海上油田永久棄井施工工藝技術研究及發展建議

劉鵬飛，張騫鋒

中交海洋建設開發有限公司，天津 300457

隨著海上油氣開發進程的不斷推進，我國部分海上油氣井已經處于生產末期，據不完全統計，近30年我國需要棄置的海上油氣井超過2000口[1]。海上油井停產后如不進行妥善的棄置處理，會產生較大影響。我國海上石油工業起步較晚，棄井施工尚不成熟，因此，對海上永久棄井施工工藝的研究具有重要的指導意義。

1 海上永久棄井施工的技術標準

國際上關于海上永久棄井的施工尚未形成系統、全面、統一的技術標準。以美國、英國為代表的歐美發達國家建立了相對系統、全面的技術標準。目前，亞洲地區只有馬來西亞和泰國制定了相關技術指南。隨著海上油氣開采的推進，我國已經開始建立有關油田棄井的相關標準。

（1）英國標準。海上棄置辦公室是英國政府海上油田設施棄置的主管部門，英國以1998年OSPAR頒布的《保護東北大西洋海洋環境公約》為主要技術框架，并遵守IMO于1989年頒布的《關于移除大陸架和專屬經濟區的近海設施和結構的準則和標準》，包括設施棄置后水下殘留部分的最高點至海面至少為55m，以確保通航安全；井口、管匯和閥門等必須拆除。

（2）美國標準。安全與環境執法局是美國海上油氣生產設施棄置的監督管理部門，確保海上石油和天然氣的勘探安全和環境保護，主要內容包括所有海上設施需拆除至泥面以下4.6m。

（3）馬來西亞標準。馬來西亞國家石油公司是馬來西亞海上油氣生產設施棄置的監管主體，以《PETRONAS上游活動程序和指南》為技術依據，同時遵守IMO《關于移除大陸架和專屬經濟區的近海設施和結構的準則和標準》，主要包括井口應全部拆除，根據海床淤積和侵蝕速率，切割深度應低于泥面0～2m。

（4）泰國標準。泰國油氣行業的監督管理歸口部門是能源部下屬的礦物燃料局，泰國棄井技術要求主要參考美國相關要求，包括所有井口需切割至泥面以下約4.6m。

（5）中國標準。中國海上棄井主要管理辦法包括《海洋棄井作業規范》[2]《海上油氣生產設施的廢棄處置管理暫行規定》[3]《海上固定設施及海管海纜棄置發證檢驗指南》等。我國針對海上棄井的技術標準如下：永久棄井的最后1個水泥塞的長度不應小于50m，且水泥塞頂面位于海底泥面以下4～30m；領海以內海域永久棄井的所有套管、樁和井口裝置等應切割至海底泥面以下4m，領海以外海域殘留的井口設施不得妨礙其他海洋功能。

2 海上永久棄井施工的一般工藝技術

海上棄井施工工藝流程如圖1所示。

圖1 海上棄井施工工藝流程

2.1 棄井施工準備

棄井施工實施前需制訂合理的施工方案，確保封井施工順利進行并合理控制施工費用。

（1）棄井井史數據的收集整理。棄置井的勘探、開發歷史數據是棄井施工順利進行的基礎。施工方必須清楚掌握棄置井的井身資料、生產層位資料、井下特殊地層情況、井下設備組成、修井情況等相關信息。

（2）棄井施工方案的制訂。棄井施工并不能帶來經濟回報，因此在滿足安全、環保要求的前提下，必須控制施工成本；明確施工技術標準及棄井目標，并根據井史資料，制訂合理的施工計劃、流程，以節約成本為目標，選取合適的船舶裝備，制訂實時計劃，確定施工技術難點，從而制訂專項施工方案。

2.2 洗壓井

為了避免棄置井中的污染物對施工產生影響以及平衡地層壓力，應進行洗壓井施工。（1）接洗壓井管線，用泥漿泵對管線試壓，壓力根據棄置井的地層壓力調整；打開采油樹主閥，觀察油套壓并做記錄，大排量反循環洗井，根據現場調整泵壓，直至井口返出液干凈。（2）觀察油套壓，如有壓力，泥漿泵反循環洗壓井，洗壓井液密度根據地層壓力情況計算得出，并根據現場情況進行調整，控制反循環洗井的泵壓和井口壓力，避免漏失量過大，直至井口返出液干凈。停泵觀察井口溢流情況，確認井內無溢流，再進行下一步作業。

2.3 井口處理

洗壓井施工完畢之后，需要對井口設備進行拆除和回接處理，主要包括拆采油樹、組裝防噴器組及立管。（1）觀察油管及環空，確認無溢流。（2）拆地面洗壓井管線，拆采油樹，拆卸、提升采油樹時注意井口和水面施工平臺保持聯系暢通。（3）組裝水下防噴器組，并對防噴器進行功能試驗，確保防噴器工作正常。（4）連接壓井和放噴管線。（5）對防噴器進行試壓，壓力根據棄井井口壓力實際情況選取，如渤海灣某棄井施工時選擇14MPa的壓力并試壓15min，壓力不下降則防噴器視為合格。

2.4 回收生產管柱

生產管柱即油管，通常處于生產套管的內部，通過油管掛懸掛在井口，處于相對活動的狀態。（1）準備回收生產管柱所需的工具、設備，如油管鉗、油管卡瓦等。（2）將油管掛頂絲全部退到位，緩慢上提油管，解封封隔器，密切注意懸重的變化，如果懸重變化陡增，停止上提管柱，排查原因。（3）確認封隔器解封后，靜置一段時間，觀察環空壓力，關注漏失情況。（4）上提管柱，將油管掛提出油管四通，接循環頭及高壓管線，泥漿泵正循環一個井筒容積，確認無油氣后進行下步作業。（5）繼續上提管柱，起出油管掛至井口，回接控制管線，打開井下安全閥。施工時注意保護井口，控制提升速度，及時補充壓井液。

2.5 套內處理

在注水泥封堵井眼之前，通常需要對套管內部進行處理。（1）對井筒故障情況進行判斷，特別是套管損壞情況及地層漏失情況。（2）如果發現井下有落物，需判斷落物種類及大小，選取合適的打撈、解卡工具進行處理。（3）如果井下套管發生變形，應采取大修沖脹、磨銑等整形或打通工具對套管故障進行治理。（4）進行井眼清洗，保證套管壁無雜質、結垢、油污，井筒內進行清潔，為注水泥施工做好準備。

2.6 注水泥封井及套管回收

為了節約成本，常采用分段注水泥封井施工，同步進行套管分層切割回收。（1）下入注水泥管柱，將橋塞下到設計位置，進行水泥試注。下管柱時控制下入速度，不可強壓通過。（2）關上板防噴器，開泵循環，對橋塞試壓。（3）擠水泥到設計高度，上提注水泥管柱，水泥候凝。（4）測固井質量。（5）優選切割點，下入套管切割工具，切割套管。（6）套管割斷后，起出切割工具。（7）下入套管撈矛，打撈切斷的套管。（8）重復注水泥封井、套銑、切割、打撈套管工序，直至表層套管取出，且最后一段水泥柱滿足技術標準要求。

2.7 封后井口處理

封井完成后割掉井口，裝封井口帽子封堵井口，常采用可開啟式和水泥永久式；使用定位系統對井口坐標重新定位，并在井口設置永久標示，注明風險及井號。

3 我國海上棄井施工工藝發展建議

3.1 完善海上棄井法律法規及規范標準

完善的法律法規及規范標準是海上棄井施工的依據，雖然我國已經建立了部分配套的規范標準，但存在寬泛、標準較低等問題。在石油勘探開發市場化的發展趨勢下，有必要建立并完善與棄井相關的法律法規。

3.2 大力研發先進的海上棄井施工配套工具及設備

棄井施工是一個復雜、煩瑣的工程，需要大量設備、工具等協作完成，先進的施工設備或工具可以減少施工工序，大幅度減少施工時間和降低成本，甚至可對整個棄井施工工序產生革命性影響，如Ardyne公司研發的套管回收工具TRIDENT系統可完成切割與打撈兩道工序，減少了管柱起下工序，大幅度節約了作業時間；Archer公司研發的SPARTAN橋塞射孔系統可減少套管回收工序，只需要回收最表層套管即可完成棄井施工。

3.3 接軌國際，學習先進施工經驗

西方發達國家海上棄井施工起步較早，具備豐富、先進的棄井經驗，可以通過加強與國際大型公司合作，學習其先進施工經驗，結合國內實際情況，優化國內棄井施工作業。

4 結束語

施工標準、工藝、技術是海上永久棄井施工順利進行的重要保障，因此需要明確棄井的技術標準，在施工過程中針對各個環節制定合理的施工工藝。我國海洋永久棄井施工起步較晚，與發達國家存在一定距離，因此，需注重法律法規、規范標準的建立，大力研發先進設備工具，學習借鑒國外先進施工經驗，促進我國海上棄井施工的發展。