提高金坛储气库造腔井井下作业时效的几点思考

唐礼骅，张 格，戴 鑫

中国石化江苏油田分公司石油工程技术研究院 (江苏 扬州 225009)

提高金坛储气库造腔井井下作业时效的几点思考

唐礼骅，张 格，戴 鑫

中国石化江苏油田分公司石油工程技术研究院 (江苏 扬州 225009)

分析了中国石化金坛储气库4口先导造腔井在造腔期间影响作业时效的井下复杂情况和设备不配套等主要原因。通过对这些原因的分析和总结，进行优化作业工序、完善技术规范和设备配套，并建立作业示范队伍，提高了作业时效，节省了作业费用。

储气库;造腔井;井下作业;作业时效

地下储气库在用气调峰和保障供气安全上具有不可替代的作用，因而地下储气库的建设受到许多国家的重视。天然气生产和消费大国都把地下储气库的建设作为整个天然气上下游一体化利用的一个重要组成部分进行总体规划［1］。盐穴储气库水溶造腔就是根据水溶采矿的原理，通过采出卤水，利用在地下形成的溶腔作为存储空间。

地下储气库通常采用单井建库方案，这是最简单也是最常用的造腔方式。造腔是一个较漫长且复杂的工程，在造腔期间需要经常进行声纳测腔、探底作业等，来了解各阶段腔体形态、腔底的真实深度和腔体发展趋势，及时调整方案和生产参数，以确保最终溶出的腔体在形态和体积上满足安全、经济等要求［2］。其基本原理和生产过程:钻一口井到达盐层后，将技术套管下入到盐层顶部固井，再钻至盐底并裸眼完井，然后在井内下入二层套管作为生产管柱(自内向外依次为:中心管、中间管)，向井内注入淡水并采出卤水，自下而上逐层溶漓造腔，并利用油、水互不相溶和油密度小，且油不溶解矿物的特性，注入柴油作为保护液控制盐的上溶速度，利用盐的侧溶尽量使得腔体向横向发展，溶解造腔一段时间后，腔体直径达到阶段要求或腔底受到盐层内不溶物掉落堆积而抬升并掩埋了部分生产管柱，需要调整生产管柱深度、保护液(油垫)位置等生产参数，采用逐段上提中间管柱，同时保护剂随之逐层提升，经过多阶段调整生产后达到最终的腔体形态，如图1所示。

图1 地下储气库造腔示意图

1 作业时效统计与分析

自2013年11月至2014年10月，中国石化金坛储气库4口造腔先导井陆续进行了调整管柱、测腔、气密封测试作业，5次作业累计工期121d，设计工期78.5d(表1)，实际工期大大超出了预定工期。

表1 历次作业工期与设计工期对比

通过分析4口先导造腔井以上5次作业情况，总结得出影响施工进度主要有以下几大因素。

1.1 井下复杂情况因素

在整个造腔过程中，由于循环方式、生产参数调整，以及生产时造腔外管和造腔内管管柱内流速的瞬时变化，产生对管柱寿命有严重影响的水击，结果造成造腔内管、外管弯曲变形，甚至断裂，这些井下复杂情况的发生将导致起生产管柱困难，甚至无法起出等情况，需要增加管柱解卡、井下切割等额外作业。4口先导井作业过程中均出现了造腔内管弯曲的井下复杂情况(图2～图5)，其中MZ1井的井下管柱弯曲情况最为严重，造成了φ177.8mm(7＂)中间管严重弯曲并损坏了固井水泥环，φ177.8mm(7＂)中间管深度无法调整，管柱水力切割才被起出，由于井眼被破坏管柱无法下入预定深度，只能对井眼进行了扩眼处理，严重耽误了工期。

图2 M Z1井中心管弯曲情况

图3 M Z1井中心管断裂情况

图4 J103井中心管弯曲情况

图5 J103井中心管断裂情况

1.2 工具不配套因素

采卤树不统一。目前中国石化在金坛地区有4口先导井进行造腔生产，由于4口井完钻、投产时间跨度较长，造成了最先完钻投产的MZ1井采用的采卤树与其他3口井不同，造成井口悬挂器型号不同，悬挂器提升短节不通用，针对MZ1井悬挂器的特殊丝扣需另外加工提升短节，耽误工期。

工具不配套。由于从事造腔作业的队伍主要是从事油水井修井的，对于造腔井井下作业工序以及作业过程中出现的一些井下异常复杂情况缺乏判断，施工准备期间未能配套齐全工具。例如，MZ1井出现φ177.8mm(7＂)中间管弯曲起钻遇卡、无法解卡起出等问题，需要进行管柱井下水力切割作业，现场及该作业单位无相应尺寸的水力割刀，只能联系其他单位，采购合适工具及签订技术服务合同，严重耽误了工期。

1.3 工序不够优化因素

每次测腔前需要调整中间管深度，由于中间管环空内有大量柴油保护液，调整管柱前需要将环空内柴油退出，泄压以防柴油喷出造成污染。而每次退出的柴油，受到当前项目组还没有注采站和储油场所限制，无场所放置，必须注入其他造腔井内。而等到测腔结束后，需要回注油垫时，再次从其他井内退出柴油，造成工序的重复。

1.4 队伍不稳定因素

连续更换队伍。涉及的5次作业先后由3支作业队伍负责施工，而作业队伍主要从事油水井作业，对储气库造腔井作业工序未接触过，每更换一次队伍，新队伍需要一个熟悉的过程，施工中需监督全程指导，施工队伍对整个施工工序不熟，造成施工连续性差，影响作业工期。

2 提升储气库造腔井井下作业时效的几点思考

2.1 建立示范队伍、提高施工队伍素质

针对施工队伍不固定的情况，监理单位如实向甲方反映，同时也建议乙方固定一支作业队伍负责储气库造腔井作业施工，并树立示范队，专业从事储气库造腔井的井下作业施工，提高施工队伍的整体技术水平。同时建立相应的技术规范，让相关人员在执行程序时有据可依［3］。

2.2 配齐相应的工具、设备并建立维护制度

配套齐全井口装置及作业设备并建立设备工具维护保养制度:①规范采用统一标准的井口装置，4口先导井之后完钻的造腔井均采用同一型号井口装置，对于MZ1井的特殊井口单独配备了对应的提升短节;②对于处理井下复杂情况的工具进行了完善和配套，配置了φ177.8mm(7＂)套管ND-S178水力割刀、φ215.9mm三牙轮钻头、螺杆钻具等，以应对各种井下复杂情况;③配套地面注油泵、管线快接头等地面洗井、退注油作业工具;④建立设备的保养、维护制度，加强了设备、工具的管理，确保设备、工具处于良好状况，保证施工的安全和效率［4］。

2.3 加强工艺的研究与工序优化

4口造腔先导井先后进行了5次测腔、气密封测试、调整生产管柱作业，进行相关工序的优化，施工效率得到了一定的提高，但也发现对于声纳测腔仪器的工作原理和范围还存在不同的看法，某些工序施工的效果远达不到设想的目的。比如利用原管柱探底工序，5次作业中进行了3次原管柱探底，但均没有探到腔底，所以在以后的作业中，建议取消类似原管柱探底的无效或效果甚微的工序，对测腔仪器工作原理、范围进行讨论，尽快完善测腔前后的准备工序。

2.4 加强质量控制管理

造腔井井下作业是一项系统工程，经常涉及到多家施工单位协同作业，整体协调组织是保障施工安全、提高作业时效的基础。对于监督而言，施工前需要制定详细的监督计划，特别是重点工序、质量关键点的控制措施［5］。

3 结论

通过对井口设备的规范统一、配套齐全相关作业工具、设备，固定并建立示范队伍，并对声纳测腔原理和该仪器的操作规范进行研究，优化了作业工序，使得原先一次测腔、退注油、调整生产管柱作业的工期需要15d以上缩短到目前的12d左右，提高了作业时效，节省了作业费用，也为造腔生产赢得了宝贵时间。

［1］丁国生，李文阳.国内外地下储气库现状与发展趋势［J］.国际石油经济，2002，10(6):23-26.

［2］李银平，杨春和，施锡林.盐穴储气库造腔控制与安全评估［M］.北京:科学出版社，2012.

［3］沈琛.井下作业工程监督［M］.北京:石油工业出版社，2005.

［4］石兴春.井下作业工程监督手册［M］.北京:中国石化出版社，2008.

［5］吴奇.井下作业监督［M］.北京:石油工业出版社，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

唐礼骅(1978-)，男，高级工程师，主要从事采油工艺和完井试油、作业监督工作。