發(fā)展趨勢(shì)，及時(shí)調(diào)整方案和生產(chǎn)參數(shù)，以確保最終溶出的腔體在形態(tài)和體積上滿足安全、經(jīng)濟(jì)等要求［2］。其基本原理和生產(chǎn)過程:鉆一口井到達(dá)鹽層后，將技術(shù)套管下入到鹽層頂部固井，再鉆至鹽底并裸眼完井，然后在井內(nèi)下入二層套管作為生產(chǎn)管柱(自內(nèi)向外依次為:中心管、中間管)，向井內(nèi)注入淡水并采出鹵水，自下而上逐層溶漓造腔，并利用油、水互不相溶和油密度小，且油不溶解礦物的特性，注入柴油作為保護(hù)液控制鹽的上溶速度，利用鹽的側(cè)溶盡量使得腔體向橫向發(fā)展，溶解造腔一段時(shí)間后，腔體直徑達(dá)到階段要求或腔底受到鹽層內(nèi)不溶物掉落堆積而抬升并掩埋了部分生產(chǎn)管柱，需要調(diào)整生產(chǎn)管柱深度、保護(hù)液(油墊)位置等生產(chǎn)參數(shù)，采用逐段上提中間管柱，同時(shí)保護(hù)劑隨之逐層提升，經(jīng)過多階段調(diào)整生產(chǎn)后達(dá)到最終的腔體形態(tài)，如圖1所示。

圖1 地下儲(chǔ)氣庫造腔示意圖

1 作業(yè)時(shí)效統(tǒng)計(jì)與分析

自2013年11月至2014年10月，中國(guó)石化金壇儲(chǔ)氣庫4口造腔先導(dǎo)井陸續(xù)進(jìn)行了調(diào)整管柱、測(cè)腔、氣密封測(cè)試作業(yè)，5次作業(yè)累計(jì)工期121d，設(shè)計(jì)工期78.5d(表1)，實(shí)際工期大大超出了預(yù)定工期。

表1 歷次作業(yè)工期與設(shè)計(jì)工期對(duì)比

通過分析4口先導(dǎo)造腔井以上5次作業(yè)情況，總結(jié)得出影響施工進(jìn)度主要有以下幾大因素。

1.1 井下復(fù)雜情況因素

在整個(gè)造腔過程中，由于循環(huán)方式、生產(chǎn)參數(shù)調(diào)整，以及生產(chǎn)時(shí)造腔外管和造腔內(nèi)管管柱內(nèi)流速的瞬時(shí)變化，產(chǎn)生對(duì)管柱壽命有嚴(yán)重影響的水擊，結(jié)果造成造腔內(nèi)管、外管彎曲變形，甚至斷裂，這些井下復(fù)雜情況的發(fā)生將導(dǎo)致起生產(chǎn)管柱困難，甚至無法起出等情況，需要增加管柱解卡、井下切割等額外作業(yè)。4口先導(dǎo)井作業(yè)過程中均出現(xiàn)了造腔內(nèi)管彎曲的井下復(fù)雜情況(圖2～圖5)，其中MZ1井的井下管柱彎曲情況最為嚴(yán)重，造成了φ177.8mm(7＂)中間管嚴(yán)重彎曲并損壞了固井水泥環(huán)，φ177.8mm(7＂)中間管深度無法調(diào)整，管柱水力切割才被起出，由于井眼被破壞管柱無法下入預(yù)定深度，只能對(duì)井眼進(jìn)行了擴(kuò)眼處理，嚴(yán)重耽誤了工期。

圖2 M Z1井中心管彎曲情況

圖3 M Z1井中心管斷裂情況

圖4 J103井中心管彎曲情況

圖5 J103井中心管斷裂情況

1.2 工具不配套因素

采鹵樹不統(tǒng)一。目前中國(guó)石化在金壇地區(qū)有4口先導(dǎo)井進(jìn)行造腔生產(chǎn)，由于4口井完鉆、投產(chǎn)時(shí)間跨度較長(zhǎng)，造成了最先完鉆投產(chǎn)的MZ1井采用的采鹵樹與其他3口井不同，造成井口懸掛器型號(hào)不同，懸掛器提升短節(jié)不通用，針對(duì)MZ1井懸掛器的特殊絲扣需另外加工提升短節(jié)，耽誤工期。

工具不配套。由于從事造腔作業(yè)的隊(duì)伍主要是從事油水井修井的，對(duì)于造腔井井下作業(yè)工序以及作業(yè)過程中出現(xiàn)的一些井下異常復(fù)雜情況缺乏判斷，施工準(zhǔn)備期間未能配套齊全工具。例如，MZ1井出現(xiàn)φ177.8mm(7＂)中間管彎曲起鉆遇卡、無法解卡起出等問題，需要進(jìn)行管柱井下水力切割作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)及該作業(yè)單位無相應(yīng)尺寸的水力割刀，只能聯(lián)系其他單位，采購(gòu)合適工具及簽訂技術(shù)服務(wù)合同，嚴(yán)重耽誤了工期。

1.3 工序不夠優(yōu)化因素

每次測(cè)腔前需要調(diào)整中間管深度，由于中間管環(huán)空內(nèi)有大量柴油保護(hù)液，調(diào)整管柱前需要將環(huán)空內(nèi)柴油退出，泄壓以防柴油噴出造成污染。而每次退出的柴油，受到當(dāng)前項(xiàng)目組還沒有注采站和儲(chǔ)油場(chǎng)所限制，無場(chǎng)所放置，必須注入其他造腔井內(nèi)。而等到測(cè)腔結(jié)束后，需要回注油墊時(shí)，再次從其他井內(nèi)退出柴油，造成工序的重復(fù)。

1.4 隊(duì)伍不穩(wěn)定因素

連續(xù)更換隊(duì)伍。涉及的5次作業(yè)先后由3支作業(yè)隊(duì)伍負(fù)責(zé)施工，而作業(yè)隊(duì)伍主要從事油水井作業(yè)，對(duì)儲(chǔ)氣庫造腔井作業(yè)工序未接觸過，每更換一次隊(duì)伍，新隊(duì)伍需要一個(gè)熟悉的過程，施工中需監(jiān)督全程指導(dǎo)，施工隊(duì)伍對(duì)整個(gè)施工工序不熟，造成施工連續(xù)性差，影響作業(yè)工期。

2 提升儲(chǔ)氣庫造腔井井下作業(yè)時(shí)效的幾點(diǎn)思考

2.1 建立示范隊(duì)伍、提高施工隊(duì)伍素質(zhì)

針對(duì)施工隊(duì)伍不固定的情況，監(jiān)理單位如實(shí)向甲方反映，同時(shí)也建議乙方固定一支作業(yè)隊(duì)伍負(fù)責(zé)儲(chǔ)氣庫造腔井作業(yè)施工，并樹立示范隊(duì)，專業(yè)從事儲(chǔ)氣庫造腔井的井下作業(yè)施工，提高施工隊(duì)伍的整體技術(shù)水平。同時(shí)建立相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范，讓相關(guān)人員在執(zhí)行程序時(shí)有據(jù)可依［3］。

2.2 配齊相應(yīng)的工具、設(shè)備并建立維護(hù)制度

配套齊全井口裝置及作業(yè)設(shè)備并建立設(shè)備工具維護(hù)保養(yǎng)制度:①規(guī)范采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的井口裝置，4口先導(dǎo)井之后完鉆的造腔井均采用同一型號(hào)井口裝置，對(duì)于MZ1井的特殊井口單獨(dú)配備了對(duì)應(yīng)的提升短節(jié);②對(duì)于處理井下復(fù)雜情況的工具進(jìn)行了完善和配套，配置了φ177.8mm(7＂)套管ND-S178水力割刀、φ215.9mm三牙輪鉆頭、螺桿鉆具等，以應(yīng)對(duì)各種井下復(fù)雜情況;③配套地面注油泵、管線快接頭等地面洗井、退注油作業(yè)工具;④建立設(shè)備的保養(yǎng)、維護(hù)制度，加強(qiáng)了設(shè)備、工具的管理，確保設(shè)備、工具處于良好狀況，保證施工的安全和效率［4］。

2.3 加強(qiáng)工藝的研究與工序優(yōu)化

4口造腔先導(dǎo)井先后進(jìn)行了5次測(cè)腔、氣密封測(cè)試、調(diào)整生產(chǎn)管柱作業(yè)，進(jìn)行相關(guān)工序的優(yōu)化，施工效率得到了一定的提高，但也發(fā)現(xiàn)對(duì)于聲納測(cè)腔儀器的工作原理和范圍還存在不同的看法，某些工序施工的效果遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)想的目的。比如利用原管柱探底工序，5次作業(yè)中進(jìn)行了3次原管柱探底，但均沒有探到腔底，所以在以后的作業(yè)中，建議取消類似原管柱探底的無效或效果甚微的工序，對(duì)測(cè)腔儀器工作原理、范圍進(jìn)行討論，盡快完善測(cè)腔前后的準(zhǔn)備工序。

2.4 加強(qiáng)質(zhì)量控制管理

造腔井井下作業(yè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，經(jīng)常涉及到多家施工單位協(xié)同作業(yè)，整體協(xié)調(diào)組織是保障施工安全、提高作業(yè)時(shí)效的基礎(chǔ)。對(duì)于監(jiān)督而言，施工前需要制定詳細(xì)的監(jiān)督計(jì)劃，特別是重點(diǎn)工序、質(zhì)量關(guān)鍵點(diǎn)的控制措施［5］。

3 結(jié)論

通過對(duì)井口設(shè)備的規(guī)范統(tǒng)一、配套齊全相關(guān)作業(yè)工具、設(shè)備，固定并建立示范隊(duì)伍，并對(duì)聲納測(cè)腔原理和該儀器的操作規(guī)范進(jìn)行研究，優(yōu)化了作業(yè)工序，使得原先一次測(cè)腔、退注油、調(diào)整生產(chǎn)管柱作業(yè)的工期需要15d以上縮短到目前的12d左右，提高了作業(yè)時(shí)效，節(jié)省了作業(yè)費(fèi)用，也為造腔生產(chǎn)贏得了寶貴時(shí)間。

［1］丁國(guó)生，李文陽.國(guó)內(nèi)外地下儲(chǔ)氣庫現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)［J］.國(guó)際石油經(jīng)濟(jì)，2002，10(6):23-26.

［2］李銀平，楊春和，施錫林.鹽穴儲(chǔ)氣庫造腔控制與安全評(píng)估［M］.北京:科學(xué)出版社，2012.

［3］沈琛.井下作業(yè)工程監(jiān)督［M］.北京:石油工業(yè)出版社，2005.

［4］石興春.井下作業(yè)工程監(jiān)督手冊(cè)［M］.北京:中國(guó)石化出版社，2008.

［5］吳奇.井下作業(yè)監(jiān)督［M］.北京:石油工業(yè)出版社，2002.

The factors of influencing the downhole operation efficiency in the construction of four cavity-made wells of Jintan gas storage are analyzed，and it is held that downhole complex situation and inappropriate equipmentaremain influencing factors.Finally the downhole operation efficiency is improved and operation cost is reduced by analyzing causes，optimizing operation processes and perfecting technical specifications and equipment.

gas storage;cavity-made well;downhole operation;operation efficiency

梅

2015-01-06

唐禮驊(1978-)，男，高級(jí)工程師，主要從事采油工藝和完井試油、作業(yè)監(jiān)督工作。