提高金壇儲氣庫造腔井井下作業時效的幾點思考

唐禮驊，張 格，戴 鑫

中國石化江蘇油田分公司石油工程技術研究院 (江蘇 揚州 225009)

提高金壇儲氣庫造腔井井下作業時效的幾點思考

唐禮驊，張 格，戴 鑫

中國石化江蘇油田分公司石油工程技術研究院 (江蘇 揚州 225009)

分析了中國石化金壇儲氣庫4口先導造腔井在造腔期間影響作業時效的井下復雜情況和設備不配套等主要原因。通過對這些原因的分析和總結，進行優化作業工序、完善技術規范和設備配套，并建立作業示范隊伍，提高了作業時效，節省了作業費用。

儲氣庫;造腔井;井下作業;作業時效

地下儲氣庫在用氣調峰和保障供氣安全上具有不可替代的作用，因而地下儲氣庫的建設受到許多國家的重視。天然氣生產和消費大國都把地下儲氣庫的建設作為整個天然氣上下游一體化利用的一個重要組成部分進行總體規劃［1］。鹽穴儲氣庫水溶造腔就是根據水溶采礦的原理，通過采出鹵水，利用在地下形成的溶腔作為存儲空間。

地下儲氣庫通常采用單井建庫方案，這是最簡單也是最常用的造腔方式。造腔是一個較漫長且復雜的工程，在造腔期間需要經常進行聲納測腔、探底作業等，來了解各階段腔體形態、腔底的真實深度和腔體發展趨勢，及時調整方案和生產參數，以確保最終溶出的腔體在形態和體積上滿足安全、經濟等要求［2］。其基本原理和生產過程:鉆一口井到達鹽層后，將技術套管下入到鹽層頂部固井，再鉆至鹽底并裸眼完井，然后在井內下入二層套管作為生產管柱(自內向外依次為:中心管、中間管)，向井內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，注入柴油作為保護液控制鹽的上溶速度，利用鹽的側溶盡量使得腔體向橫向發展，溶解造腔一段時間后，腔體直徑達到階段要求或腔底受到鹽層內不溶物掉落堆積而抬升并掩埋了部分生產管柱，需要調整生產管柱深度、保護液(油墊)位置等生產參數，采用逐段上提中間管柱，同時保護劑隨之逐層提升，經過多階段調整生產后達到最終的腔體形態，如圖1所示。

圖1 地下儲氣庫造腔示意圖

1 作業時效統計與分析

自2013年11月至2014年10月，中國石化金壇儲氣庫4口造腔先導井陸續進行了調整管柱、測腔、氣密封測試作業，5次作業累計工期121d，設計工期78.5d(表1)，實際工期大大超出了預定工期。

表1 歷次作業工期與設計工期對比

通過分析4口先導造腔井以上5次作業情況，總結得出影響施工進度主要有以下幾大因素。

1.1 井下復雜情況因素

在整個造腔過程中，由于循環方式、生產參數調整，以及生產時造腔外管和造腔內管管柱內流速的瞬時變化，產生對管柱壽命有嚴重影響的水擊，結果造成造腔內管、外管彎曲變形，甚至斷裂，這些井下復雜情況的發生將導致起生產管柱困難，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。4口先導井作業過程中均出現了造腔內管彎曲的井下復雜情況(圖2～圖5)，其中MZ1井的井下管柱彎曲情況最為嚴重，造成了φ177.8mm(7＂)中間管嚴重彎曲并損壞了固井水泥環，φ177.8mm(7＂)中間管深度無法調整，管柱水力切割才被起出，由于井眼被破壞管柱無法下入預定深度，只能對井眼進行了擴眼處理，嚴重耽誤了工期。

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

采鹵樹不統一。目前中國石化在金壇地區有4口先導井進行造腔生產，由于4口井完鉆、投產時間跨度較長，造成了最先完鉆投產的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不同，懸掛器提升短節不通用，針對MZ1井懸掛器的特殊絲扣需另外加工提升短節，耽誤工期。

工具不配套。由于從事造腔作業的隊伍主要是從事油水井修井的，對于造腔井井下作業工序以及作業過程中出現的一些井下異常復雜情況缺乏判斷，施工準備期間未能配套齊全工具。例如，MZ1井出現φ177.8mm(7＂)中間管彎曲起鉆遇卡、無法解卡起出等問題，需要進行管柱井下水力切割作業，現場及該作業單位無相應尺寸的水力割刀，只能聯系其他單位，采購合適工具及簽訂技術服務合同，嚴重耽誤了工期。

1.3 工序不夠優化因素

每次測腔前需要調整中間管深度，由于中間管環空內有大量柴油保護液，調整管柱前需要將環空內柴油退出，泄壓以防柴油噴出造成污染。而每次退出的柴油，受到當前項目組還沒有注采站和儲油場所限制，無場所放置，必須注入其他造腔井內。而等到測腔結束后，需要回注油墊時，再次從其他井內退出柴油，造成工序的重復。

1.4 隊伍不穩定因素

連續更換隊伍。涉及的5次作業先后由3支作業隊伍負責施工，而作業隊伍主要從事油水井作業，對儲氣庫造腔井作業工序未接觸過，每更換一次隊伍，新隊伍需要一個熟悉的過程，施工中需監督全程指導，施工隊伍對整個施工工序不熟，造成施工連續性差，影響作業工期。

2 提升儲氣庫造腔井井下作業時效的幾點思考

2.1 建立示范隊伍、提高施工隊伍素質

針對施工隊伍不固定的情況，監理單位如實向甲方反映，同時也建議乙方固定一支作業隊伍負責儲氣庫造腔井作業施工，并樹立示范隊，專業從事儲氣庫造腔井的井下作業施工，提高施工隊伍的整體技術水平。同時建立相應的技術規范，讓相關人員在執行程序時有據可依［3］。

2.2 配齊相應的工具、設備并建立維護制度

配套齊全井口裝置及作業設備并建立設備工具維護保養制度:①規范采用統一標準的井口裝置，4口先導井之后完鉆的造腔井均采用同一型號井口裝置，對于MZ1井的特殊井口單獨配備了對應的提升短節;②對于處理井下復雜情況的工具進行了完善和配套，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，以應對各種井下復雜情況;③配套地面注油泵、管線快接頭等地面洗井、退注油作業工具;④建立設備的保養、維護制度，加強了設備、工具的管理，確保設備、工具處于良好狀況，保證施工的安全和效率［4］。

2.3 加強工藝的研究與工序優化

4口造腔先導井先后進行了5次測腔、氣密封測試、調整生產管柱作業，進行相關工序的優化，施工效率得到了一定的提高，但也發現對于聲納測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達不到設想的目的。比如利用原管柱探底工序，5次作業中進行了3次原管柱探底，但均沒有探到腔底，所以在以后的作業中，建議取消類似原管柱探底的無效或效果甚微的工序，對測腔儀器工作原理、范圍進行討論，盡快完善測腔前后的準備工序。

2.4 加強質量控制管理

造腔井井下作業是一項系統工程，經常涉及到多家施工單位協同作業，整體協調組織是保障施工安全、提高作業時效的基礎。對于監督而言，施工前需要制定詳細的監督計劃，特別是重點工序、質量關鍵點的控制措施［5］。

3 結論

通過對井口設備的規范統一、配套齊全相關作業工具、設備，固定并建立示范隊伍，并對聲納測腔原理和該儀器的操作規范進行研究，優化了作業工序，使得原先一次測腔、退注油、調整生產管柱作業的工期需要15d以上縮短到目前的12d左右，提高了作業時效，節省了作業費用，也為造腔生產贏得了寶貴時間。

［1］丁國生，李文陽.國內外地下儲氣庫現狀與發展趨勢［J］.國際石油經濟，2002，10(6):23-26.

［2］李銀平，楊春和，施錫林.鹽穴儲氣庫造腔控制與安全評估［M］.北京:科學出版社，2012.

［3］沈琛.井下作業工程監督［M］.北京:石油工業出版社，2005.

［4］石興春.井下作業工程監督手冊［M］.北京:中國石化出版社，2008.

［5］吳奇.井下作業監督［M］.北京:石油工業出版社，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，高級工程師，主要從事采油工藝和完井試油、作業監督工作。