元坝气田超深井固井工程管理和现场监督

涂君君，刘 飞

1.中国石化西南石油局(四川成都610800)

2.中国石化石油工程技术研究院(北京100101)

元坝气田超深井固井工程管理和现场监督

涂君君1，刘 飞2

1.中国石化西南石油局(四川成都610800)

2.中国石化石油工程技术研究院(北京100101)

元坝气田因储层埋藏超深，地质结构复杂、岩性多变，地层流体多样，多套压力体系共存，为高温、高压、高产、高含硫气田，该区域的固井工程面临着各种各样的世界级难题。在本区域的已钻井固井施工过程中，元坝气田项目部和监督总结出了一套适合本区块深井固井过程管理和现场监督的经验、方法，为下步其他同样难度的气田开发提供了管理经验和实践基础。

元坝气田;超深井;固井工程管理;现场监督

元坝气田位于四川省广元市、南充市和巴中市交界处，是目前国内气藏埋藏最深的区块之一，陆相气藏平均井深5 000m左右，海相气藏平均井深在7 000m左右［1-2］。元坝气田开发的特点:第一是井下温度高，地温梯度为2℃/100m左右，井深为7 000m时井底温度超过了150℃;第二是井底压力高，以长兴组为目的层的井完钻泥浆密度都为1.50g/cm3以上，井底压力超过100MPa;第三是气层活跃，产量很高，以元坝103H井为例，测试天然气无阻流量超过700×104m3/d。该区块因储层埋藏超深，穿越陆海相，地质结构复杂、岩性多变，地层流体多样，多套压力体系共存，高温、高压、高产、高含硫，使得该区域的固井工程始终面临着各种各样的世界级难题。

该地区勘探井一般为直井或大斜度井，采用四开或五开制井眼，射孔完井;开发井评价井多为大斜度井或水平井，采用四开制井眼，水平段长500～800m，衬管完井［3-4］。

针对固井方面的难点，固井专家提出了许多的应对方案［3-4］，如:优选防气窜水泥浆体系;易漏失段采用低密度水泥浆等。

1 固井过程管理和现场监督

对于该区块的深井固井难题，仅提出解决方案是远远不够的，还要将这些方案应用到现场的固井施工作业当中，在固井施工过程中去监督、执行这些方案。元坝气田开发建设项目部和监督方在固井施工的过程中，逐渐总结出了一套适合本区块深井固井过程管理和现场监督的经验、方法。

1.1 完善了固井技术管理

一是制定相关的固井管理办法、施工细则、管理程序等文件，规范了固井施工程序，将固井施工的各个环节细化分解，使各项准备工作和现场施工有序地运行;二是规范了固井施工设计的编写和审查程序，坚持做到“先设计后施工”的固井管理程序，严格执行固井施工设计的审核程序，即固井公司作出固井施工设计初稿，由钻井公司初审，修改后由元坝气田开发建设项目部、固井监督及中石化石油工程技术研究院(技术支撑)等固井相关方再进行会审，之后再交天然气工程管理部组织专家终审，修改后最后形成终稿下发执行。在规范审核设计程序的同时，对各固井施工单位的设计格式也进行了规范;审核固井施工设计时严格按照现有的最新川东北地区固井相关标准和规定执行;审核中重点审核的内容是:井下的基本情况、固井难点、固井方案、通井要求、地层动态承压能力的要求、泥浆性能及处理要求、防窜防漏要求、主要施工措施、工具附件检查准备、合理浆柱结构确定、水泥浆性能要求及各种发散试验、现场施工水泥浆取样要求、关井加压候凝操作等，力求做到使设计科学、合理、可行;三是规范了水泥浆实验监督程序，在每次固井施工前，都要求在具有中石化准入资质的第三方检测机构对水泥浆的各项性能指标进行复核，直致达到设计要求的性能指标后才能进行注水泥施工作业。

1.2严格执行现场的“四会”制度

固井施工设计后开现场固井协调会、下套管作业前开下套管作业准备会、注水泥施工作业前开固井施工交底会和施工作业后开施工资料汇总和总结会制度［3］。一些重点井，在做固井施工设计前，还要进行固井方案讨论，首先确立该井固井的基本方案然后再由施工单位做固井施工设计。参加“四会”的人员是钻井公司、钻井队、泥浆公司、下套管队、固井公司、水泥浆服务公司、套管工具附件商、套管厂家现场服务人员、套管头厂家现场服务人员、中石化石油工程技术研究院、元坝气田开发建设项目部和固井监督，以及现场的钻井、地质监督。由于在整个固井过程中，时间紧任务重，固井质量严重影响着整个油气井的安全生产，所以固井过程的安全以及固井质量至关重要，要求整个固井过程中所有的单位必须都参与到“四会”中来，能够第一时间进行沟通协调，这样可大大提高工作效率。

1.3 加强现场检查和监督

固井是个系统工程，技术方案的落实需要各个施工单位的密切配合。如井眼准备、水泥浆试验、设备检查与准备、工具准备等等，因此通过加强对整个准备过程的管理，制定并完善了三级检查制度:在每次固井施工前，由钻井队按照施工设计要求完成井眼准备、设备准备及下套管准备在内的一级检查;固井公司进行水泥浆准备、施工车辆及设备检查等二级检查;固井监督完成施工前的三级检查;所有准备工作到位后方可进行固井施工，保证了固井施工的顺利、安全进行。

现场施工是固井工程的最后一个环节，也是最关键的环节，为此制定了标准的现场监督程序，严格按照川东北固井技术规范［2］和固井施工设计的要求，召开固井施工协调会和交底会，并在现场认真检查井眼准备、设备准备、水泥浆准备、工具准备和人员准备等。任何一项工作不到位，均不允许进行施工。在施工过程中，加强了对施工参数的监控，要求严格执行固井施工设计要求，保证现场施工的平稳进行，同时也保证了固井施工质量。如果在固井施工过程中出现施工异常情况，现场固井监督根据情况要及时提出，并督促整改，避免固井施工事故的发生。现场监督工作对严格执行固井施工设计、保证施工的正常进行、解决处理有关问题、提高固井质量都起到了十分重要的作用。

根据该区块深井固井的特点，监督管理方在固井施工过程中采取过程全方位监督，保证监督覆盖到固井过程的每一个环节。固井施工的全覆盖就是指从下套管前开始，固井监督就到现场进行驻井监督，不但监督固井施工的过程，还监督下套管，以及固井后的井口坐挂。在套管头顺利坐挂到位以后，固井监督才离开现场，这种监督方式确保了整个固井工程的顺利进行，保证了各个衔接环节的质量。业主方在固井施工时也派固井主管到固井施工现场把关，协调、处理有关重大事项，也参与固井现场的监督工作，遇到固井监督无法解决的问题，固井主管可以当场进行处理。

1.4 加强固井施工队伍和水泥浆服务商的管理

为了确保固井质量和规范固井市场，保证进入元坝地区的固井施工作业队伍和水泥浆服务商的有效性、技术先进性，业主方对固井施工作业队伍和水泥浆服务商进行清理、检查、排序等工作，使他们看到了自己的缺点和差距。通过这些工作，加强了固井施工作业队伍和水泥浆服务商的管理，增强了固井施工作业队伍和水泥浆服务商的施工服务理念以及不断进步的进取意识，也提高了他们自觉加压的市场竞争意识。

1.5 搭建交流平台，组织相互学习

为了提高固井管理水平，交流最新固井动态，不定时召开固井质量分析会和技术交流会，不定期组织召开由各钻井、固井施工单位、服务公司等参加的固井质量分析会。各固井施工单位一起交流经验和教训，互相学习取长补短，一些好的技术得到应用，好的措施得到推广，有的意见和建议还补充和完善了元坝地区的固井技术规范和标准。通过分析典型井固井实例，加强各施工单位之间的交流，找出了值得借鉴的工作经验，总结了教训，协调解决了业主和承包商之间的问题。对一些出现固井质量问题的井，及时组织有关单位和人员认真分析问题的原因，制定整改的措施，防止类似问题再次发生。定期召开年度固井工作总结会，总结一年来的固井工作，分析存在的问题，找出差距，制定下一年度工作计划和措施。通过学习交流和总结，促进了元坝地区整体固井技术水平和管理水平的提高。

1.6 组织技术方案研讨，解决现场固井技术难题

针对特殊井和复杂井的固井问题，及时组织专家和相关单位进行单井固井质量的讨论和分析，提出解决问题的方案，确保固井质量。通过分析论证，把准了问题关键，制定了针对性的技术方案，通过多次召开专题会议进行研究，解决了系列难题。如:小井眼、小间隙固井、特殊尺寸的套管扶正器及水泥头、套管头芯轴悬挂器、套管悬挂器、分级箍、套管附件及成套的下套管工具等等。这些固井工艺在先期开钻的井进行摸索和试验，为下一批次的开发井的固井施工提供了宝贵的经验和有效的解决方案。

1.7 固井质量对比

经过元坝天然气项目部以及相关部门的努力，2012年元坝地区固井质量与2011年对比如表1所示。

从表1中可以看出，2012年固井工作量相比2011年明显增加，元坝气田一期产能建设平稳进行，在元坝气田项目部和监督以及相关部门的努力下，使2012年固井质量优秀率由2011年的35.7%提高到41.3%，优良率提高到46.16%。在这一年中虽然取得了一定的进步，但是还是远远不够的，所以要不断完善技术管理，不断提高工艺技术水平和现场施工关键环节把控力度，争取使得元坝气田固井质量能更上一个台阶。

表1 2012年与2011年固井质量对比表

2 管理和监督的建议

在固井工程管理和监督方面，元坝地区已经总结出了一套行之有效的经验和方法，但也存在不足之处，认真总结管理和监督工作，有以下建议:

1)要加强固井生产组织。超前考虑、超前准备，尽可能缩短中完时间:在每口井固井施工设计评审前召开固井方案讨论会，充分协调、各方面分头准备;要求钻井施工队伍重视前期井身质量控制，采用满足大于套管刚性强度的钻具结构通井，缩短通井时间;根据地层承压情况，确定合适的水泥浆密度，减少承压试验时间。目前部分井还存在固井物资供应不及时不到位的情况，下步要充分协调好物资生产厂家和物供部门的沟通和协调工作。

2)要强化固井全过程的监督。进一步强化现场固井监督作用，加强管理，抓紧固井施工过程的每个环节，每个岗位都要安排有经验、有责任心、懂专业的技术人员盯岗。岗位落实到人，固井中心及现场监督加强监督，强化管理，严格按照施工设计进行施工，同时不断提高自身技术水平和人员配备。

3)要切实做好水泥浆性能试验。小样实验、水泥浆发散实验、大样复查实验工作，水泥浆性能达不到《川东北天然气井固井技术规范》和设计要求，不得进行固井施工作业，特别是要适当控制固井水泥浆尾浆稠化时间，一般要求在保证安全施工的基础上附加一定的安全时间，以确保给后续的套管头坐挂留有充分的时间。

4)要加强对固井承包商的管理。完善固井承包商准入制度，定期对各个固井公司和水泥浆体系承包商的服务质量和固井质量进行考核评比，加强对水泥和外加剂等原材料的检测，聘请专业科研单位认真对水泥浆体系进行评价优选，防止不合格品流入元坝市场，陶汰不合格的承包商。

［1］贾承造，魏国齐，姚慧君，等.盆地构造演化与区域构造地质［M］.北京:石油工业出版社，1995.

［2］QSH0014-2009川东北天然气井固井技术规范［S］.

［3］刘强，周密，李雨威.元坝21井超高密度水泥浆固井技术［J］.天然气勘探与开发，2013，36(3):81-84.

［4］陈道元.元坝10侧1井尾管固井管串完整性验证技术［J］.钻采工艺，2014，37(4):105-107.

［5］马庆涛，郭敏，葛鹏飞，等.干井筒固井技术及在元坝区块陆相井的应用［J］.钻采工艺，2014，36(5):18-22.

［6］沈琛.钻井工程监督［M］.北京:石油工业出版社.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

尉立岗

2015-03-11

国家重大专项“海相碳酸盐岩油气井固井完井技术研究”(2011ZX05005-006-004-002);国家自然科学基金项目《酸性气体对固井水泥石的腐蚀机理及控制机制》(51374218)。

涂君君(1982-)，男，工程师，现从事石油钻井、固井工作。