长庆油田供水井修复效益评价

杨军平，张庆平，李学军

（1.宁夏地质工程院，宁夏银川750001；2.宁夏矿产地质调查院，宁夏银川750021）

1 基本概况

近年来，某采油厂由于部分供水井在使用期间出现水量减小、出砂、井壁坍塌、井内淤积、埋泵、频繁烧泵等井内事故，使部分供水井丧失了供水能力而被迫关停。

2015年以来，为加强地下水资源的保护和管理，科学合理开发利用地下水资源，实现地下水资源安全和可持续利用，国家和地方管理部门进一步加强了水资源管理力度，实施了最严格的地下水资源保护和管理政策。继史上最严《环境保护法》于2015年1月1日施行后，地方政府也相继出台了地下水保护条例，在部分区域，一律禁止审批和新建地下水取水工程用于石油天然气生产。已经建成的用于石油天然气生产的取水供水井，采取按计划逐年削减取水总量，有计划实施关停。这些政策的落实，直接影响到油田生产供水水源和石油资源开发建设工作的整体部署。

在新建区块新井投注、老区地质配注上调后，油田生产供水紧缺问题更加突出，已成为制约油田开发所面临的亟待解决的迫切问题。同时，随着国家强令性地下水限采政策的有力执行，进一步加剧了严峻的供水形势，已对油田的正常生产产生了较大的影响。因此，面对目前及今后日趋严峻的供水形势，及时修复现有故障井、恢复供水能力，解决水源及供水问题，缓解供水压力是保证油田正常生产的急需解决的重大课题。

2 现状调查

截止2015年底，该厂所属的5个区块共建有139口供水井，为附近油井采油注水提供水源。目前正常开井53口，利用率仅为38.1%，日产水量4855m3，部分供水井因出现故障被迫关停。随着新井投注、老区配注水量上调，2015年后，地质配注需水量16200m3/d，供水能力仅为7900m3/d，预计缺水量达3445m3/d。供水量缺口较大，严重影响采区的正常生产。

据统计，目前共关停的供水井多达86口，多数供水井因井内出砂严重，下部含水层发生掩埋，导致出水量减小或因水泵频繁烧毁被迫停用。部分井的井内出现了大量涌砂或出现了井壁坍塌并造成电潜泵掩埋的井内事故，供水井无法正常运行。部分供水井在使用过程中因发生了井内潜水泵、电缆、泵管等掉落事故而导致停用。

针对本厂目前及今后日趋严峻的供水形势，在配注水量需求上调，注水压力日渐增大的形势下，为及时有效缓解供水压力，解决供水缺口，急需对现有故障供水井进行修复利用，使之恢复供水能力，是解决采区水资源紧缺现状，满足油井注水生产需求的首要任务。

3 供水井修复效益评价

供水井修复是通过可靠的技术手段，对已建供水井进行相应的修复处理，使之重新恢复供水能力。修复后的供水井，各项技术指标及性能完全达到甚至优于原建供水井，并彻底解决了裸眼井易出现的井壁不稳、出砂等一系列缺点或不足，大大延长其使用寿命。

对故障井进行修复具有速度快、用时短、成本低、废水废渣量少、不再增加占地，对环境影响破坏小，充分利用已有输水管网等配套设施，同时也符合现行环保、节水等相关政策，具有较高的社会效益和经济效益。因此，相对于重新打井建设而言，对旧井进行修复再利用有着明显的优势。所有故障供水井经本次修复改造之后，各项技术指标均优于供水井停运前水平。本次修复改造，对原孔进行扩孔，增大了进水断面。同时，经安装井壁管及过滤器，管外围填2～3mm硅质砾料，彻底避免了孔壁可能出现失稳坍塌、水泵卡阻的事故隐患。管外围填滤料后，提高了滤水挡砂能力，避免了井内出砂、埋泵烧泵等一些列可能出现的事故隐患，使供水井的使用寿命大幅延长。

通过本次修复，全面恢复关停供水井产能，达到降本增效的目的，并对今后供水井修复技术具有较高的推广价值和实践指导意义。

3.1 故障井修复利用符合国家环境保护政策

自2015年1月1日新的《中华人民共和国环境保护法》施行以来，国家及地方政府对环境保护工作更加重视，实施了史上最严格的环境保护政策。而对旧井进行修复利用，是在已有供水井基础上进行的修复作业，在已有的永久性征地范围之内进行，不再另外占用额外的土地或再次修建进场运输道路，避免了对环境的破坏，并节约了工程建设成本。同时，旧井修复较新井施工所产生的废水废渣量大幅减少，减轻了对环境的再次污染。旧井维修所投入的设备、使用的材料数量也相对较少，交通运输量不大，减轻打井物资及材料运输过程中道路及场内扬尘和噪声污染。

3.2 故障井修复利用符合地下水资源开发利用政策

当地环保部门于2015年8月发布了“关于禁止审批和新建地下水取水工程用于石油天然气生产的通知”文件中，对于地下水资源开发利用提出了诸多限制，取水许可审批管理制度更加严格，新井建设审批更加困难。因此，对关停的旧井实施修复，恢复供水能力，是解决生产用水需求的首选途径。

3.3 故障井修复速度快、工期短

故障井维修是在已有供水井基础上进行修复作业，可以快速维修，及时完井，缩短了建设工期。新建一眼供水井通常需要40d以上，而维修一眼故障井需要10～20d左右时间。通过对2015年度供水井修复进度情况进行统计，可知单井修复所用工期比同深度的新建井要缩短20～30d，工期相对缩短50%～75%。另外，对故障井进行修复，省去了工程项目申报及批复所需的较长等待时间，可大大减少人力和时间成本的投入。

3.4 故障井修复可大幅降低建设投资，经济效益显著

新建井审批手续繁杂，批复等待期限较长，临时及永久征地占地和青赔等项目均需向有关土地管理部门及环保部门支付高昂的费用。旧井修复后，可完全利用已有输水管网及配套设施，不再另行敷设管网，如果新建井，电路系统（变电站）、管路系统建设等需不菲的开支，每口井按照3km计算，线路配套造价约35万；管路系统造价15万，建设成本近50万。故障井修复避免了重复建设，节约资金，降低成本，减少了工作量。据统计，新建一眼井深500m左右供水井造价约150万元左右（含凿井、环保、输水管路、输电线路、青赔、临时及永久占地、运输道路等），而维修一眼旧井仅需70万元左右，即维修一眼供水井可以节约资金80万元左右，修井成本是新建井成本的1/2，完成3眼供水井的修复改造，共计节约近240万元左右。因此，旧井修复利用具有显著的经济效益。

3.5 故障井修复彻底，使用寿命大幅延长

本采区所建供水井，下部多采用裸眼成井，仅在供水井上部松散覆盖层孔段安装有套管，而下部孔段未安装井壁管及过滤器。在长时间开采过程中，孔壁极易出现坍塌，井内出砂等问题，造成井内淤积、埋泵烧泵、出砂、抽水浑浊等故障，导致供水井不能正常运行。通过本次修复作业，对原井裸眼孔段进行扩孔改造，并在全孔段安装了井壁管及过滤器，管外围填2～3mm硅质圆砾，使供水井维修更加彻底，且使修复工作一步到位，避免了以往可能出现的各种隐患。修复后的供水井使用寿命可达30年以上，使用寿命大幅延长。

3.6 故障井修复后各项技术指标满足使用要求

旧井修复时采用∅250mm钻头对原来钻孔进行扩孔改造，加大了钻孔孔径，从而增加了有效进水断面。扩孔后，再安装∅177.8mm井壁管及过滤器，管外围填硅质砾料后经活塞强力拉洗，洗井达到水清砂尽，水中含砂率明显减少，洗井质量可靠，符合《管井技术规范》（GB 50296-2014）要求。修复后，供水井各项技术指标及性能完全达到甚至优于原建供水井指标。修复后，有了井管做支撑和保护，彻底解决了裸眼井易出现的井壁不稳、出砂等一系列缺点或隐患，机井运行更加安全，寿命大幅延长。

经试水证实，修复后供水井的出水能力与原井出水量基本保持一致，满足生产要求。故障井修复投产使用后极大地改善了当前缺水现状，解决了该厂生产用水需求。