大慶油田廢棄井再利用途徑探討

姚金劍（大慶油田有限責(zé)任公司采油工程研究院）

對于無法修復(fù)的套損井，大慶油田通常采取水泥漿報廢方式進(jìn)行廢棄處理，油田開發(fā)至今已累計(jì)廢棄各類井6 400口以上。在現(xiàn)有的4 428口井待修井中，絕大多數(shù)為無通道、多點(diǎn)錯斷、有急彎、大段彎曲、斷口與落物平齊等類型的嚴(yán)重套損井，此類井修井施工難度大、修復(fù)率低。為了實(shí)現(xiàn)廢棄井的高效利用，大慶油田在井筒再利用和地?zé)豳Y源開發(fā)方面開展了嘗試，并取得了良好效果，為大慶油田特高含水后期廢棄井的再利用提供了強(qiáng)有力的支持。

1 廢棄井井筒再利用

大慶油田主要采用側(cè)斜技術(shù)和套管輔助陽極保護(hù)技術(shù)對廢棄井井筒實(shí)施再利用。側(cè)斜技術(shù)是利用部分原井身井眼軌跡鉆新井眼，實(shí)現(xiàn)對新層位的開發(fā)；套管輔助陽極保護(hù)技術(shù)是利用電化學(xué)保護(hù)原理，對廢棄井套管強(qiáng)制施加電流，起到延緩周邊油水井套管、地下集輸管線腐蝕的作用。

1.1 側(cè)斜技術(shù)

側(cè)斜技術(shù)是利用套損點(diǎn)以上的井眼重新鉆開距套損井一定距離的油層修井技術(shù)。當(dāng)前大慶油田已進(jìn)入高含水開發(fā)后期，從油田地下地質(zhì)狀況、地面設(shè)施、管線狀況等方面綜合考慮，與鉆更新井相比較，側(cè)斜井在利用原井網(wǎng)并恢復(fù)井點(diǎn)、井層等方面在可操作性和經(jīng)濟(jì)性具有較大優(yōu)勢[1-6]。

1.1.1 適用范圍

側(cè)斜技術(shù)主要適用于因油層井段套管損壞嚴(yán)重，無法通過取換套、磨（套）銑、解卡打撈、套管補(bǔ)貼技術(shù)修復(fù)的井。

1.1.2 工藝原理

側(cè)斜前，采用解卡打撈、磨（套）銑等技術(shù)盡量撈凈井下落物，再采用循環(huán)、擠注等方式向井筒內(nèi)注入水泥漿或化學(xué)封堵劑，對套損層位、射孔井段以及造斜點(diǎn)以下井筒實(shí)施封堵報廢，待水泥漿或化學(xué)封堵劑固化后，采用取套技術(shù)取出上部原井套管，并將造斜器沿上部原井裸眼段下至造斜點(diǎn)錨定。側(cè)斜時，利用造斜點(diǎn)以上原井裸眼段采用側(cè)斜工具按照重新設(shè)計(jì)的方位角、井斜角等參數(shù)再向下（鉆進(jìn)時需避開下部被封堵報廢的井段）鉆出新井眼，鉆開目的層。側(cè)斜后，再下入與原井規(guī)格尺寸的新套管重新固井完井。

1.1.3 技術(shù)優(yōu)勢

側(cè)斜技術(shù)對于區(qū)塊治理、恢復(fù)產(chǎn)能效果顯著，具有較高的經(jīng)濟(jì)價值，與鉆新井相比較，具有以下優(yōu)勢：

1）利用原井場、井口，不增加占地面積，節(jié)約征地費(fèi)用。

2）無需重新鋪設(shè)地面管線及采油流程，節(jié)約基建費(fèi)用，并且完井后短時間內(nèi)即可投產(chǎn)。

3）不影響原開發(fā)井網(wǎng)的部署，無需更改開發(fā)方案。

1.1.4 應(yīng)用效果

大慶油田側(cè)斜技術(shù)經(jīng)過不斷的完善和發(fā)展，截至目前已累計(jì)應(yīng)用1 300口井以上，成功率達(dá)到99.6%。側(cè)斜井在油田開發(fā)過程中，真正起到替代調(diào)整井、更新井產(chǎn)能的作用，側(cè)斜工藝示意圖見圖1。

圖1 側(cè)斜工藝示意圖

1.2 套管輔助陽極保護(hù)

大慶油田廢棄井?dāng)?shù)量巨大，其中絕大多數(shù)井的原井套管被用水泥漿或化學(xué)封堵劑封固的井內(nèi)而未能得到再利用。針對上述問題，大慶油田開展了相關(guān)研究，以電化學(xué)保護(hù)原理為基礎(chǔ)開展相關(guān)研究和現(xiàn)場試驗(yàn)，利用廢棄井套管作為輔助陽極，對其周邊油水井套管和地下管線實(shí)施保護(hù)。

1.2.1 工藝原理

廢棄井套管與其周邊油水井套管、地下管線、介質(zhì)環(huán)境構(gòu)成回路，廢棄井套管與直流電源正極連接，被保護(hù)對象與負(fù)極連接[7-8]，陰極保護(hù)電流通過回路傳遞至被保護(hù)對象。與此同時，參比電極與被保護(hù)對象所構(gòu)成的回路用于監(jiān)測被保護(hù)對象陰極保護(hù)電位，并將監(jiān)測到的電位信號反饋至恒電位儀，用于指導(dǎo)直流電源輸出電流的調(diào)整，從而達(dá)到將陰極保護(hù)電位控制在規(guī)定范圍的目的。

1.2.2 應(yīng)用效果

大慶油田在采油六廠優(yōu)選廢棄的喇9-X井和喇7-X井作為試驗(yàn)井開展先導(dǎo)性試驗(yàn)，首次應(yīng)用智能化電極電位測量儀器和極化探頭聯(lián)合測試技術(shù)，確定真實(shí)保護(hù)電位，對周邊13口井的套管和地面（下）管線實(shí)施保護(hù)，取得了較好的成效。并將該技術(shù)小范圍推廣到其他采油廠。

2 廢棄井地?zé)豳Y源開發(fā)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，大慶油田轉(zhuǎn)油站、聯(lián)合站、采暖鍋爐數(shù)量眾多且能耗巨大，年原油、天然氣、原煤消耗量費(fèi)別為 4.2×104t、9.5×108m3和 44×104t，熱力消耗32×104t/a（標(biāo)煤），年合計(jì)消耗196×104t（標(biāo)煤）[9-10]。對廢棄井地?zé)豳Y源進(jìn)行開發(fā)利用，可改觀大慶油田對石油、天然氣等傳統(tǒng)化石能源依賴的格局，具有節(jié)能減排的優(yōu)勢及重要的經(jīng)濟(jì)價值。

2.1 大慶油田地?zé)豳Y源概況

松遼盆地為大型新生代陸相沉積盆地，總面積26×104km2，在沉降等地質(zhì)變化過程中，盆地內(nèi)形成了較高的熱流值。大慶油田所處的松遼盆地北部地區(qū)地?zé)崮芨患?，屬于中低溫地?zé)崽?，其中地?zé)崮墚惓^(qū)面積近8.0×104km2，占大慶油田探區(qū)總面積的65%以上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，大慶油田地?zé)豳Y源靜態(tài)儲量5 000×108m3，相當(dāng)于35×108t（標(biāo)煤）。

目前，大慶油田原油綜合含水率高于80%，個別區(qū)塊甚至高達(dá)98%以上，采出水量充足約為3.5×108m3/a，且逐年上升，采出水溫度下降1℃所釋放的熱量與5.7×104t（標(biāo)煤）燃燒釋放的熱量一致。除此之外，具有地溫資料的共計(jì)2 400余口關(guān)停探井平均地層中部深度1 936.5 m，平均地層靜溫44.4℃，其中，共計(jì)360余口井的地層溫度在90℃以上，個別井溫高達(dá)130℃[11]。因此，大慶油田地?zé)豳Y源豐富，大慶油田地?zé)豳Y源評價見表1，開發(fā)地?zé)豳Y源將是油田廢棄井再利用有效的途徑。

表1 大慶油田地?zé)豳Y源評價

2.2 地?zé)豳Y源利用情況

大慶油田自1998年發(fā)現(xiàn)地?zé)崽镆詠?，先后由油田勘探開發(fā)研究院、地下資源公司、新能源辦公室、勘探事業(yè)部等單位組織開展地?zé)嵩u價地?zé)豳Y源開發(fā)利用試驗(yàn)，在采油二廠、采油三廠等采油廠先后成功改造了薩5、薩32、高19等數(shù)十口廢棄井，利用含油污水熱能及地?zé)豳Y源對工藝管道、裝備等油田設(shè)施以及廠站建筑實(shí)施供熱和供暖，現(xiàn)供暖面積達(dá)166×104m2，取得了很好的效果。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前大慶油田已建成的31個地?zé)犴?xiàng)目，年替代能耗4.65×104t（標(biāo)煤），在建的北十七聯(lián)、喇360轉(zhuǎn)油放水站、新中一污水站等生產(chǎn)伴熱工程項(xiàng)目也將提高油田地?zé)豳Y源的利用率。

因此，實(shí)踐證明利用廢棄井對其鉆遇層位地?zé)豳Y源實(shí)施開發(fā)，可以滿足工業(yè)和民用供暖、供熱需要，實(shí)現(xiàn)廢棄井的再利用，具有廣闊的應(yīng)用前景。

3 結(jié)論

1）采用側(cè)斜工藝?yán)貌糠衷坌裸@井眼，節(jié)約了鉆井費(fèi)用，并使得地面流程、設(shè)備、管匯等得到再次利用。

2）采用套管輔助陽極保護(hù)技術(shù)，延緩地下管線和套管腐蝕速率、提高其使用壽命，使得廢棄井得到了合理利用，解決了以往廢棄井套管僅能封固在井內(nèi)，無法得以再利用的問題。

3）大慶油田用熱設(shè)施數(shù)量大，且常年室外溫度較低（年平均氣溫3.5℃），用熱需求大。采用廢棄井開發(fā)鉆遇層位地?zé)豳Y源，使得油田地?zé)崮艿靡猿浞珠_發(fā)和利用，必將在應(yīng)對環(huán)境污染、節(jié)能減排等發(fā)面發(fā)揮重要作用。