廢棄油氣井改造地熱井的可視化修井補井工藝研究

摘要

國內大量油氣田進入開發后期，遺留數量眾多廢棄油氣井。將廢棄油氣井改造為地熱開采井，可以盤活井筒資產，節約鉆井巨額投資，是地熱資源開發的重要路徑。但廢棄油氣井服役年限久，普遍存在套管腐蝕、穿孔、層間竄通、井下落物、射孔段封堵等復雜井筒病害，改造前必須開展系統修井補井處理。由于歷史鉆井檔案資料經常殘缺不全，傳統手段很難全面掌握井筒狀態。本文提出引入井下成像可視化技術，建立廢棄油氣井改地熱井整套修井補井工藝，包含前期成像普查、井筒病害分類處置、封堵舊油氣層、套管修復、完工成像驗收。分析油氣井改地熱井特殊工況，對比普通地熱井修井的差異，論述設備選型要點與施工風險防控。工程實例證明，可視化工藝能夠有效解決老檔案缺失帶來的信息盲區，提升廢棄井改造成功率。

關鍵詞：廢棄油氣井；井改造地熱井；井下成像；修井補井；井筒修復；地熱再利用

引言

國內很多油氣田經過多年開采，大批油氣井因產能枯竭關停廢棄。一口深井鉆井成本高昂，如果直接封井報廢，造成資源浪費。把條件合適的廢棄油氣井改造成為中深層地熱井，用于供暖，具備很好經濟價值與社會效益。

但是廢棄油氣井存在諸多現實難題：部分井年代久遠，原始鉆井、修井檔案丟失；井筒長期受油氣介質腐蝕，套管穿孔、裂縫；原有油氣射孔層段需要可靠封堵，防止油氣、烴類物質竄入地熱采水層；井內存在落魚、結蠟結垢等缺陷。如果不把井筒病害排查修復到位，直接改造投運，會出現油氣污染地熱出水、層間竄水，改造項目直接失敗。

傳統測井手段依賴歷史資料解釋，檔案缺失情況下解釋可靠性下降。井下可視化成像可以直接獲取井筒實景，不受歷史檔案約束，非常適合廢棄油氣井改造前期排查。本文針對廢棄油氣井改造地熱井場景，研究可視化配套修井補井整套工藝。

1 廢棄油氣井改造地熱井主要井筒病害

1）套管完整性損傷：腐蝕孔洞、裂縫、錯斷變形；

2）原有油氣射孔層段未封閉，油氣層與地熱含水層連通；

3）井內落魚、工具碎片；

4）井筒內壁結蠟、結垢；

5）水泥環損壞，層間竄流。

改造核心目標：封堵原有油氣產層，修復套管破損，隔離污染地層，把井筒改造為安全可用地熱井。

2 可視化修井補井總體工藝流程

2.1 前期井筒可視化普查

廢棄油氣井改造第一步，不直接開展修井施工。井筒替液洗井，降低井液濁度，下入耐高溫耐腐蝕防爆井下成像系統，完成全井段掃描。查清套管損傷位置、射孔段位置、井下落物、結蠟結垢分布。對照殘存鉆井檔案，修正檔案錯誤或者補齊檔案缺失內容，形成井筒現狀報告。區分哪些缺陷必須修復，哪些缺陷不影響地熱運行。

2.2 分類開展修井補井作業

根據成像診斷結果制定方案：井下落物優先打撈；套管破損采用補貼或者擠水泥；舊油氣射孔層實施水泥擠堵封閉，阻斷油氣向上竄流通道。這一步是改造成敗關鍵，必須保證油氣層隔離。

2.3 改造后成像竣工驗收

修井補井全部完成，水泥養護期滿，再次全井成像檢測：核查射孔段封堵效果，套管修復狀態，確認沒有遺留井下落物。配合壓力密封性試壓，成像圖像+試壓數據雙重驗收，確認井筒滿足地熱井運行條件。

2.4 后期試運行監測

改造完成投入地熱試運行，定期開展成像復測，跟蹤套管狀態變化。

3 廢棄油氣井改造設備與施工特殊注意事項

1）安全防爆：原油氣井井筒存在油氣揮發，地面絞車、主機必須具備防爆配置，嚴格執行油田井場安全規范。

2）探頭材質耐油耐腐蝕，適應殘留油氣介質。

3）舊井井液濁度高，修井前后都要做好替液洗井，保障成像清晰度。

4）水泥擠堵之后，必須等待固化養護，才可以下入成像探頭，防止水泥殘渣損壞光學窗口。

4 工程案例

華北某廢棄油氣井，開采結束關停多年，原始部分檔案遺失，計劃改造為地熱供暖井。首先開展井下成像全井檢測，發現井段1410?1430m舊油氣射孔段，局部套管腐蝕孔洞，井底存在少量金屬落物。按照成像結果，先打撈井下落物；對射孔段實施擠水泥封堵；套管腐蝕孔洞同步擠堵修復。養護結束后成像復查，射孔孔眼被水泥充填，套管孔洞封堵完好，試壓合格。改造后作為地熱井投入供暖運行，出水沒有油氣污染跡象，改造取得成功。

5 結論

廢棄油氣井改造地熱井是盤活深部地下井筒資源的有效途徑，但老井井筒病害復雜，檔案資料經常缺失。井下可視化成像可以擺脫對歷史檔案的過度依賴，直觀掌握井筒真實狀態，指導修井補井方案編制，完成改造前后檢測驗收。改造作業必須重視防爆安全、井筒替液降濁，嚴格遵守水泥固化養護周期。可視化檢測技術能夠顯著提升廢棄油氣井地熱改造的工程可靠性，具備廣闊推廣前景。

參考文獻

[1] 王顯.廢棄油氣井地熱再利用技術發展現狀[J].地熱工程,2024.

[2] 陳濤.老井井筒完整性評價技術研究[J].石油鉆采工藝,2023.