气井安全风险实现由被动防御向主动管控的重大转变

目前，中国天然气消费量年均增长超190亿立方米，预计2025年对外依存度将超50%的安全警戒线。作为天然气资源量居全国之首的四川盆地，其天然气的安全高效开发，对保障能源安全和国计民生至关重要。但四川盆地地质条件复杂、井况恶劣、井周人口稠密，安全管控要求极高，国内外无类似经验可借鉴。

为此，中国石油西南油气田分公司依托油气藏地质与开发工程国家重点实验室、国家能源高含硫气藏开采研发中心等科技创新平台，组建了“产-学-研-用”一体化研发团队，围绕气井安全风险评价、井屏障检测与重建、弃置井安全封堵、智能化管理等方面开展技术攻关，历经十余年，形成了一系列具有世界领先水平的重大创新成果，现场应用成效显著，研究成果荣获四川省2020年度科技进步奖一等奖。

项目主要完成人为乐宏、张华礼、张智、李玉飞、杨健、罗伟、刘祥康、杨盛、侯铎、周浪等。

四川盆地天然气藏具有埋藏深、高温、高压、高含硫化氢、纵向上多气层等特征，井场多位于山区和丘陵，安全生产难度为世界之最；随着国家重大工程及城镇化建设不断推进，大量井场将被再利用，且井周人口稠密，一旦管控失效，将造成重大人员伤亡，严重破坏生态环境。

针对四川盆地天然气井安全生产风险高、隐患类型多、管控难度大等难题，研究团队紧密围绕天然气井安全管控与隐患治理技术难题开展攻关，历经十余年，形成了一套完整的天然气井安全管控与隐患治理技术体系，实现了气井安全风险由被动防御向主动管控的重大转变。

该团队创建了气井安全风险定量评价技术。首创全井屏障系统量化评价指标体系，包括31种失效模式、29类影响因素、132个量化指标，发明多因素耦合井屏障系统失效概率计算方法，建立气井泄漏后果定量评价模型，实现气井安全风险评价由定性到定量的飞跃，填补了行业空白。

创建了全井筒井屏障检测与诊断系列技术。研制移动式远程环空压力测试装置和井口检测自动定位工具，建立井下多层管柱腐蚀和漏点检测工艺设计方法，首次实现环空压力远程实时采集、分析、诊断一体化作业，井口检测精度提升9倍，腐蚀和漏点检测范围大幅提升，实现重大技术升级。

创建了井屏障重建技术。研制一体化套磨-打捞等关键工具及装置，形成多级安全固定带压换阀、高耐磨封隔器处理等工艺，带压换阀压力由35MPa提升至70MPa，封隔器移除效率提升3倍，解决了井口到井下的井屏障重建问题。

发明了气井安全弃置技术。研制高强度无固相树脂封堵剂，形成产层控压封堵等工艺技术，孔隙封堵能力由毫米级提升至微米级，封堵成功率100%，有效消除弃置井隐患。

创建了气井安全风险信息化管控系统。建立基于人工智能的气井动态生产数据诊断方法，创建集监控、预警、评价、决策、远程控制为一体的气井安全风险信息化管控系统，形成全生命周期井完整性管理体系，数据采集人员缩减75%，处理时效提升15倍，树立“互联网+气井安全管控”新样板。

截至目前，该项目的技术攻关与油田生产实际相结合，研究成果在西南油气田、塔里木油田、土库曼斯坦等多个工区推广应用1911井次，新增天然气产量超20亿立方米，支撑西南油气田公司天然气安全生产和相国寺储气库安全平稳运行，实现土地复耕7200余亩，保障了应用工区高风险气井存量为零；支撑了天府国际机场、成都大运会场馆、航天901等国家重大工程建设，经济和社会效益显著。