元壩氣田超深井固井工程管理和現場監督

涂君君，劉 飛

1.中國石化西南石油局(四川成都610800)

2.中國石化石油工程技術研究院(北京100101)

元壩氣田超深井固井工程管理和現場監督

涂君君1，劉 飛2

1.中國石化西南石油局(四川成都610800)

2.中國石化石油工程技術研究院(北京100101)

元壩氣田因儲層埋藏超深，地質結構復雜、巖性多變，地層流體多樣，多套壓力體系共存，為高溫、高壓、高產、高含硫氣田，該區域的固井工程面臨著各種各樣的世界級難題。在本區域的已鉆井固井施工過程中，元壩氣田項目部和監督總結出了一套適合本區塊深井固井過程管理和現場監督的經驗、方法，為下步其他同樣難度的氣田開發提供了管理經驗和實踐基礎。

元壩氣田;超深井;固井工程管理;現場監督

元壩氣田位于四川省廣元市、南充市和巴中市交界處，是目前國內氣藏埋藏最深的區塊之一，陸相氣藏平均井深5 000m左右，海相氣藏平均井深在7 000m左右［1-2］。元壩氣田開發的特點:第一是井下溫度高，地溫梯度為2℃/100m左右，井深為7 000m時井底溫度超過了150℃;第二是井底壓力高，以長興組為目的層的井完鉆泥漿密度都為1.50g/cm3以上，井底壓力超過100MPa;第三是氣層活躍，產量很高，以元壩103H井為例，測試天然氣無阻流量超過700×104m3/d。該區塊因儲層埋藏超深，穿越陸海相，地質結構復雜、巖性多變，地層流體多樣，多套壓力體系共存，高溫、高壓、高產、高含硫，使得該區域的固井工程始終面臨著各種各樣的世界級難題。

該地區勘探井一般為直井或大斜度井，采用四開或五開制井眼，射孔完井;開發井評價井多為大斜度井或水平井，采用四開制井眼，水平段長500～800m，襯管完井［3-4］。

針對固井方面的難點，固井專家提出了許多的應對方案［3-4］，如:優選防氣竄水泥漿體系;易漏失段采用低密度水泥漿等。

1 固井過程管理和現場監督

對于該區塊的深井固井難題，僅提出解決方案是遠遠不夠的，還要將這些方案應用到現場的固井施工作業當中，在固井施工過程中去監督、執行這些方案。元壩氣田開發建設項目部和監督方在固井施工的過程中，逐漸總結出了一套適合本區塊深井固井過程管理和現場監督的經驗、方法。

1.1 完善了固井技術管理

一是制定相關的固井管理辦法、施工細則、管理程序等文件，規范了固井施工程序，將固井施工的各個環節細化分解，使各項準備工作和現場施工有序地運行;二是規范了固井施工設計的編寫和審查程序，堅持做到“先設計后施工”的固井管理程序，嚴格執行固井施工設計的審核程序，即固井公司作出固井施工設計初稿，由鉆井公司初審，修改后由元壩氣田開發建設項目部、固井監督及中石化石油工程技術研究院(技術支撐)等固井相關方再進行會審，之后再交天然氣工程管理部組織專家終審，修改后最后形成終稿下發執行。在規范審核設計程序的同時，對各固井施工單位的設計格式也進行了規范;審核固井施工設計時嚴格按照現有的最新川東北地區固井相關標準和規定執行;審核中重點審核的內容是:井下的基本情況、固井難點、固井方案、通井要求、地層動態承壓能力的要求、泥漿性能及處理要求、防竄防漏要求、主要施工措施、工具附件檢查準備、合理漿柱結構確定、水泥漿性能要求及各種發散試驗、現場施工水泥漿取樣要求、關井加壓候凝操作等，力求做到使設計科學、合理、可行;三是規范了水泥漿實驗監督程序，在每次固井施工前，都要求在具有中石化準入資質的第三方檢測機構對水泥漿的各項性能指標進行復核，直致達到設計要求的性能指標后才能進行注水泥施工作業。

1.2嚴格執行現場的“四會”制度

固井施工設計后開現場固井協調會、下套管作業前開下套管作業準備會、注水泥施工作業前開固井施工交底會和施工作業后開施工資料匯總和總結會制度［3］。一些重點井，在做固井施工設計前，還要進行固井方案討論，首先確立該井固井的基本方案然后再由施工單位做固井施工設計。參加“四會”的人員是鉆井公司、鉆井隊、泥漿公司、下套管隊、固井公司、水泥漿服務公司、套管工具附件商、套管廠家現場服務人員、套管頭廠家現場服務人員、中石化石油工程技術研究院、元壩氣田開發建設項目部和固井監督，以及現場的鉆井、地質監督。由于在整個固井過程中，時間緊任務重，固井質量嚴重影響著整個油氣井的安全生產，所以固井過程的安全以及固井質量至關重要，要求整個固井過程中所有的單位必須都參與到“四會”中來，能夠第一時間進行溝通協調，這樣可大大提高工作效率。

1.3 加強現場檢查和監督

固井是個系統工程，技術方案的落實需要各個施工單位的密切配合。如井眼準備、水泥漿試驗、設備檢查與準備、工具準備等等，因此通過加強對整個準備過程的管理，制定并完善了三級檢查制度:在每次固井施工前，由鉆井隊按照施工設計要求完成井眼準備、設備準備及下套管準備在內的一級檢查;固井公司進行水泥漿準備、施工車輛及設備檢查等二級檢查;固井監督完成施工前的三級檢查;所有準備工作到位后方可進行固井施工，保證了固井施工的順利、安全進行。

現場施工是固井工程的最后一個環節，也是最關鍵的環節，為此制定了標準的現場監督程序，嚴格按照川東北固井技術規范［2］和固井施工設計的要求，召開固井施工協調會和交底會，并在現場認真檢查井眼準備、設備準備、水泥漿準備、工具準備和人員準備等。任何一項工作不到位，均不允許進行施工。在施工過程中，加強了對施工參數的監控，要求嚴格執行固井施工設計要求，保證現場施工的平穩進行，同時也保證了固井施工質量。如果在固井施工過程中出現施工異常情況，現場固井監督根據情況要及時提出，并督促整改，避免固井施工事故的發生。現場監督工作對嚴格執行固井施工設計、保證施工的正常進行、解決處理有關問題、提高固井質量都起到了十分重要的作用。

根據該區塊深井固井的特點，監督管理方在固井施工過程中采取過程全方位監督，保證監督覆蓋到固井過程的每一個環節。固井施工的全覆蓋就是指從下套管前開始，固井監督就到現場進行駐井監督，不但監督固井施工的過程，還監督下套管，以及固井后的井口坐掛。在套管頭順利坐掛到位以后，固井監督才離開現場，這種監督方式確保了整個固井工程的順利進行，保證了各個銜接環節的質量。業主方在固井施工時也派固井主管到固井施工現場把關，協調、處理有關重大事項，也參與固井現場的監督工作，遇到固井監督無法解決的問題，固井主管可以當場進行處理。

1.4 加強固井施工隊伍和水泥漿服務商的管理

為了確保固井質量和規范固井市場，保證進入元壩地區的固井施工作業隊伍和水泥漿服務商的有效性、技術先進性，業主方對固井施工作業隊伍和水泥漿服務商進行清理、檢查、排序等工作，使他們看到了自己的缺點和差距。通過這些工作，加強了固井施工作業隊伍和水泥漿服務商的管理，增強了固井施工作業隊伍和水泥漿服務商的施工服務理念以及不斷進步的進取意識，也提高了他們自覺加壓的市場競爭意識。

1.5 搭建交流平臺，組織相互學習

為了提高固井管理水平，交流最新固井動態，不定時召開固井質量分析會和技術交流會，不定期組織召開由各鉆井、固井施工單位、服務公司等參加的固井質量分析會。各固井施工單位一起交流經驗和教訓，互相學習取長補短，一些好的技術得到應用，好的措施得到推廣，有的意見和建議還補充和完善了元壩地區的固井技術規范和標準。通過分析典型井固井實例，加強各施工單位之間的交流，找出了值得借鑒的工作經驗，總結了教訓，協調解決了業主和承包商之間的問題。對一些出現固井質量問題的井，及時組織有關單位和人員認真分析問題的原因，制定整改的措施，防止類似問題再次發生。定期召開年度固井工作總結會，總結一年來的固井工作，分析存在的問題，找出差距，制定下一年度工作計劃和措施。通過學習交流和總結，促進了元壩地區整體固井技術水平和管理水平的提高。

1.6 組織技術方案研討，解決現場固井技術難題

針對特殊井和復雜井的固井問題，及時組織專家和相關單位進行單井固井質量的討論和分析，提出解決問題的方案，確保固井質量。通過分析論證，把準了問題關鍵，制定了針對性的技術方案，通過多次召開專題會議進行研究，解決了系列難題。如:小井眼、小間隙固井、特殊尺寸的套管扶正器及水泥頭、套管頭芯軸懸掛器、套管懸掛器、分級箍、套管附件及成套的下套管工具等等。這些固井工藝在先期開鉆的井進行摸索和試驗，為下一批次的開發井的固井施工提供了寶貴的經驗和有效的解決方案。

1.7 固井質量對比

經過元壩天然氣項目部以及相關部門的努力，2012年元壩地區固井質量與2011年對比如表1所示。

從表1中可以看出，2012年固井工作量相比2011年明顯增加，元壩氣田一期產能建設平穩進行，在元壩氣田項目部和監督以及相關部門的努力下，使2012年固井質量優秀率由2011年的35.7%提高到41.3%，優良率提高到46.16%。在這一年中雖然取得了一定的進步，但是還是遠遠不夠的，所以要不斷完善技術管理，不斷提高工藝技術水平和現場施工關鍵環節把控力度，爭取使得元壩氣田固井質量能更上一個臺階。

表1 2012年與2011年固井質量對比表

2 管理和監督的建議

在固井工程管理和監督方面，元壩地區已經總結出了一套行之有效的經驗和方法，但也存在不足之處，認真總結管理和監督工作，有以下建議:

1)要加強固井生產組織。超前考慮、超前準備，盡可能縮短中完時間:在每口井固井施工設計評審前召開固井方案討論會，充分協調、各方面分頭準備;要求鉆井施工隊伍重視前期井身質量控制，采用滿足大于套管剛性強度的鉆具結構通井，縮短通井時間;根據地層承壓情況，確定合適的水泥漿密度，減少承壓試驗時間。目前部分井還存在固井物資供應不及時不到位的情況，下步要充分協調好物資生產廠家和物供部門的溝通和協調工作。

2)要強化固井全過程的監督。進一步強化現場固井監督作用，加強管理，抓緊固井施工過程的每個環節，每個崗位都要安排有經驗、有責任心、懂專業的技術人員盯崗。崗位落實到人，固井中心及現場監督加強監督，強化管理，嚴格按照施工設計進行施工，同時不斷提高自身技術水平和人員配備。

3)要切實做好水泥漿性能試驗。小樣實驗、水泥漿發散實驗、大樣復查實驗工作，水泥漿性能達不到《川東北天然氣井固井技術規范》和設計要求，不得進行固井施工作業，特別是要適當控制固井水泥漿尾漿稠化時間，一般要求在保證安全施工的基礎上附加一定的安全時間，以確保給后續的套管頭坐掛留有充分的時間。

4)要加強對固井承包商的管理。完善固井承包商準入制度，定期對各個固井公司和水泥漿體系承包商的服務質量和固井質量進行考核評比，加強對水泥和外加劑等原材料的檢測，聘請專業科研單位認真對水泥漿體系進行評價優選，防止不合格品流入元壩市場，陶汰不合格的承包商。

［1］賈承造，魏國齊，姚慧君，等.盆地構造演化與區域構造地質［M］.北京:石油工業出版社，1995.

［2］QSH0014-2009川東北天然氣井固井技術規范［S］.

［3］劉強，周密，李雨威.元壩21井超高密度水泥漿固井技術［J］.天然氣勘探與開發，2013，36(3):81-84.

［4］陳道元.元壩10側1井尾管固井管串完整性驗證技術［J］.鉆采工藝，2014，37(4):105-107.

［5］馬慶濤，郭敏，葛鵬飛，等.干井筒固井技術及在元壩區塊陸相井的應用［J］.鉆采工藝，2014，36(5):18-22.

［6］沈琛.鉆井工程監督［M］.北京:石油工業出版社.2004.

Yuanba Gasfield is a gasfield with high temperature，high pressure，high yield and high sulfur content because of its ultradeeply buried reservoir，complex geological structure，diverse lithology and formation fluid and several sets of pressure systems.So there are many difficulties in the cementing engineering in this gasfield.For this reason，some management and supervision experiences and methods suitable for the cementing engineering of ultra-deep wells in Yuanba Gasfield are summarized，which can provide reference for the cementing engineering of the ultra-deep wells of similar gasfields.

Yuanba Gasfield;ultra-deep well;cementing engineering management;site supervision

尉立崗

2015-03-11

國家重大專項“海相碳酸鹽巖油氣井固井完井技術研究”(2011ZX05005-006-004-002);國家自然科學基金項目《酸性氣體對固井水泥石的腐蝕機理及控制機制》(51374218)。

涂君君(1982-)，男，工程師，現從事石油鉆井、固井工作。