長慶油田供水井修復效益評價

楊軍平，張慶平，李學軍

（1.寧夏地質(zhì)工程院，寧夏銀川750001；2.寧夏礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查院，寧夏銀川750021）

1 基本概況

近年來，某采油廠由于部分供水井在使用期間出現(xiàn)水量減小、出砂、井壁坍塌、井內(nèi)淤積、埋泵、頻繁燒泵等井內(nèi)事故，使部分供水井喪失了供水能力而被迫關(guān)停。

2015年以來，為加強地下水資源的保護和管理，科學合理開發(fā)利用地下水資源，實現(xiàn)地下水資源安全和可持續(xù)利用，國家和地方管理部門進一步加強了水資源管理力度，實施了最嚴格的地下水資源保護和管理政策。繼史上最嚴《環(huán)境保護法》于2015年1月1日施行后，地方政府也相繼出臺了地下水保護條例，在部分區(qū)域，一律禁止審批和新建地下水取水工程用于石油天然氣生產(chǎn)。已經(jīng)建成的用于石油天然氣生產(chǎn)的取水供水井，采取按計劃逐年削減取水總量，有計劃實施關(guān)停。這些政策的落實，直接影響到油田生產(chǎn)供水水源和石油資源開發(fā)建設(shè)工作的整體部署。

在新建區(qū)塊新井投注、老區(qū)地質(zhì)配注上調(diào)后，油田生產(chǎn)供水緊缺問題更加突出，已成為制約油田開發(fā)所面臨的亟待解決的迫切問題。同時，隨著國家強令性地下水限采政策的有力執(zhí)行，進一步加劇了嚴峻的供水形勢，已對油田的正常生產(chǎn)產(chǎn)生了較大的影響。因此，面對目前及今后日趨嚴峻的供水形勢，及時修復現(xiàn)有故障井、恢復供水能力，解決水源及供水問題，緩解供水壓力是保證油田正常生產(chǎn)的急需解決的重大課題。

2 現(xiàn)狀調(diào)查

截止2015年底，該廠所屬的5個區(qū)塊共建有139口供水井，為附近油井采油注水提供水源。目前正常開井53口，利用率僅為38.1%，日產(chǎn)水量4855m3，部分供水井因出現(xiàn)故障被迫關(guān)停。隨著新井投注、老區(qū)配注水量上調(diào)，2015年后，地質(zhì)配注需水量16200m3/d，供水能力僅為7900m3/d，預計缺水量達3445m3/d。供水量缺口較大，嚴重影響采區(qū)的正常生產(chǎn)。

據(jù)統(tǒng)計，目前共關(guān)停的供水井多達86口，多數(shù)供水井因井內(nèi)出砂嚴重，下部含水層發(fā)生掩埋，導致出水量減小或因水泵頻繁燒毀被迫停用。部分井的井內(nèi)出現(xiàn)了大量涌砂或出現(xiàn)了井壁坍塌并造成電潛泵掩埋的井內(nèi)事故，供水井無法正常運行。部分供水井在使用過程中因發(fā)生了井內(nèi)潛水泵、電纜、泵管等掉落事故而導致停用。

針對本廠目前及今后日趨嚴峻的供水形勢，在配注水量需求上調(diào)，注水壓力日漸增大的形勢下，為及時有效緩解供水壓力，解決供水缺口，急需對現(xiàn)有故障供水井進行修復利用，使之恢復供水能力，是解決采區(qū)水資源緊缺現(xiàn)狀，滿足油井注水生產(chǎn)需求的首要任務(wù)。

3 供水井修復效益評價

供水井修復是通過可靠的技術(shù)手段，對已建供水井進行相應(yīng)的修復處理，使之重新恢復供水能力。修復后的供水井，各項技術(shù)指標及性能完全達到甚至優(yōu)于原建供水井，并徹底解決了裸眼井易出現(xiàn)的井壁不穩(wěn)、出砂等一系列缺點或不足，大大延長其使用壽命。

對故障井進行修復具有速度快、用時短、成本低、廢水廢渣量少、不再增加占地，對環(huán)境影響破壞小，充分利用已有輸水管網(wǎng)等配套設(shè)施，同時也符合現(xiàn)行環(huán)保、節(jié)水等相關(guān)政策，具有較高的社會效益和經(jīng)濟效益。因此，相對于重新打井建設(shè)而言，對舊井進行修復再利用有著明顯的優(yōu)勢。所有故障供水井經(jīng)本次修復改造之后，各項技術(shù)指標均優(yōu)于供水井停運前水平。本次修復改造，對原孔進行擴孔，增大了進水斷面。同時，經(jīng)安裝井壁管及過濾器，管外圍填2～3mm硅質(zhì)礫料，徹底避免了孔壁可能出現(xiàn)失穩(wěn)坍塌、水泵卡阻的事故隱患。管外圍填濾料后，提高了濾水擋砂能力，避免了井內(nèi)出砂、埋泵燒泵等一些列可能出現(xiàn)的事故隱患，使供水井的使用壽命大幅延長。

通過本次修復，全面恢復關(guān)停供水井產(chǎn)能，達到降本增效的目的，并對今后供水井修復技術(shù)具有較高的推廣價值和實踐指導意義。

3.1 故障井修復利用符合國家環(huán)境保護政策

自2015年1月1日新的《中華人民共和國環(huán)境保護法》施行以來，國家及地方政府對環(huán)境保護工作更加重視，實施了史上最嚴格的環(huán)境保護政策。而對舊井進行修復利用，是在已有供水井基礎(chǔ)上進行的修復作業(yè)，在已有的永久性征地范圍之內(nèi)進行，不再另外占用額外的土地或再次修建進場運輸?shù)缆罚苊饬藢Νh(huán)境的破壞，并節(jié)約了工程建設(shè)成本。同時，舊井修復較新井施工所產(chǎn)生的廢水廢渣量大幅減少，減輕了對環(huán)境的再次污染。舊井維修所投入的設(shè)備、使用的材料數(shù)量也相對較少，交通運輸量不大，減輕打井物資及材料運輸過程中道路及場內(nèi)揚塵和噪聲污染。

3.2 故障井修復利用符合地下水資源開發(fā)利用政策

當?shù)丨h(huán)保部門于2015年8月發(fā)布了“關(guān)于禁止審批和新建地下水取水工程用于石油天然氣生產(chǎn)的通知”文件中，對于地下水資源開發(fā)利用提出了諸多限制，取水許可審批管理制度更加嚴格，新井建設(shè)審批更加困難。因此，對關(guān)停的舊井實施修復，恢復供水能力，是解決生產(chǎn)用水需求的首選途徑。

3.3 故障井修復速度快、工期短

故障井維修是在已有供水井基礎(chǔ)上進行修復作業(yè)，可以快速維修，及時完井，縮短了建設(shè)工期。新建一眼供水井通常需要40d以上，而維修一眼故障井需要10～20d左右時間。通過對2015年度供水井修復進度情況進行統(tǒng)計，可知單井修復所用工期比同深度的新建井要縮短20～30d，工期相對縮短50%～75%。另外，對故障井進行修復，省去了工程項目申報及批復所需的較長等待時間，可大大減少人力和時間成本的投入。

3.4 故障井修復可大幅降低建設(shè)投資，經(jīng)濟效益顯著

新建井審批手續(xù)繁雜，批復等待期限較長，臨時及永久征地占地和青賠等項目均需向有關(guān)土地管理部門及環(huán)保部門支付高昂的費用。舊井修復后，可完全利用已有輸水管網(wǎng)及配套設(shè)施，不再另行敷設(shè)管網(wǎng)，如果新建井，電路系統(tǒng)（變電站）、管路系統(tǒng)建設(shè)等需不菲的開支，每口井按照3km計算，線路配套造價約35萬；管路系統(tǒng)造價15萬，建設(shè)成本近50萬。故障井修復避免了重復建設(shè)，節(jié)約資金，降低成本，減少了工作量。據(jù)統(tǒng)計，新建一眼井深500m左右供水井造價約150萬元左右（含鑿井、環(huán)保、輸水管路、輸電線路、青賠、臨時及永久占地、運輸?shù)缆返龋S修一眼舊井僅需70萬元左右，即維修一眼供水井可以節(jié)約資金80萬元左右，修井成本是新建井成本的1/2，完成3眼供水井的修復改造，共計節(jié)約近240萬元左右。因此，舊井修復利用具有顯著的經(jīng)濟效益。

3.5 故障井修復徹底，使用壽命大幅延長

本采區(qū)所建供水井，下部多采用裸眼成井，僅在供水井上部松散覆蓋層孔段安裝有套管，而下部孔段未安裝井壁管及過濾器。在長時間開采過程中，孔壁極易出現(xiàn)坍塌，井內(nèi)出砂等問題，造成井內(nèi)淤積、埋泵燒泵、出砂、抽水渾濁等故障，導致供水井不能正常運行。通過本次修復作業(yè)，對原井裸眼孔段進行擴孔改造，并在全孔段安裝了井壁管及過濾器，管外圍填2～3mm硅質(zhì)圓礫，使供水井維修更加徹底，且使修復工作一步到位，避免了以往可能出現(xiàn)的各種隱患。修復后的供水井使用壽命可達30年以上，使用壽命大幅延長。

3.6 故障井修復后各項技術(shù)指標滿足使用要求

舊井修復時采用?250mm鉆頭對原來鉆孔進行擴孔改造，加大了鉆孔孔徑，從而增加了有效進水斷面。擴孔后，再安裝?177.8mm井壁管及過濾器，管外圍填硅質(zhì)礫料后經(jīng)活塞強力拉洗，洗井達到水清砂盡，水中含砂率明顯減少，洗井質(zhì)量可靠，符合《管井技術(shù)規(guī)范》（GB 50296-2014）要求。修復后，供水井各項技術(shù)指標及性能完全達到甚至優(yōu)于原建供水井指標。修復后，有了井管做支撐和保護，徹底解決了裸眼井易出現(xiàn)的井壁不穩(wěn)、出砂等一系列缺點或隱患，機井運行更加安全，壽命大幅延長。

經(jīng)試水證實，修復后供水井的出水能力與原井出水量基本保持一致，滿足生產(chǎn)要求。故障井修復投產(chǎn)使用后極大地改善了當前缺水現(xiàn)狀，解決了該廠生產(chǎn)用水需求。