井筒完整性的核心是建立有效的井屏障,井喷、气体泄漏等都是由于井屏障失效导致的井筒完整性破坏事件。确保井筒完整性是世界性的难题,是随着高温高压井及高含酸性气井增多带来的一个普遍性的问题。
井屏障将井内流体或压力封闭在井内,防止地层流体在非控制状态下流入井筒、其他地层或外部环境。井屏障按照与地层流体接触的先后顺序,分为第一井屏障和第二井屏障。井完整性管理即对井屏障元素的管理,只有具有两道经过验证的合格的井屏障时,井完整性才能得以保障。
油气井在其生命周期各阶段具有差异化的完整性管理要求:
(1)钻完井、修井及弃井阶段:应依据技术标准开展设计与施工,对井屏障及其元素进行性能评估、定性分析与量化计算,识别功能失效模式并制定修复措施;在井交接前,需结合施工过程中的技术变更与经验教训,更新生产制度及完整性参数(如最大允许环空压力与操作压力),并在交接文件中注明,同时对操作与维护保养要求予以详细说明。
(2)生产阶段:应在规定生产条件下进行操作,对井屏障进行定期维护、保养与测试,确保不发生危及生命、环境及资产价值的不可接受风险,同时动态更新单井完整性状态。
井完整性管理流程的建立与执行,是油公司层面整合协调钻完井、油藏、生产、修井及HSE等多专业资源的核心工作,也是保障井全生命周期完整性的关键。通过构建完整性管理模型,实现数据/信息在各部门间的自由流动,并组织多专业头脑风暴式的风险评估,从而形成服务于生产的井完整性管理流程,在完整性与经济性之间实现最佳平衡。
油气井完整性管理对所有影响油气井完整性的因素进行综合、一体化、全过程、全方位的管理。因此,油气井完整性管理贯穿在整个油气井生命周期,实施完整性管理的目标是有效防止地层流体无控制流动,以保证油气井、员工、公众和环境安全,基本理念是防患于未然。