井控設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及提升其質(zhì)量的管理對(duì)策

滕新興，毛蘊(yùn)才，張曉輝

1.中國(guó)石油勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 （北京 100083）2.中國(guó)石油勘探與生產(chǎn)分公司 工程技術(shù)與監(jiān)督處 （北京 100007）

隨著中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱集團(tuán)公司）井控工作的持續(xù)強(qiáng)化管理，各企業(yè)都把井控工作當(dāng)作鉆井安全頭等大事來(lái)抓。油田分公司作為井控責(zé)任主體，近年來(lái)加大了管理力度，進(jìn)一步規(guī)范了井控設(shè)計(jì)內(nèi)容，更加突出單井特點(diǎn)，明確井控風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別，針對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)提出差別化的井控措施，對(duì)特殊工藝井組織專家進(jìn)行施工方案論證，并現(xiàn)場(chǎng)跟蹤回訪，有效提高設(shè)計(jì)針對(duì)性、符合性和指導(dǎo)性。但個(gè)別油田也存在諸如井控工作認(rèn)識(shí)不到位、制度不落實(shí)、減化程序、審批不嚴(yán)等現(xiàn)象。依據(jù)井控設(shè)計(jì)和監(jiān)督檢查的要求，對(duì)近5年集團(tuán)公司井控檢查發(fā)現(xiàn)的井控設(shè)計(jì)問題進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)井控設(shè)計(jì)的管理水平有待提高。

1 井控設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

近5年集團(tuán)公司井控設(shè)計(jì)現(xiàn)狀歸納如下：

1）井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)充分考慮了壓差卡套管和井涌關(guān)井安全余量因素，提高了整體安全系數(shù)。

2）以滿足鉆井過程井控安全為前提，同時(shí)也作為完井工藝及油氣增產(chǎn)措施，提高了套管頭和套管完井管串抗內(nèi)壓強(qiáng)度，提高了井筒壽命。

3）孔隙壓力和破裂壓力剖面精度明顯提高，井身結(jié)構(gòu)、鉆井費(fèi)用更加科學(xué)合理。

4）井控設(shè)備壓力等級(jí)選擇方面符合以下兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)要求，滿足了各類型復(fù)雜井的需要：①企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SY 1552—2012《鉆井井控技術(shù)規(guī)范》；②國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31033—2014《石油天然氣鉆井井控技術(shù)規(guī)范》[1]要求。

5）井筒全生命周期完整性設(shè)計(jì)和全過程質(zhì)量控制有了體制和機(jī)制的保障。

以井屏障設(shè)計(jì)理念為基礎(chǔ)，形成了一套包括作業(yè)前井完整性評(píng)價(jià)、作業(yè)井完整性設(shè)計(jì)和作業(yè)期間井完整性控制的井完整性評(píng)價(jià)與控制方法（圖1）。

2 井控設(shè)計(jì)要求

2.1 井控設(shè)計(jì)的總體要求

井控設(shè)計(jì)是鉆井地質(zhì)設(shè)計(jì)和鉆井工程設(shè)計(jì)的重要組成部分，是井控工藝、井控裝置、井控規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)的集中體現(xiàn)和綜合應(yīng)用[2]，是確保對(duì)地層壓力實(shí)現(xiàn)有效控制的源頭和依據(jù)。

圖1 井筒完整性評(píng)價(jià)與控制框圖

集團(tuán)公司對(duì)井控設(shè)計(jì)提出以下要求：①油氣井設(shè)計(jì)要對(duì)一口井的全生命周期控制，從建井開始到報(bào)廢的整個(gè)過程中，不論進(jìn)行何種工序、作業(yè)都進(jìn)行井控；②對(duì)地層-井眼壓力系統(tǒng)各個(gè)有關(guān)壓力都要進(jìn)行控制，或?qū)φ麄€(gè)壓力系統(tǒng)進(jìn)行控制；③不論是靜態(tài)，還是動(dòng)態(tài)，要使整個(gè)壓力系統(tǒng)保持平衡；④既要防止溢流、井噴，又要有利于保護(hù)油、氣層，有利于提高鉆井速度。

2.2 井控設(shè)計(jì)的基本要求

2.2.1 地質(zhì)設(shè)計(jì)要求

地質(zhì)設(shè)計(jì)是針對(duì)油、氣、水井油藏地質(zhì)和地理因素編制的。地質(zhì)設(shè)計(jì)應(yīng)力求準(zhǔn)確，在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上提出有關(guān)地層變化及油、氣位置與生產(chǎn)資料，以便工程設(shè)計(jì)人員和施工人員掌握[3]。

1）探井。應(yīng)提供鄰井（層）同層的生產(chǎn)資料或鉆開該井時(shí)的有關(guān)資料，包括井場(chǎng)周圍勘測(cè)情況、井身結(jié)構(gòu)與鋼級(jí)、固井質(zhì)量、儲(chǔ)層評(píng)價(jià)、井段、井液密度、預(yù)測(cè)地層壓力、預(yù)測(cè)地層硫化氫及其他有毒有害氣體含量、井溫和產(chǎn)能等。

2）開發(fā)井。應(yīng)提供地質(zhì)及產(chǎn)能資料、地層壓力（系數(shù)）、油氣比、硫化氫及其他有害氣體含量等。

3）特殊井。應(yīng)提供準(zhǔn)確的高壓層、地層壓力及漏失層資料；對(duì)氣井、淺層氣、高壓油氣井、高氣油比井、預(yù)測(cè)油氣產(chǎn)能，做出明確提示。

2.2.2 工程設(shè)計(jì)要求

工程設(shè)計(jì)要求：①滿足井控要求的井場(chǎng)與設(shè)備布置；②合理的鉆井液密度；③合理的井身結(jié)構(gòu)；④確保井控安全的井控裝備系統(tǒng)；⑤嚴(yán)格的井控設(shè)備安裝、試壓規(guī)程；⑥完善的井控技術(shù)措施和應(yīng)急預(yù)案。

2.2.3 其他要求

1）井控設(shè)計(jì)必須在國(guó)家及行業(yè)有關(guān)法律法規(guī)要求范圍內(nèi)編制，應(yīng)依據(jù)井控規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)，按規(guī)定程序逐級(jí)進(jìn)行審批，這是確保井控安全的重要組成部分。

2）在設(shè)計(jì)井位確定以后，要清楚應(yīng)遵守的法律、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定。

3）無(wú)論是在國(guó)內(nèi)或國(guó)外、海上或陸上作業(yè)，都應(yīng)該遵守所在國(guó)家和地區(qū)的各種法規(guī)。

3 井控設(shè)計(jì)存在的問題分析

3.1 設(shè)計(jì)變更管理不規(guī)范

井控設(shè)計(jì)變更管理不規(guī)范主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)管理制度未建立或制度要求不具體，變更管理不到位，評(píng)審論證不落實(shí)等。例如某設(shè)計(jì)單位沒有鉆井和地質(zhì)設(shè)計(jì)變更管理的制度性文件[4]。地質(zhì)設(shè)計(jì)責(zé)任表簽名為打印標(biāo)準(zhǔn)字體。某井溢流壓井結(jié)束后，鉆井液密度大于設(shè)計(jì)最高密度，未見到設(shè)計(jì)變更資料。某井地質(zhì)設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)中變更設(shè)計(jì)審批簽字人前后不一致。未針對(duì)該井（預(yù)探井）表層套管下深淺存在的井控風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)審論證。部分鉆井工程設(shè)計(jì)變更審批與原設(shè)計(jì)審批程序不一致。

3.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容存在缺項(xiàng)

井控設(shè)計(jì)內(nèi)容存在缺項(xiàng)主要包括部分設(shè)計(jì)單井?dāng)?shù)據(jù)不全，鄰井?dāng)?shù)據(jù)缺失，風(fēng)險(xiǎn)提示內(nèi)容不全，防控措施不具體等。例如某井的設(shè)計(jì)存在本井或鄰近地質(zhì)及工程數(shù)據(jù)缺失現(xiàn)象，對(duì)口井周邊環(huán)境描述不清，風(fēng)險(xiǎn)提示不具體。某井鉆井地質(zhì)設(shè)計(jì)未提供全井段的三壓力剖面，缺少高壓層風(fēng)險(xiǎn)提示。工程設(shè)計(jì)中沒有本區(qū)域歷史井控風(fēng)險(xiǎn)提示內(nèi)容，地質(zhì)設(shè)計(jì)沒有井控設(shè)計(jì)條款。

3.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容相互沖突

井控設(shè)計(jì)內(nèi)容相互沖突主要包括工程設(shè)計(jì)與地質(zhì)設(shè)計(jì)不一致、施工設(shè)計(jì)內(nèi)容與工程設(shè)計(jì)不一致等。例如某井地質(zhì)設(shè)計(jì)提示該井不含硫化氫，工程設(shè)計(jì)提示該井硫化氫濃度在6~200mg/L；另外一口井地質(zhì)設(shè)計(jì)確定為一級(jí)風(fēng)險(xiǎn)井，工程設(shè)計(jì)確定為二級(jí)風(fēng)險(xiǎn)井。

3.4 設(shè)計(jì)編制缺乏針對(duì)性

井控設(shè)計(jì)編制缺乏針對(duì)性主要表現(xiàn)在制定的設(shè)計(jì)要求不具體、不明確，對(duì)施工指導(dǎo)性差，針對(duì)性不強(qiáng)。

例如某井設(shè)計(jì)井控裝置的壓力級(jí)別為70MPa，但在設(shè)備安裝要求中將21、35MPa井控裝置的安裝要求也寫進(jìn)設(shè)計(jì)。個(gè)別井鉆井工程設(shè)計(jì)中未對(duì)內(nèi)防噴工具數(shù)量及技術(shù)規(guī)范進(jìn)行要求。某井地質(zhì)設(shè)計(jì)中，地層壓力預(yù)測(cè)圖顯示目的層位的壓力系數(shù)高于1.3，但是工程設(shè)計(jì)中的壓井液密度僅為1.07 g/cm3。某井卡水補(bǔ)孔工程設(shè)計(jì)未明確井控裝置的選型、試壓要求，未明確壓井液類型與數(shù)量[5]。

3.5 地質(zhì)設(shè)計(jì)中地層壓力和破裂壓力數(shù)據(jù)不全面

某井地質(zhì)設(shè)計(jì)未提供本井或鄰井地層壓力。某低效油氣田的地質(zhì)設(shè)計(jì)未提供地層破裂壓力曲線。某勘探開發(fā)公司，地質(zhì)設(shè)計(jì)未提供鄰井目前地層壓力。

3.6 工程設(shè)計(jì)指導(dǎo)性不強(qiáng)

某井原鉆井液密度根據(jù)地層壓力系數(shù)設(shè)計(jì)為1.35~1.75 g/cm3，后來(lái)根據(jù)井控例會(huì)要求變更為1.80~1.90 g/cm3（施工中可根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整鉆井液密度，以井下安全為原則），實(shí)鉆鉆遇高壓水層，密度最高達(dá)到2.12 g/cm3。

3.7 設(shè)計(jì)管理存在漏洞

井控設(shè)計(jì)管理存在漏洞集中體現(xiàn)在無(wú)設(shè)計(jì)審批程序、未嚴(yán)格執(zhí)行細(xì)則、未執(zhí)行設(shè)計(jì)變更程序。例如，未明確鉆井設(shè)計(jì)審批程序和審批等級(jí)，設(shè)計(jì)引用標(biāo)準(zhǔn)未引用最新標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)變更的設(shè)計(jì)人與原設(shè)計(jì)編制人不同，工程設(shè)計(jì)防噴器二開前試壓表格要求試壓17MPa，文字描述試壓10MPa。

3.8 井控裝備選配存在漏洞

某油氣田鉆井工程設(shè)計(jì)對(duì)節(jié)流壓井管匯、內(nèi)控閥門等井控裝備配備要求未明確材料級(jí)別、產(chǎn)品規(guī)范等級(jí)，不符合GB/T 20972.1—2007、GB/T 20972.2—2008、GB/T 20972.3—2008、SY/T 5323—2016 標(biāo)準(zhǔn)的要求。某鉆探公司某井使用的兩套EE級(jí)壓井管匯都存在DD級(jí)閥門。

4 提升井控設(shè)計(jì)質(zhì)量的管理對(duì)策

4.1 加強(qiáng)落實(shí)井控責(zé)任制

油田企業(yè)項(xiàng)目建設(shè)與設(shè)計(jì)單位完善井控方案設(shè)計(jì)審核審批制度，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)井控工作的重要性、科學(xué)性和嚴(yán)肅性，把好設(shè)計(jì)源頭，排除隱患。

4.2 做好項(xiàng)目流程設(shè)計(jì)

對(duì)風(fēng)險(xiǎn)較高的井重點(diǎn)研究，采取一井一策，一井一審核。在設(shè)計(jì)上還要統(tǒng)籌考慮成本投入合理、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)合理、安全指標(biāo)符合企業(yè)和社會(huì)環(huán)境的需要。對(duì)風(fēng)險(xiǎn)較低的探井、開發(fā)井、兩淺井強(qiáng)調(diào)作業(yè)程序，重點(diǎn)解決研究淺漏失層、淺注水層帶來(lái)的突發(fā)意外安全事故。

4.3 嚴(yán)肅設(shè)計(jì)變更管理

井控要求發(fā)生改變時(shí)，及時(shí)做好鉆井工程設(shè)計(jì)的變更或補(bǔ)充設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)委托單位要下達(dá)變更設(shè)計(jì)編制任務(wù)，由原鉆井設(shè)計(jì)編制單位做出鉆井工程設(shè)計(jì)的變更或補(bǔ)充設(shè)計(jì)，嚴(yán)肅審批設(shè)計(jì)流程。

4.4 堅(jiān)持做好設(shè)計(jì)回訪制度

設(shè)計(jì)人員定期、不定期到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行跟蹤調(diào)研，及時(shí)掌握設(shè)計(jì)中的不足，采取相應(yīng)的整改措施，開展補(bǔ)充設(shè)計(jì)，保證設(shè)計(jì)的針對(duì)性、科學(xué)性和可操作性。

4.5 不斷提高井控設(shè)計(jì)管理水平

進(jìn)一步加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)培養(yǎng)，學(xué)習(xí)、調(diào)查、研究，始終貫徹積極井控理念，使井控設(shè)計(jì)更具指導(dǎo)性和可操作性。

4.6 針對(duì)特殊區(qū)域完善設(shè)計(jì)方案

進(jìn)一步提高深層天然氣井、分支井及欠平衡鉆井的設(shè)計(jì)能力，針對(duì)特定區(qū)域的井控特點(diǎn)及難點(diǎn)，積極制定和完善“三高”、“兩淺”井的井控設(shè)計(jì)方案，從工藝技術(shù)、抗硫套管的選擇、井控裝備配套、放噴管線連接標(biāo)準(zhǔn)等方面，按照高壓高含硫進(jìn)行設(shè)計(jì)。