海上油田永久弃井施工工艺技术研究及发展建议

刘鹏飞，张骞锋

中交海洋建设开发有限公司，天津 300457

随着海上油气开发进程的不断推进，我国部分海上油气井已经处于生产末期，据不完全统计，近30年我国需要弃置的海上油气井超过2000口[1]。海上油井停产后如不进行妥善的弃置处理，会产生较大影响。我国海上石油工业起步较晚，弃井施工尚不成熟，因此，对海上永久弃井施工工艺的研究具有重要的指导意义。

1 海上永久弃井施工的技术标准

国际上关于海上永久弃井的施工尚未形成系统、全面、统一的技术标准。以美国、英国为代表的欧美发达国家建立了相对系统、全面的技术标准。目前，亚洲地区只有马来西亚和泰国制定了相关技术指南。随着海上油气开采的推进，我国已经开始建立有关油田弃井的相关标准。

（1）英国标准。海上弃置办公室是英国政府海上油田设施弃置的主管部门，英国以1998年OSPAR颁布的《保护东北大西洋海洋环境公约》为主要技术框架，并遵守IMO于1989年颁布的《关于移除大陆架和专属经济区的近海设施和结构的准则和标准》，包括设施弃置后水下残留部分的最高点至海面至少为55m，以确保通航安全；井口、管汇和阀门等必须拆除。

（2）美国标准。安全与环境执法局是美国海上油气生产设施弃置的监督管理部门，确保海上石油和天然气的勘探安全和环境保护，主要内容包括所有海上设施需拆除至泥面以下4.6m。

（3）马来西亚标准。马来西亚国家石油公司是马来西亚海上油气生产设施弃置的监管主体，以《PETRONAS上游活动程序和指南》为技术依据，同时遵守IMO《关于移除大陆架和专属经济区的近海设施和结构的准则和标准》，主要包括井口应全部拆除，根据海床淤积和侵蚀速率，切割深度应低于泥面0～2m。

（4）泰国标准。泰国油气行业的监督管理归口部门是能源部下属的矿物燃料局，泰国弃井技术要求主要参考美国相关要求，包括所有井口需切割至泥面以下约4.6m。

（5）中国标准。中国海上弃井主要管理办法包括《海洋弃井作业规范》[2]《海上油气生产设施的废弃处置管理暂行规定》[3]《海上固定设施及海管海缆弃置发证检验指南》等。我国针对海上弃井的技术标准如下：永久弃井的最后1个水泥塞的长度不应小于50m，且水泥塞顶面位于海底泥面以下4～30m；领海以内海域永久弃井的所有套管、桩和井口装置等应切割至海底泥面以下4m，领海以外海域残留的井口设施不得妨碍其他海洋功能。

2 海上永久弃井施工的一般工艺技术

海上弃井施工工艺流程如图1所示。

图1 海上弃井施工工艺流程

2.1 弃井施工准备

弃井施工实施前需制订合理的施工方案，确保封井施工顺利进行并合理控制施工费用。

（1）弃井井史数据的收集整理。弃置井的勘探、开发历史数据是弃井施工顺利进行的基础。施工方必须清楚掌握弃置井的井身资料、生产层位资料、井下特殊地层情况、井下设备组成、修井情况等相关信息。

（2）弃井施工方案的制订。弃井施工并不能带来经济回报，因此在满足安全、环保要求的前提下，必须控制施工成本；明确施工技术标准及弃井目标，并根据井史资料，制订合理的施工计划、流程，以节约成本为目标，选取合适的船舶装备，制订实时计划，确定施工技术难点，从而制订专项施工方案。

2.2 洗压井

为了避免弃置井中的污染物对施工产生影响以及平衡地层压力，应进行洗压井施工。（1）接洗压井管线，用泥浆泵对管线试压，压力根据弃置井的地层压力调整；打开采油树主阀，观察油套压并做记录，大排量反循环洗井，根据现场调整泵压，直至井口返出液干净。（2）观察油套压，如有压力，泥浆泵反循环洗压井，洗压井液密度根据地层压力情况计算得出，并根据现场情况进行调整，控制反循环洗井的泵压和井口压力，避免漏失量过大，直至井口返出液干净。停泵观察井口溢流情况，确认井内无溢流，再进行下一步作业。

2.3 井口处理

洗压井施工完毕之后，需要对井口设备进行拆除和回接处理，主要包括拆采油树、组装防喷器组及立管。（1）观察油管及环空，确认无溢流。（2）拆地面洗压井管线，拆采油树，拆卸、提升采油树时注意井口和水面施工平台保持联系畅通。（3）组装水下防喷器组，并对防喷器进行功能试验，确保防喷器工作正常。（4）连接压井和放喷管线。（5）对防喷器进行试压，压力根据弃井井口压力实际情况选取，如渤海湾某弃井施工时选择14MPa的压力并试压15min，压力不下降则防喷器视为合格。

2.4 回收生产管柱

生产管柱即油管，通常处于生产套管的内部，通过油管挂悬挂在井口，处于相对活动的状态。（1）准备回收生产管柱所需的工具、设备，如油管钳、油管卡瓦等。（2）将油管挂顶丝全部退到位，缓慢上提油管，解封封隔器，密切注意悬重的变化，如果悬重变化陡增，停止上提管柱，排查原因。（3）确认封隔器解封后，静置一段时间，观察环空压力，关注漏失情况。（4）上提管柱，将油管挂提出油管四通，接循环头及高压管线，泥浆泵正循环一个井筒容积，确认无油气后进行下步作业。（5）继续上提管柱，起出油管挂至井口，回接控制管线，打开井下安全阀。施工时注意保护井口，控制提升速度，及时补充压井液。

2.5 套内处理

在注水泥封堵井眼之前，通常需要对套管内部进行处理。（1）对井筒故障情况进行判断，特别是套管损坏情况及地层漏失情况。（2）如果发现井下有落物，需判断落物种类及大小，选取合适的打捞、解卡工具进行处理。（3）如果井下套管发生变形，应采取大修冲胀、磨铣等整形或打通工具对套管故障进行治理。（4）进行井眼清洗，保证套管壁无杂质、结垢、油污，井筒内进行清洁，为注水泥施工做好准备。

2.6 注水泥封井及套管回收

为了节约成本，常采用分段注水泥封井施工，同步进行套管分层切割回收。（1）下入注水泥管柱，将桥塞下到设计位置，进行水泥试注。下管柱时控制下入速度，不可强压通过。（2）关上板防喷器，开泵循环，对桥塞试压。（3）挤水泥到设计高度，上提注水泥管柱，水泥候凝。（4）测固井质量。（5）优选切割点，下入套管切割工具，切割套管。（6）套管割断后，起出切割工具。（7）下入套管捞矛，打捞切断的套管。（8）重复注水泥封井、套铣、切割、打捞套管工序，直至表层套管取出，且最后一段水泥柱满足技术标准要求。

2.7 封后井口处理

封井完成后割掉井口，装封井口帽子封堵井口，常采用可开启式和水泥永久式；使用定位系统对井口坐标重新定位，并在井口设置永久标示，注明风险及井号。

3 我国海上弃井施工工艺发展建议

3.1 完善海上弃井法律法规及规范标准

完善的法律法规及规范标准是海上弃井施工的依据，虽然我国已经建立了部分配套的规范标准，但存在宽泛、标准较低等问题。在石油勘探开发市场化的发展趋势下，有必要建立并完善与弃井相关的法律法规。

3.2 大力研发先进的海上弃井施工配套工具及设备

弃井施工是一个复杂、烦琐的工程，需要大量设备、工具等协作完成，先进的施工设备或工具可以减少施工工序，大幅度减少施工时间和降低成本，甚至可对整个弃井施工工序产生革命性影响，如Ardyne公司研发的套管回收工具TRIDENT系统可完成切割与打捞两道工序，减少了管柱起下工序，大幅度节约了作业时间；Archer公司研发的SPARTAN桥塞射孔系统可减少套管回收工序，只需要回收最表层套管即可完成弃井施工。

3.3 接轨国际，学习先进施工经验

西方发达国家海上弃井施工起步较早，具备丰富、先进的弃井经验，可以通过加强与国际大型公司合作，学习其先进施工经验，结合国内实际情况，优化国内弃井施工作业。

4 结束语

施工标准、工艺、技术是海上永久弃井施工顺利进行的重要保障，因此需要明确弃井的技术标准，在施工过程中针对各个环节制定合理的施工工艺。我国海洋永久弃井施工起步较晚，与发达国家存在一定距离，因此，需注重法律法规、规范标准的建立，大力研发先进设备工具，学习借鉴国外先进施工经验，促进我国海上弃井施工的发展。