■文/本刊记者 张起花
油气井寿命的长短如同人的寿命般难以控制,受地质、工程、开发工艺水平、套管管材等多方面因素的制约。但无论是“意外死亡”还是“自然寿终”,都需要进行妥当的善后处理。
新疆天山南麓有一个叫依奇克里克的地方,维吾尔语的意思是野羊沟,因为那里四周环山,有黄羊出没而得名。处于轮台、库车之间,正是岑参诗中“轮台九月风夜吼,一川碎石大如斗,随风满地石乱走”的地方。就是这样一个像月球般荒凉的地方对新疆石油人却有着特殊意义。这里是新疆最早的油田,从50年代中期到“文革”结束,聚集过7000石油健儿,最多时达到上万人。但是,就在这样一个封闭的山谷中,上万的石油人将体能耗到极限也仅维持了伊奇克里克20多年的生命。这20多年里,他奉献了100万吨原油就日薄西山了。而今的伊奇克里克,已是废墟一片,很多废弃的油井长眠于此。
◎时时勤保养,勿使染沉疴。 摄影/王国章
人有生老病死,油气井也不例外。随着我国勘探开发技术的飞跃,油田管理水平的革新,像伊奇克里克这样的废油田或许不多,但却有不少废油井散布于各个油田当中,寿命长短各不相同。那么影响油气井寿命的原因究竟有哪些呢?或许找出这个问题的答案,就能找出更多最大限度延长油气井寿命的方略。
“在我国废弃油气井中,因探井失败,没找到油,不得不采取报废措施的占较大比 例。” 采访中,中国石油大庆油田公司开发部副主任李彦兴对记者说。
我国地处太平洋、印度洋和欧亚三大板块的中间,历经一万年频繁往复的挤压,不仅断层较多,而且不同类型盆地叠加,地貌十分复杂。960万平方公里的陆地,在构造上差不多由59个小块拼接起来,最大的一块是塔里木,约56万平方公里,其次是鄂尔多斯,约32万平方公里,准噶尔也仅占13万平方公里。这使我国油气资源在平面上和层系上都分布不够集中,极大增加了石油的勘探难度,探井成功率一直不高。
下面的这组数据足以说明问题。中国和美国的沉积岩面积大体相当,意味着储油量也应大致相等。但美国累计探明可采储量288亿吨,而中国现有探明量只有70亿吨,总钻井量只有美国的不到7%,很大一部分原因是,我国复杂的地质条件决定了油气勘探的技术要求和成本费用很高,每一次重大发现都需要有相当大的投入,且过程极其曲折。
鄂尔多斯是排在塔里木之后的中国第二大油气盆地,在长庆油田低渗透油藏开发获得技术突破前流传着这样一种说法:“到处打井,井井有油,井井不流。”哪怕不是长庆油田这样“刁钻”的地质条件,打井的位置或角度稍有偏差,也同样会无功而返。
因此,对于这些在早期勘探阶段没有任何发现,或成效不太乐观的油气井,通常油田都会按照弃置井处理的相关规定进行填埋,而他们也成为了油气井中最早不幸“夭折”的井。
“在油气开发过程中,出现套管损坏较严重,且无法修复,井底漏物较多,影响施工的油气井,综合考虑没有任何再利用价值的情况下,需要采取报废措施,永久废弃。”辽河油田SAGD开发项目管理部副主任杨建平介绍。
近年来,我国不少油气田存在套管损坏速度上升的趋势,有的井不足1年时间,有的井刚完井1个月套管就坏了,这就造成有些油气井过早结束“生命”,寿命期太短。
分析套管损坏的原因,杨建平认为,一是因为套管柱设计不合理,特别是在盐岩、泥(页)岩地层,设计载荷偏小;二是因为不合理的注水、注气等措施,加速了套管的损坏;三是因为套管柱强度设计本来就不富余,射孔给套管带来一定的损害,加速了套管损坏。对此,李彦兴也补充说,套管的外腐蚀使套管穿孔造成内腐蚀,腐蚀会让套管更易损坏。此外,油层出砂、固井质量、套管缺陷等都会不同程度造成套管的损坏。
据记者了解,因套管损坏等工程原因而废弃的井的确在我国各油气田比较常见。以新疆油田为例,经过50多年的开发建设,因固井质量、腐蚀和特殊地质条件等原因,油水井套管破损现象一度比较普遍。根据早在2006年6月的一项统计数据,新疆油田公司共有套管外漏井1944口,大批油水井套管外漏,对油田开采区的地下水、水渠、农田、牧场、自然保护区、人口密集区等环境敏感地区造成较大威胁。
为此,新疆油田2006年开始采取专项治理方式,加大套管外漏井治理力度,防止环境污染以及事故的发生。根据井况的不同,新疆油田对套管外漏采取报废封井和修复利用两种方式。
“虽然,这样的情况无可避免,但要减少因套管损坏等工程原因造成油井废弃的情况还是完全可能的,但这需要深入研究,不断尝试,也需要各油田付出一定的代价去摸索。”杨建平说。
“我国还有一部分油气井并不是因为工程原因破损而废弃,也不是因为产量递减至没有效益而废弃,是因为顾全大局,为了当地生态环保的要求而做出了伟大牺牲。”中石油长庆油田记者站记者杨文礼长期关注我国油气井寿命问题。据他介绍,长庆油田就曾为了服从当地安全、
废弃井处置方略
废弃井的处置与常规挤堵井的工艺程序相近,根据封井要求,编写封井设计,有安全管理部门审批和最终验收,要保证井筒无漏失,封堵后满足承压要求。
具体处置方略是:1.产层段裸眼完井的废气处置方法是:处理井筒至人工井底,彻底洗井后替入或挤入封井井浆,要求留塞位置为进入套管50m以上,封井后的承压指标不小于原始地层压力指标。井口以下30m~50m打悬空水泥塞,要求塞厚不小于25m。
2.采用防砂管完井的处置方法:处理井筒,拔出防砂管,按挤堵要求封堵全部产层段,留塞位置为进入套管50m以上,封井后的承压指标不小于原始地层压力指标。井口以下30m~50m打悬空水泥塞,要求塞厚不小于25m。
3.常规射孔完井的处置方法:处理井筒,拔出防砂管,按挤堵要求封堵全部产层段,留塞位置为进入套管50m以上,封井后的承压指标不小于原始地层压力指标。井口以下30m~50m打悬空水泥塞,要求塞厚不小于25m。
4.高压气深井,在完成上述封井任务后,要求中部增加一到两段水泥塞,确保封井安全。
完成封井后,保留套管接箍,用5~8mm钢板做一保护帽,中间或一侧设置3~5mm观察孔一到两个,预防底部塞封失效后汽、水溢出时方便处置。钢板面上应用焊痕标注井号和封堵日期。封闭后的井口地面装置用水泥、砂子、石头封闭巩固,并设立标识。
具体施工步骤和技术要求按《废弃井及长停井处置做法》的有关标准执行。环保大局,将一些效益不错的油气井进行了废弃处理。
陕西王窑水库是延安市的水源,安塞油区的主要产油区块就位于王窑水库上游及周边。尽管当时的长庆油田采油一厂从油田建设初期就实施严格的环保标准,对杏子河流域和王窑水库周边河道两侧进行了综合环保治理,但油田开采对王窑水库水源安全造成了威胁,水库流域隐患重重,随时可能引发事故。
2002年前后,陕西省政府批复了王窑水库为延安水源,同时确定水库设计库容向外延伸100米、干流向上延伸1000米的区域为国家一级水源保护区。延安市委、市政府根据该批复方案制定了水源保护区内的油水井封闭计划,最后确定2006年10月27日,102口油水井全部封闭。
据杨文礼介绍,这批油水井建设投资约2亿元人民币, 对应的原油年产量最多可达10万吨,关停的成本和损失非常大。但长庆油田还是以“宁可自己受损失,也要确保水源安全万无一失”的社会责任意识,马上对封井工作立项并快速实施。随着安塞油区“侯19—19井”的彻底封死,宣告位于延安市水源区的102口油井和注水井全部关停封闭。
“按照当时的国际油价,加上我们开发建设时的投资,以及封井和配套管线搬迁等费用,彻底封闭102口油水井,给长庆油田造成了10亿元的当年直接经济损失。”杨文礼回忆说。
其实,损失不仅仅是这10亿元。此次关停的102口油水井含油量都特别丰富,均处于产油高峰期。正常情况下,每口油水井还能生产20年左右,如果按封停油井对应的储量和累计产量计算,加之10亿元的当年直接经济损失,20年内的损失累计可能超过50亿元。但为了确保延安市30万居民的饮用水安全,长庆油田果断献出了这批油井的生命。
“一口油井从勘探到开发,如果不发生任何意外,也会有一个自然衰竭的过程,但采油期长短和地质情况有较大关系。通常,一次采油可完全靠油井的天然喷射力,二次采油要靠注水等方式驱油,而三次采油则要靠化学品的驱油能力,最后油井会完全枯竭。”中国石油辽河油田公司勘探开发经济评价中心负责人表示,一口油井到了后期开采阶段,出油量比较少,叫低产井,如果将低产井和经济挂钩,对其进行经济效益评价,按照当年油价,开采收益等于或者小于成本,该井就属于低效井了。考虑到随着开发技术的提高,以及地质条件的变化,低效井仍有再次增产的可能,很多油田都不会贸然采取废弃措施,而是先让其暂时关停,不再做进一步的投入。
通常,关停井状态是从停产或完成修井作业3个月以后开始算起,关停井关《废弃井及长停井处理指南》的要求,找专业的工程技术服务公司进行操作,不仅要平衡好地上和地下的压力,而且要达到当地生态及环保的要求,投入很大,因此各油田在做出这样的选择时非常慎重。
对于油气井进入开采后期,是继续开采还是废弃的问题,李彦兴认为,如果亏损油气井不及时废弃,就会造成开采时间越长、亏损越大的不利局面。为了提高油气田整体效益,必须建立科学合理的油气井废弃机制。“当一口油气井的产出不能弥补其生产成本时,除个别特殊井(如回注井等)外,一般情况下都应废弃,这有利于油气田按照经济产量组织生产,降低油气开采成本,提高企业效益。而科学合理的油气井报废决策应该建立在单井产量、成本和效益核
当一口油气井的产出不能弥补其生产成本时,除个别特殊井(如回注井等)外,一般情况下都应废弃,这有利于油气田按照经济产量组织生产。可以操作开关生产阀门或修复生产设备来恢复生产。对于关停井,油田会随着国际油价的变动情况及其地质条件的变化,综合考虑,最后将其变为暂闭井和废弃井。
“要将一口油气井进行废弃处理,要综合考虑其产量、质量、规模、效益等各方面情况,而这又需要勘探处、开发处、经济评价中心、资产处等多个部门来共同研究。”辽河油田相关人士介绍说。如果要对一口油气井做废弃处理,油田其实已经考虑了其可能会存在的任何利用价值:从地质的角度而言,该井的确已经没多少油可采了,从经济的角度而言,该井已经不具备继续开采的价值了,从技术的角度而言,已经没有合适的工程技术去攻克它了。不仅如此,废弃一口油气井,油田还要按照国家有算的基础上。”李彦兴说。但他也强调,油气井废弃过程中需注意一些问题:其一,油气井废弃是一个循序渐进的过程,其二,具有特殊用途的负效油气井并不一定要废弃,其三,油气井废弃要考虑技术进步的因素。
当前,我国不少老油田都遭遇了产量递减的严峻危机,大庆、胜利、辽河这些位于渤海湾盆地和松辽盆地的主力油田,曾占据了中国60%的原油产量,如今似人过半百身体渐衰,综合含水率超过85%(号称“水淹到脖子”),不少油气井自然衰竭,到了“死亡”边缘。但鉴于我国各油田的地质情况不同,油气开采的投入成本差异较大,所以,目前我国还没有统一的废弃油井判定标准及相关的管理办法,都是各油田自行决定,比较灵活。