压裂施工

压裂施工（精选十篇）

压裂施工 篇1

1 钻孔布置方式

12051工作面下顺槽为煤巷掘进头布置7个压裂孔, 压裂孔孔径Φ89mm, 沿巷道掘进方向施工, 1～4#压裂孔长度60m～70m, 封孔长度30m;5～9#压裂孔长度60m, 封孔长度30m;8#、9#压裂孔为切眼压裂孔。

2 钻孔封孔方式

采用压裂专用化学材料充填封孔 (A、B封孔剂混合) , 专用封孔泵注浆完成, 原则上封孔长度为30m, 具体长度依据钻孔长度而定。

3 注水压力

注水压力是所有水力化措施中的重要参数。若注水压力过低, 不能压裂煤体, 煤层结构不会发生明显的变化, 相当于低压注水湿润措施, 短时间内注水起不到卸压防突的作用;若注水压力过高, 导致煤体在地应力和水压综合作用下迅速变形, 若操作不当, 可能诱发事故。因此, 合理的注水压力应该能够快速、有效破裂松动煤体, 进而改变煤体孔隙和裂隙的容积及煤体结构, 排放煤体瓦斯, 达到消突的目的。水力压裂注水压力根据地应力和瓦斯压力, 以及煤体受采动影响应力重新分布的规律。

4 压裂时间

压裂时间与注水压力、注水量等参数密切相关, 注水压力、流速不同, 相同条件下达到同样效果的注水时间也不同。注水过程中, 煤体被逐渐压裂破坏, 各种孔裂隙不断沟通, 高压水在已沟通的裂隙间流动, 注水压力及注水流量等参数不断发生着变化, 注水时间可根据注水过程中压力及流量的变化来确定, 当注水泵压降为峰值压力的30%左右, 可以作为注水结束时间, 压裂时间在2h左右。

5 压裂情况

2011年2月份以来共在12051下顺槽掘进工作面压裂3次。压裂效果考察如下。

压裂后瓦斯抽采测量工作于3月19日开始。压裂后针对12051工作面下顺槽未受到压裂影响的1#钻场与受到压裂影响的6#钻场进行对比, 瓦斯抽采数据如表1、2所示。

由上面两组钻场抽采数据可以发现, 未受到压裂影响区域钻场抽采浓度及流量较低, 而受到压裂影响区域的钻场瓦斯浓度、流量大幅提高, 日抽采纯量整体提升约8倍。

6 结论与建议

经大众矿实施水力压裂实验证明, 掘进工作面前方压裂增透区域的煤体得到了有效卸压, 透气性大幅度提高, 瓦斯得到释放, 瓦斯抽采浓度大幅度提高, 抽采瓦斯纯量提高近8倍, 突出危险性大大降低, 煤尘含量降低。

在大众矿的初步试验结果, 使我们看到了解决低透气性难抽采煤层技术难题新的突破方向, 这一技术不但极大降低区域消突成本, 同时由于高压水介质的水化作用, 将会产生消突、降尘、改善采掘工作面支护等多重技术效用。

摘要：为达到最佳压裂消宊效果, 在实施水力压裂措施时, 最重要的是各项参数选择, 包括压裂孔布置方式、压裂孔孔深、封孔深度、压裂时间以及压力等。

煤层气实施体积压裂施工 篇2

首次在煤层气领域引入“整体压裂”

为实施多种压裂工艺有重要意义

中国石油网消息（通讯员朱丽静 秦利峰）12月13日，华北油田煤层气分公司首次实施的体积压裂施工在郑村区块完成。郑村98、郑村99和郑村105三口井压裂和裂缝监测施工一次完成，施工总液量2300立方米，加沙120立方米。压裂是提高煤层气井开发效果的重要环节，研究煤层气井压裂适用性工艺对煤层气井的高效开发具有重要意义。体积压裂常用于页岩气开发，通过压裂手段改造基本地层条件，从而高产煤层气。

此次压裂施工中，技术人员注重压裂工艺动态分析，强化压裂效果，首次把“整体压裂”理念引入煤层气压裂领域，从井号筛选、施工设计编制和现场组织施工上都进行了精心部署，确保压裂一次成功。本次整体压裂施工是对煤层气井压裂工艺的一次探索与尝试，对今后煤层气井压裂施工工艺的改进及优化具有重要指导意义。

东方物探华北经理部亮剑煤层气三维地震勘探

中国石油网消息（特约记者孙红燕 通讯员郭双）11月初，东方物探华北经理部完成了山西沁水盆地煤层气田郑庄区块三维勘探项目点试验钻井及微测井工作，标志着国内煤层气三维勘探进入实质阶段。

由于煤层气勘探与常规的找油找气存在很大的差异，受装备、技术、地质等条件的限制，国内煤层气勘探一直停留在二维采集上。为了打破煤层气勘探的沉寂局面，华北油田首次在山西沁水盆地郑庄区块部署了100平方公里煤层气三维地震勘探任务。

压裂施工 篇3

关键词：压裂 酸化 施工

中图分类号：TE35 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）08（c）-0046-01

在油田的勘探与开发的过程中，试油工程包括有常规试油工序、地层测试、试井以及措施改造（压裂，酸化）等环节，试油工序能够有效获取储层的真实参数。虽然通过钻井、录井、测井等措施，可得知油层是否含油，但是油层含油量和压力、是否需扩大勘探、是否有开发价值等一些关系到施工展开的问题还需通过试油来验证。要想测得油井的产油量、产气量、产水量、油层压力及原油物性、油层水性等信息，需要考虑到两方面的因素：一是油井的产状，例如自喷或非自喷；二是所采取的工艺技术，如压裂技术、酸化工艺技术。试油工作也为识别地层、计算储量、制定开发方案和确定开发方式提供了必要依据。酸化压裂工艺技术是常规试油中常用的工艺技术。

1 压裂技术的施工方式

利用地面高压泵组，在超过储层吸收能力的排量下往井内泵入压裂液，当井底附近的高压超过井壁附近的地应力和岩石的抗张强度时，裂缝便会在储层中产生，这个时候就要往裂缝内挤入带有支撑剂的携砂剂，支撑剂沿裂缝分散开来，因此，目的层的导流能力得到进一步改善。此过程即为压裂技术。

油气井在试油或施工过程中，井的周围要是有污染，钻井、固井、洗压井过程便会遭到污染。另外，如果地层原始渗透率低，则会导致产量降低。以上问题可以在施工中运用压裂技术加以改善。压裂技术是油气井增产和水井增注的进攻性技术，能够有效提高油气井的产量。在石油开发行业中具有十分重要的地位，也是低渗透油气藏和非常规油气藏开发的常用方式。比如鄂尔多斯盆地的低渗透油气藏，正是在施工过程中运用了压裂技术才有了后来的开发价值。美国的液岩气的开发也是利用了压裂技术而获得成功。

压裂技术的顺利实施上与压裂现场施工情况分不开的。随着压裂技术的日趋完善，压裂技术的现场施工方式已然从早期的全井笼统施工转变为现在的分层分段的多种施工方式。诚然，在实际施工过程中，不同类型的压裂技术应根据所处的方式条件与目的做具体选择。

1.1 分层压裂

由于施工中的目的层有多层，避免了笼统压裂技术不能完全改造的弊端。分层压裂技术可通过特定的压裂方法实现彻底改造，其中包括限流分层压裂、封隔器封堵逐层压裂，和封堵逐层压裂方法。

1.2 控制裂缝高度压裂

在水利压裂过程中，裂缝高度延伸的控制效果直接导致水利压裂是否可以顺利进行。欲使压裂裂缝控制在生产层内，需要多方面因素共同作用，例如地层流体性质、层间界面性质、射孔位置和厚度等。控制裂缝高度的技术只有两种：常规控制裂缝高度技术以及人工隔层控制裂缝高度技术。

1.3 高砂比压裂

高砂比压裂技术发展至今仅几十年的时间，是一种新型的压裂工艺技术，其应用原理是在压裂裂缝内铺砂浓度每平米大于10 kg的压裂。在重复压裂和中高渗透油气层的压裂中应用较为普遍，增产效果较为明显。运用该压裂技术进行施工时应注重支撑剂、施工参数、压裂管柱以及油层保护等方面的控制。

1.4 重复压裂

单次压裂的井层，其增产能力有特定期限，运用重复压裂技术可以提高或恢复最初的压裂井生产能力。自20世纪80年代末开始，重复压裂技术能较理想的应用于油井施工中，但在施工中应注意压裂井选井选层、重复压裂的时机等因素。

1.5 煤层压裂

煤储层压裂技术相对于其它工艺技术有其独特的特点，比如煤层的杨式模量比一般的碳酸盐岩或者砂岩储层低一个数量级，并气水共存，气藏压力低等特性。因此，对煤层进行压裂不易形成长的支撑裂缝，或多裂缝扩展。为避免施工过程中压裂时滤失量较大，煤层易受伤害，要选择与之配套的压裂技术。

2 酸化工艺技术

酸化技术的主要用途是解堵，其工作原理是利用酸液将深水井和注水井井底周围的污染处理掉，清除空隙或裂缝中的堵塞物质，扩大地层原空隙或裂缝，提高地层渗透率的一种工艺方法。

酸化分为基质酸化和压裂酸化。基质酸化是指在低于地层破裂压力的情况下泵酸，将孔隙间的堵塞物溶解掉，使孔隙间隙扩大，从而达到消除储层污染、实现增产增注的目的。压裂酸化在原裂缝的基础上，使裂缝加宽加长，或压破岩石从而产生出其它裂缝。这种“酸压”裂缝，在酸岩反应的溶蚀下，裂缝壁面的岩石面呈凹凸不平形状，施工结束时会形成沟、槽油流通道，从而会改善油气井的渗流状况，提高地层的导流能力，这样也能提高油气井的产量。

2.1 碳酸盐岩地层酸化

碳酸盐岩地层酸化技术主要包括高浓度酸酸压和常规酸化。全球约有57%的原油储量埋藏于碳酸盐岩石油层。对碳酸盐岩储层进行酸化，无论是基质酸化，还是酸压，基础酸液都是采用盐酸。

目前，随着采油工程的发展，酸化技术是越来越完善。除普通盐酸酸化外，泡沫酸酸化、胶束酸酸化、乳化酸酸化、稠化酸酸化和化学缓速酸酸化等酸化技术也陆续应用到了实践当中。

2.1.1 普通盐酸酸化技术

普通盐酸酸化，通俗地讲即是解堵酸化，是在小于破裂压力的条件下进行的酸处理工艺。通过酸液直接溶解钙质堵塞物和碳酸盐岩类钙质胶结类岩石，解除堵塞，疏通油气流通道，以此实现恢复或提高地层的渗透能力的目的，并可提高油气井产量和注水井注入量。总而言之，普通盐酸酸化技术具有施工工艺简单、成本低、对地层的溶蚀率较强等优点，缺点为只能解除井眼附近的堵塞。

2.1.2 泡沫酸酸化技术

泡沫酸主要由酸液、气体、起泡剂和泡沫稳定剂等四部分组成。由于泡沫的存在减少了酸与岩石的接触面积，限制了酸液中的H+传递速度，因而酸岩的反应速度就会延缓下来。该项酸化工艺多用于水敏性储层和地层压力较低的储层。

除此之外，压裂酸化技术工艺中还有很多可选择的工艺技术，比如胶束酸酸化技术、乳化酸酸化技术、稠化酸酸化技术、化学缓速酸酸化技术、碎屑岩酸化，以及选择性酸化等。这些酸化技术各俱特点，可根据不同作业需求而选择运用。

3 结语

综上所述，不论是压裂技术还是酸化技术，均能实现在不同条件的施工现场完成作业。然而，还面临一些问题需要集中解决，比如老区的增产挖潜，常规的井网加密效果不理想。此外，增产措施的形式有着越来越复杂的趋势，改造目标也从低渗、单井发展到了中、高渗和油田。所以，压裂酸化技术还有待于进一步发展。

参考文献

[1]许杰.试油中的压裂酸化技术研究[M].北京：石油工业出版社，2009.

[2]蔺耀升，冯学军.BJ公司小规模高砂比压裂施工特点分析[J].天然气工业，2002（12）.

[3]陈东良，黄瑛.碳酸盐岩酸化反应机理分析[J].天然气工业，2006（8）.

探讨井下压裂施工技术 篇4

为了提升采油区产量, 在油田开采时要求在采油区域开展压裂工程来改进生产环境, 提升开采效率。能够利用压裂等油层改进工艺来达成产量提升。压裂井压后, 伴随聚合物注入时间的延长和开采出的高浓度的聚合物区块的深入, 会产生越发严重的吐砂问题, 多个方面降低油田开采量。吐砂问题的严重性重点体现在如下几个方面:

(1) 由于砂掩埋了油层导致压裂成效不佳。

(2) 由于井下管道和有关器械受到侵蚀提高了工程消耗投资, 变相使油田开采量和开采效率受到不良影响。开展井下压裂原因能够简单概括为如下几点:

(1) 钻井的流程中有几率产生井眼周围的破坏, 井下压裂技术能够降低破坏, 提升产能。

(2) 低渗透油藏内部产生的缝隙存在较高渗透的高导流能力。

(3) 能够提高注水井和废液加工井的运作效率。

(4) 通过多次采油例如火烧、汽驱、注冰和提高井的运作效率。通过水力达成的压裂技术是提高油井产量的一大有效工艺。压裂工程在很大程度上决定了油田建设投资消耗和有关产量提高。因而在压裂工程过程中实时监控和研究有关层段的具体参数十分关键。原始的压裂技术施工监控是记录温度、井压等参数, 进而通过估算磨阻的方法求出井压。在现实流程中由于砂比、排量、压裂液、支撑剂等作用, 磨阻不断变化, 仅仅测量井口无法准确体现井底的实际状况。为了解决此问题, 利用了井下压裂实时监控工艺, 对工程整体进行实时监控。

二、改进压裂工程技术的重要技术数据

油层的压裂成效既和油层的地层物性有联系, 更直接和压裂重要工程参数有重要联系。因而要改进压裂工程技术还需要分析压裂工程技术。

1. 完善压裂液组成

在压裂流程中, 压裂液返排是否高效会对工程成效发挥直接影响。早期进行产量提高的措施是通过在汽油内填入粘性流体, 压裂并拓展裂缝;伴随工艺的改善, 施工人员利用胍胶压裂液, 提高压井深度, 提升温度, 需求的压裂液粘度也持续提升。

2. 准确管控技术参数

(1) 对混砂比实施科学处理。当混砂比重较高, 压裂较短, 混砂比重较高, 产出长窄裂缝, 混砂比在通常的压裂中一般是26.5%。针对扩边井或大砂量井等贯通程度较低的压裂井, 能够下降到20%, 造成裂缝窄长。

(2) 利用裂缝强制关闭工艺来减少扩散

为了确保裂缝壁面压实支撑剂延续压裂扩散时间, 避免裂隙出砂。若扩散时间过长, 压裂液破胶后渗透到裂隙面会导致地层损耗, 影响采油量。因此通过强制关闭裂隙工艺, 不仅可以减少扩散时长, 还可以规避出砂问题从而提升反排成效。

3. 完善压裂技术

(1) 选择性压裂流程中, 当炮眼滤失的压裂液在井筒附近的层段, 存在较大程度的高渗透层流体损耗, 而低渗透层损耗程度较低、高渗透层段破裂压裂不高。聚驱油井储层厚度和曾透过率的区别明显, 更广区域内的功能聚合物驱井利用选择性的压裂压裂, 以开启更多的低渗透层, 进而完善水库改进成效的区别度。

(2) 将核桃壳放置在注聚井压裂中, 在接近井筒区域的缝隙处设立防砂井壁, 如此压裂砂就无法深入裂隙内部而造成其提前关闭。此外, 由于添加的平均颗粒规格的支撑剂, 裂隙的款和颗粒直径的支撑剂的平均规模缩小, 提升了支撑剂的运作稳定程度。

4. 完善砂比结构

聚驱井压裂工程施工要求关注两大十分关键的参数标准是裂隙导流成效提升和聚合物溶液的作用区域扩展。聚驱油井开始发挥成效时, 由于其开采液粘度相对低, 因此需要通过短宽缝、高砂比实施压裂, 原始的压裂砂比重是26.5%, 要提升到35%、聚驱油井体现成效时, 采出液会提升粘度, 需要通过长窄缝、低砂比的压裂处理来规避出砂问题。要把原始的压裂砂比下降到20.5%。

三、压裂技术的发展前景

在分析创新压裂技术、推广并利用科学的压裂工艺。在压裂井运作后注重开采管理, 对新工艺实施调查研究时, 为了确保压裂处理发挥成效, 对压裂发展计划的设计十分关键。发展趋势为如下两个方面:

1. 高效能气体压裂工艺技术调研

通过大约二十年的创新探究, 当今我国对高效能气体压裂处理的探究逐渐发展到一个相对成熟的阶段, 在应用推广方面也卓有成就, 实现了较高的经济收益。对油气层实施改进的增产工艺证件拓展到综合性的压裂技术方面。最近比较基础的高效能气体压裂技术逐渐向高能气体和水利压裂、酸化、射孔等有关工艺方面拓展。高能气体压裂本身从运作形式和火药构成提升为液体或要高能气体压裂和可控脉冲等新型技术。而且高能气体和深穿透复合射孔工艺也实现了大范围的利用。

2. 三元复合驱油井防碱固砂工艺

三元复合体系与原油结合能够构成较低的系统张力, 可以促进驱油成效的改善。相对于水驱, 能够提升20%的采集收率。由于三元复合驱中具有的强碱系统会对地层岩芯造成将强的破坏, 很大几率会产生以砂岩、泥质粉砂岩和粉砂岩为主要形式的二类油层发生松散的问题, 造成压裂支撑剂突出或地层出砂, 会对压裂技术工程的有效时间产生不良作用, 有几率造成工程事故。因此对元复合驱防碱固砂工艺的创新存在关键影响。当今, 井下压裂技术施工企业在室内研究出了防碱固砂技术。这一技术达成了固砂剂对酸碱氧化的高强耐性, 同时也减少了固砂剂的压裂拓展时长。

结语

传统的压裂技术逐渐无法符合油田开采量提高的要求, 为了确保井压裂处理有效提升产量, 就需要对压裂井油层的物性、注采井距、井网布局等有关施工数据实施特殊规划, 探究可以提升油田开采量的方法, 对压裂技术实施科学深入的探究, 并发表对应的可以有效处理相关问题的技术方案, 对压裂改进水准的提升和压裂成效的改进有重要价值。

参考文献

[1]刘雪梅, 吕晶, 禇万泉, 胡瑞华, 刘安, 等.井下压裂实时监测技术及其应用[J].石油机械, 2012, 40 (5) :101-104.

[2]王立庆.高效措施压裂井技术研究[D].大庆石油学院, 2010.

煤层压裂改造配套工艺技术 篇5

【摘要】本文提出了适宜煤层压裂改造的配套工艺技术，包括完井、压裂设计、压裂液研制、支撑剂优选、压裂施工、裂缝监测、压裂效果评价等技术。该技术完整、成熟、先进，居国内领先水平，现场应用15口井33层煤，效果良好，可推广应用。

1 引言

腰英台油田重复压裂工艺研究 篇6

关键词：腰英台油田；低渗透；重复压裂

1 地质概况

腰英台油田位于松辽盆地中央坳陷南部，是一断坳迭置的中生代盆地。油田主力油层为青一段（K2qn1）Ⅱ砂组和青二段（K2qn2）Ⅲ 、Ⅳ砂组，于扇缘和三角洲相环境的分流河部位。岩性以粉砂岩为主，胶结类型以孔隙式和镶嵌式胶结为主，粘土矿物含量较低。储层的速敏、水敏、盐敏、碱敏伤害程度基本上都呈弱～中等偏弱，对盐酸和土酸伤害程度基本上呈中等。

2 腰英台油田前期重复压裂情况分析

腰英台油田多数油气井只有通过压裂改造后才可以采油、气生产。受到压裂需要的规模大、需要特别的压裂方式以及需要注水的油井附近没有水井等因素的影响，使得改造后的井有效期短，随着油田对各井井网控制的完善度的升高，有一些油气井处于受控不受效的状态。为了让受到影响的井重新见到效果，提高各井的产量，就需要进行重复压裂改造以达到提高产能的目的。腰英台油田重复压裂存在的问题为重复压裂裂缝沿原裂缝延伸，不能形成新的有效裂缝，降低了重复压裂效果。

腰英台油田前期重复压裂主要呈现出以下特征：①重复压裂的成功率不高；②重复压裂在施工过程中压力高，承担的风险大；③重复压裂施工后的井有效期不长，井内的含水量升高。

腰英台油田在重复压裂的过程中出现重复压裂的裂缝依然顺着原来的裂缝延伸，产生不了新的、有效的裂缝，使得重复压裂取得的效果不高。研究分析后总结失败的原因有以下几点：①腰英台油田油气储层中有许多天然的裂缝和隐形的断层构造，在压裂施工过程中，天然形成的裂缝和隐形的断层受到压力后扩大，造成许多施工液体在施工中被滤失掉了，在人工裂缝内的液体没有太多的能量，使得人工裂缝无法扩大；由于裂缝小使得液体在人工裂缝中的阻力变大，导致施工时的压力增加。②储层主要是以镶嵌式和孔隙式胶结的，使得人工裂缝无法扩大和延长，重复压裂过程中，但是天然小的裂缝受到压力时扩大，会产生很多缝长较短的支裂缝，使得压裂产生的裂缝没有达到最佳的穿透长度，使得产液量不高。③由于无法满足在注水条件下生产，需要靠井下的自然能量开采石油，但是储层的能力低，储层液体流动困难，使得油井没有高的产量。④储层每层之间没有较大的应力差，无法控制裂缝的高度，使得储层裂缝过度的在上下延伸发展。

3 重复压裂工艺研究

3.1 重复压裂优化设计研究

3.1.1 重复压裂规模加大，砂比比率提升。对于单一层段的重复压裂，初次压裂失效的一个重要原因是裂缝范围内的油已基本采出，或者是初次压裂支撑裂缝导流能力低造成的。复压时应尽最大努力使支撑裂缝具有高导流能力，使之与最佳缝长相适应。而支撑裂缝的导流能力取决于支撑剂的类型和浓度，在一定的地层条件下，裂缝闭合后支撑剂的破碎率主要取决于缝内铺砂浓度。在相同闭合压力下，砂浓度越高，支撑剂的破碎率越低。另一方面，压裂液滤饼在裂缝闭合以后会进入裂缝孔隙而导致堵塞，造成地层伤害，而提高砂比压裂施工正好可以减少这一伤害。

3.1.2 优化压裂材料。①优选强度更高、导流能力更好的支撑剂。随着油井不断的生产，尤其是在井筒的附近，当裂缝空隙压裂和地层压裂变化的时候，裂缝的闭合压力也会随之变化。而且它的变化将会影响到支撑剂的导流和破碎能力。所以，应该优选比第一次压裂导流好，压裂强度高的支撑剂。采用陶粒第一次压裂的井，兼顾考虑油层高含水，重复压裂时选择高强度控水砂作为支撑剂。②优选低伤害压裂液。压裂液性能要求最大限度地降低储层伤害和裂缝伤害。通过助排实验、延迟交联及破胶性能实验等，优选重复压裂液配方。

3.2 投球压裂工艺

3.2.1 压裂采用投球方式封堵出水层。注水开发的油气田到了中后期，很多油井出现被水淹的层位，储层的含水量增加。在对有多层被水淹的多层井重复压裂的时候，应该避免把水淹层压开，在前置液阶段用尼龙球把出水层孔眼封堵住，使得出水层不被压开，避免含水上升。

3.2.2 压裂采用投球方式分层压裂。完善油气层出油剖面，针对不是单个油层的井，小层之间存在应力和渗透性上的差异，第一次压裂只能在纵向上改善、改造一些渗透性好、应力低的层位，处理不了应力高、渗透性差的层位，像这样的井在重复压裂时，怎么改造那些原来未被改造的层位是关键，提高不好的油层的产油量。第一次压裂处理过的层位在重复压裂的时候用前置液投球封堵，支撑了第一次压裂时没有得到改造的层位，出油剖面在纵向上得以改善。

4 应用效果分析

2010年共进行重复压裂试验4井次（DB19、DB33-3-1、DB33-5-3、DB33-6-2）。根据前期重复压裂成功率较低的情况，采用扩大压裂层位，加大施工规模，施工中采用各种降滤暂堵措施着重解决天然裂缝造成的压裂液滤失问题，科学设计鋪砂程序，提高施工砂比，最高砂比达到50%，平均砂比达到24%以上，高施工成功率得到了保障，单井增油效果明显，达到了现场试验的目的。

对四口重复压裂井进行了压后生产动态跟踪，生产有效期均达到1年以上，压后最高日液57m3/d，日油11.58 m3/d，60天后产量在1.5 m3/d左右，取得了较好增油效果。DB33-3-1井重复压裂后115天内的平均产液量为4.85m3/d，增产效果良好。稳产期为四个月。

5 结论

①腰英台油田重复压裂存在的问题为重复压裂裂缝沿原裂缝延伸，不能形成新的有效裂缝，降低了重复压裂效果。②控水支撑剂具有提高压裂加砂能力，降低油井压后高含水、提高压后产能的效果的作用。③重复压裂应使支撑裂缝具有高导流能力，加大施工规模，提高施工砂比。

参考文献：

[1]胡阳明，胡永全，赵金洲.裂缝高度影响因素分析及控缝高对策技术研究[J].重庆科技学院学报，2009，11（2）：28-04.

关于井下压裂施工技术探讨 篇7

关键词：井下压裂,油田产量,新型压裂工艺,施工参数

1 进行井下压裂工艺的目的

为了提高采油区的开采量, 在油田开发时需要在油区进行压裂作业来改善开采条件, 进而提高采收率。油田增产可以通过压裂等油层改造技术来实现。压裂井压后, 随着开发高浓度的聚合物区块的深入及延长聚合物注入的时间, 吐砂问题出现越来越严重的现象, 从不同程度上影响了油田产量。油井吐砂的危害性主要表现在以下两个方面:

(1) 压裂效果随着油层被砂掩埋不能取得很好的效果。

(2) 井下的管、泵受到磨蚀, 增加了作业费用, 降低了采油效率和产量。

实施井下压裂目的可以概括为以下几点:

(1) 钻井的过程中可能在井眼附近会造成损害, 井下压裂工艺可以解除损害, 提高油井的产能。

(2) 低渗透油藏内部形成的裂缝具有较深穿透的高导流能力。

(3) 可以增强注水井和废液处理井各自的吸收能力。

(4) 利用二次采油或三次采油比如火烧、注冰、气驱来增强井的吸收能力。

水力压裂是油气井增产、油水井增注的一项重要技术措施, 油田开发成本和油气增产数量与压裂施工有很大的关系。因此, 在压裂施工时随时监测和分析压裂层段的相关参数很重要。传统的压裂工艺过程监测是把井口压力、温度等数据记录下来, 进而用估算磨阻的方式求得井底的压力数据。在实际施工过程中受到支撑剂、排量、压裂液、砂比等参数的影响, 磨阻作为动态值, 井底的真实情况通过井口测量很难反映出来。针对这一问题, 采取了井下压裂实时监测技术, 对整个压裂过程随时进行监测。

2 改善压裂施工工艺的关键施工参数

油层的压裂效果不仅与油层的地层物性有关系, 与压裂关键施工参数更有直接的关系。因此, 要想完善压裂施工工艺还要研究压裂施工参数。

2.1 对压裂液配方进行优化

压裂液返排效率在压裂施工时影响措施效果。早期做增产处理的方式是向汽油中添加一种粘性流体, 压开并延伸裂缝;随着技术的提高, 工作人员开始采用胍胶压裂液, 压井的深度增加, 温度逐渐升高, 要求的压裂液黏度也越来越高。

2.2 合理控制施工参数

(1) 对混砂的比例进行合理调整。混砂比高, 造出短宽缝, 混砂比低, 造出长窄缝, 混砂比在常规压裂中平均为26.5%。对于扩边井或大砂量井等连通条件差的压裂井, 最低砂比可以降低到20%, 使得造缝变窄长。

(2) 通过利用裂缝强制闭合技术来缩短扩散的时间。为了保证裂缝壁面压实支撑剂要延长压力扩散的时间, 防范裂缝出砂。如果扩散时间过长, 压裂液破胶后渗入到裂缝壁面会造成地层受损, 降低压后产量。所以利用裂缝强制闭合技术, 不但能缩短扩散的时间, 还能避免地层出砂, 进而提高返排效率。

2.3 改进压裂工艺

(1) 选择性压裂过程中, 当炮眼滤失的压裂液在井筒周围的地层, 高渗透层有大量的流体损失, 低渗透层流体损失不大。高渗透地层破裂压力低。聚驱油井储层厚度和层透过率的差异比较大, 更大范围内的功能聚合物驱井使用选择性的压裂压力, 以打开更多的低渗透层, 以改善水库改造效果之间的差异程度。

(2) 把核桃壳放入注聚井压裂中, 在靠近井筒位置的裂缝处形成“防砂井壁”, 这样压裂砂就不会进入裂缝内部而使其过早的闭合裂缝口。另一方面, 因为增加的平均颗粒尺寸的支撑剂, 裂缝宽度和的颗粒直径的支撑剂的平均粒径比值减小, 提高了裂缝支撑剂的稳定性。

2.4 对砂比结构进行优化

聚驱井压裂工艺技术需要考虑两个非常重要的指标是裂缝导流能力的提高以及聚合物溶液的波及范围的增加。聚驱油井刚开始有效果时, 因其采出液粘度比较低, 所以应该采用短宽缝、高砂比进行压裂, 传统的压裂砂比为26.5%, 此时需要提高到35%。聚驱油井呈现出明显的效果时, 采出液的粘度会变高, 应该利用长窄缝、低砂比的压裂工艺技术来避免出砂现象的发生。此时需要将传统的压裂砂比由26.5%降至20.5%。

3 压裂工艺的发展方向

在研究压裂工艺新技术、推广并应用成熟的压裂技术、在压裂井投产后强化生产管理, 对新技术进行调研研究的时候, 为了保证压裂工艺技术产生的效果, 对压裂发展方向的明确非常重要。压裂工艺新技术的发展方向为以下两点:

3.1 高效能气体压裂工艺技术调研

经过约二十年的研究与探索, 目前国内对高效能气体压裂工艺技术的研究已经提升到了一个基本成熟的高度, 在油田中也得到了广泛的应用, 取得了较好的经济效益。对油气层进行改造的增产技术正逐步向综合性压裂工艺方向发展。近来较为单一的高效能气体压裂工艺向高能气体与水力压裂、射孔、酸化等的联合技术方向发展。高能气体压裂自身从火药组成及燃烧方式上发展为液体火药高能气体压裂和可控脉冲等压裂新工艺。并且高能气体和深穿透复合射孔技术在油田得到普遍应用。

3.2 三元复合驱油井防碱固砂技术

三元复合体系与原油结合可以形成较低的界面张力, 对驱油效果的提高有很大效果, 比水驱提高20个百分点的采收率。因为三元复合驱中含有的强碱体系对地层岩芯会产生侵蚀作用, 很容易导致二类油层 (以砂岩、粉砂岩和泥质粉砂岩为主) 产生松散的现象, 使压裂支撑剂吐出或地层出砂, 对压裂工艺措施的有效期产生影响, 有可能导致工程事故的发生。所以对三元复合驱防碱固砂技术研究的开展具有重要作用。目前, 井下压裂工艺作业公司在室内实验研究开发出了防碱固砂压裂工艺。这项工艺技术实现了固砂剂的耐酸、耐碱和耐氧化性能, 同时也缩短了固砂剂的压力扩散时间。

4 结语

传统的压裂工艺已不能满足增加油田产量的需要, 为了保证油井压裂措施产生增产效果, 就应该对压裂井油层的井网分布, 物性、注采井距等参数进行特定设计, 研究增加油田产量的措施, 对压力工艺进行深入的分析研究, 并提出相应的有针对性的工艺措施, 对压裂改造水平的提高和压裂效果的改善有重大意义。

参考文献

[1]刘雪梅, 吕晶, 禇万泉, 胡瑞华, 刘安, 等.井下压裂实时监测技术及其应用[J].石油机械, 2012, 40 (5) :101-104[1]刘雪梅, 吕晶, 禇万泉, 胡瑞华, 刘安, 等.井下压裂实时监测技术及其应用[J].石油机械, 2012, 40 (5) :101-104

[2]王立庆.高效措施压裂井技术研究[D].大庆石油学院, 2008[2]王立庆.高效措施压裂井技术研究[D].大庆石油学院, 2008

[3]李宗田.水平井压裂技术现状与展望[J].石油钻采工艺, 2009, 31 (6) :13-17[3]李宗田.水平井压裂技术现状与展望[J].石油钻采工艺, 2009, 31 (6) :13-17

压裂酸化施工远程监控系统设计 篇8

压裂酸化施工野外作业,通讯条件差,数据采集及控制实现较难,应对突发事故专家会诊较难实现[1],因此,设计开发一套远程施工监控系统可以提高压裂酸化施工的安全性和施工效率。

2 设计标准

2.1 系统设计需求

(1)按照设计需求,建立压裂酸化施工远程监控系统,实现对压裂酸化监控、实时曲线、报警记录以及报表显示;

(2)实现压裂酸化施工数据采集,建立实时数据采集网络;

(3)压裂酸化实现数据远程传输与现场同步,远程实时监视压裂酸化作业状态,实现与现场数据同步。

2.2 设计原则

系统安全稳定性:本系统设计采用力控移动数据服务器与设备的通讯为并发处理、完全透明的解决方案,消除了一般软件采用虚拟串口方式造成数据传输不稳定的隐患;同时采用双机冗余功能保证了系统的安全性和稳定性。

系统可扩展:施工数据监测系统通道及测试参数(压力、流量、砂密度、温度等信号参数)均为多路可扩展,实现多路信号同时监测;

人机界面友好:各系统软件均为人性化的图形界面,并同时伴有操作提示,操作者可以轻松地实现操作,人机界面友好。

标准化:系统软件、硬件均采用标准化设计,提供开放的端口。

3 设计系统结构图

如图1所示,通过数据采集与485总线传输,构建了压裂酸化远程监控系统硬件集成方案,利用高可靠性与高精度的变送器完成对压裂酸化过程中的压力、流量、密度等物理量等进行检测;采集模块完成对每一个变送器输出的标准信号进行采集并以RS-485总线标准传输给井场工控机,井场数据可实现实时显示和打印。通过无线网络将数据信号发送到基地工控机,实现现场数据与基地数据同步。

3.1 监测系统设计

3.1.1 监测软件系统设计与开发

压裂酸化实时监测系统软件的设计开发采用了力控组态软件,利用力控的图形化界面、菜单及对话框的方式操作,实现对压裂酸化现场施工的实时监测。

3.1.2 监测软件架构设计

压裂酸化监测系统软件主要由压裂监控、酸化监控、实时曲线、曲线回放、报警记录、事件记录、报表显示七大模块组成,如图2所示。

压力监测:压裂监测模块主要模拟水力压裂施工现场,通过施工仿真设置,给人以直观的感觉显示水力压裂施工现场各传感器及仪表实时监测数据。

酸化监测:酸化监测模块主要模拟酸化作业施工现场,通过施工仿真设置,给人以直观的感觉显示酸化作业施工现场各传感器及仪表实时监测数据[2]。

实时曲线:将各个传感器及仪表实时监测到的数据绘制成实时曲线,用于分析施工趋势走向。

曲线回放:软件系统具有实时数据存储的功能,能够将实时数据储存在数据库中,曲线回放模块能够将传感器及仪表监测到的历史数据以曲线的方式绘制出来。

报警记录:对施工过程中可能危害施工进展的事件进行报警提示,并记录此次报警以供以后查询。

事件记录:记录监测软件运行的组件,启动运行情况并记录了报警事件,对各个事件还能进行事后查询。

报表显示:将传感器及仪表监测到的历史数据以报表的方式显示出来,并供施工完成后查询分析。

3.2 传输系统设计

随着计算机技术的迅猛发展及GPRS/CDMA无线网络的日趋完善,通过数据无线远程传输对比,基于GPRS/CDMA无线网络设计一套易于基地与井场进行数据远程交互的酸化压裂远程数据传输方案可行,且性能优异和方便进一步扩展[3]。基于GPRS/CDMA无线网络设计数据无线远程传输方案,并建立酸化压裂远程监控系统整体架构如图3所示。

为对酸化压裂施工数据进行管理,在施工井场和远程基地监控中心都建立了酸化压裂数据库。井场和基地数据库使用数据远程传输系统实现数据库的同步更新。数据流程及同步如图4所示。

通过数据远程传输,实现井场与远程基地数据同步,以酸化压裂远程监控系统为支持平台,可以建立基地酸化压裂指挥中心,形成专家不上井、远程指导酸化压裂施工的管理机制和技术决策体系[4]。

3.3 系统安全性

本系统基于TCP/IP的网络通信协议编程,并且采用SSL协议对网络连接进行加密,保障数据安全性;并采用双机冗余功能保证数据安全。

(1)Secure Sockets Layer安全套接层

SSL(Secure Sockets Layer安全套接层),是为网络通信提供安全及数据完整性的一种安全协议。用以保障在Internet上数据传输之安全,利用数据加密(Encryption)技术,可确保数据在网络上之传输过程中不会被截取及窃听。

(2)双机冗余

压裂酸化施工远程监控系统软件安装在两台计算机上,这两台计算机一台作为主机,一台作为从机,主机和从机分别对应双机冗余系统中一台特定的物理计算机,且在系统运行过程中,这个对应关系不会改变。在双机冗余系统中,主机和从机的工作状态不同。正常情况下,只有一个处于活动状态,另一个处于备用状态。

4 结论

本系统利用GPRS/CDMA无线网络移动运营商实现了对压裂酸化井场施工作业的远程实时监控,提高了施工安全性和施工效率。

摘要：介绍了一种压裂酸化施工远程监控系统的设计方案。该系统使用CDMA/GPRS无线网络通道,并且采用SSL协议对网络连接进行加密,保障了数据的安全性;同时采用双机冗余方式保障了系统的可靠性。

关键词：CDMA/GPRS无线网络,SSL安全协议,双机冗余

参考文献

[1]陈生辉.压裂酸化的研究现状分析和在现场中的应用[J].价值工程,2010(14):146-147.[1]陈生辉.压裂酸化的研究现状分析和在现场中的应用[J].价值工程,2010(14):146-147.

[2]潘正富.压裂酸化远程施工监测技术及其应用[J].天然气技术,2010(4):58-60.[2]潘正富.压裂酸化远程施工监测技术及其应用[J].天然气技术,2010(4):58-60.

[3]李文.基于GPRS技术的远程住宅监测系统设计[J].北京工商大学学报,2009(4):13-16.[3]李文.基于GPRS技术的远程住宅监测系统设计[J].北京工商大学学报,2009(4):13-16.

压裂酸化施工作业中的环境保护 篇9

关键词：压裂酸化污染物的成分,环境污染的危害,环保,保护措施

现代科学技术的不断更新, 促使油气井压裂和酸化的技术水平越来越高。但对压裂和酸化作业造成的环境污染, 同时也要求我们的技术手段、管理手段要不断地创新和提升, 压裂酸化施工作业中环境污染的防治工作, 主要任务是处理好废液污染、固体废弃物污染、气体污染源污染、噪声污染, 作业过程中人为产生的各种垃圾污染、特殊添加剂 (如转向剂等) 造成的污染。面对上述污染, 去不断地探究新方法, 提出新途径, 走出新路子, 创造新业绩, 为环境保护做出新的贡献。

1 压裂酸化作业中产生的污染状况

当前的压裂酸化作业中产生的污染物对环境的污染是严重的。压裂酸化产生的废弃物要经过处理后才能投入到环境中。否则, 不经过净化处理对生活环境造成的污染是无法补救的, 所以我们要高度重视其污染物的处理工作。

目前, 压裂酸化施工作业中产生的污染物主要有:一是压裂施工中压裂液的废液, 压裂后返排产生的废液, 还有各种生活污水等。二是压裂酸化过程中产生的固体废弃物, 如各种化工料的包装袋等。三是因压裂酸化产生的气体污染源和噪声污染, 作业过程中人为产生的各种垃圾;四是特殊添加剂 (如转向剂等) 造成的污染。

2 压裂酸化施工作业现场的环保措施

(1) 注重抓好从业人员技术水平的提高加强教育培训, 提高从业人员的业务素质, 不断提高从业人员对环境污染危害的认识。一要加强从业人员技能培训, 将培训合格后的人员安排到具体岗位中去, 使其能够胜任本职工作, 这是当前及今后一个时期强化员工环保技能、环保意识的主要方式。二是鼓励从业人员进行自学。强化其终身学习的理念, 强化绿色发展的理念。另外, 主管部门必须加大对从业人员的管理和考核力度, 进一步保证其业务素质和环保意识的提升。

(2) 建立健全管理责任机制为了强化压裂酸化施工过程管理, 要建立管理责任机制, 突出各层级, 如:领导层、管理层、员工层的“责权利”, 明确各层级的责任、权利和利益, 落实奖惩管理机制, 该奖的则奖, 该罚的则罚, 做到奖惩分明, 惩罚时“板子要打到具体人的屁股上”, 嘉奖时“奖励要落实到具体的人头上”, 通过以上激励机制, 推动从上到下的管理责任机制的真正落实, 从而为建造美好环境努力工作。

(3) 从节约土地资源做起针对石油工程建设过程占用较多土地的情况, 同节约用地紧密结合, 做好区域规划建设。一是要合理科学的规划井场;二是通过合理的规划设计, 将原状的自然环境、液罐数量、压裂车组及压裂工艺的确定和程序设置等方面做好统筹规划工作, 在有效利用、节约资源的基础上, 为废弃物的有效回收和利用起到引领示范作用。

(4) 加强技术革新, 注重培植、引进新技术、新技能学习国内外先进经验, 适当地引入一些先进技术, 采用先进的创新技术实现对环境污染物的有效处理和科学利用。如:引进油水井压裂、酸化返排液处理新工艺及处理新设备。该设备结构紧凑, 车载可移动, 便于异地搬迁、安装等。该工艺及设备通过将返排液进行除砂、过滤、调p H、气液分离、离心等操作步骤, 可以将初期返排液处理到进油田污水系统的程度, 不会给现有污水系统造成冲击, 也可以将后期返排液脱酸、除砂、脱水, 满足进入原油外输系统需求。

3 目前压裂酸化施工作业现场的污染物处理方法

(1) 挖坑填埋法通过现实技术处理的深埋技术, 是压裂酸化施工作业现场的污染物处理方法之一, 简便易行。但要注意, 挖坑填埋, 不等于乱挖乱埋。在调查材料中反映, 发现存在一些乱挖乱埋的现象, 深埋的污染物有的未通过现实技术处理, 有的是不可降解物, 有的靠近水源地, 从而带来很多的污染问题, 为此, 要求我们将“挖坑填埋处理方法”更新为“通过现实技术处理的深埋技术”。

(2) 焚烧法焚烧法是一种即简洁而又不容易造成污染的科学处理方法。面对一些无法处理或是处理相对困难的污染物, 需要我们采用焚烧法将污染物及时净化, 通过高温降解污染物。但同时也要注意, 防止焚烧造成的二次污染。

(3) 重复利用法对于返排液量较大的压裂酸化而言, 其产物可用于注水水源。例如, 根据何焕杰等人研究发现, 经预处理、化学法降粘、根据比例渗入适当采油污水中以及处理和回注等程序产生的返排液可以作为注水水源重复利用。同时张梅花等人研究表明油田钻井以及油水井开采过程中, 通常会产生大量的单井钻井污水、压裂废液以及酸化废液和混合废液, 通过对这些污染物进行全面的分析发现, 压裂废液与适量的采油污水相混合处理以后, 不会有很大程度上影响净化水透光率, 只是对膜滤系数、总铁含量等产生一定的影响。研究人员发现, 基于纳米催化氧化机理和实现情况, 可以构建一套纳米光化技术压裂废液处理方案, 而且产生的水进入到水循环系统以后, 未产生气体, 沉淀等物质, 因此不会对系统产生较大影响。

4 结语

压裂施工 篇10

压裂是利用高压泵车组, 将具有一定粘度的液体高速注入地层, 形成裂缝, 在注入的液体中加入支撑剂, 以支撑缝面, 起到疏通油层的作用。压裂施工作为油田高危行业的典型, 单车设备价值高, 压裂成本大。油水井压裂在带来高效开发的同时伴随着高风险, 具有造成人员伤亡以及巨大经济损失的潜在风险。青海油田地处柴达木盆地, 海拔在2600-3000米之间, 由于所处地理位置特殊, 最高油井海拔达到3200多米。高原压裂施工与其他油田存在地域差别, 没有现成经验可借鉴, 存在的风险比同行业风险更大。如何加强对高原压裂施工的风险识别和采取相应的措施显得更为重要。本文就高原压裂施工的前期准备, 施工中存在的风险作简要论述, 并提出相应的措施。通过不断摸索总结形成具有高原压裂施工应急管理的特色。

一、压裂施工前期准备工作的风险及应对措施

1. 压裂车组交通风险及应对措施

青海油田油、水井分布在柴达木盆地不同区域, 总面积达25万平方千米。压裂施工地处盆地内沙漠、丘陵地带, 海拔高、路况差, 风沙大自然环境恶劣。压裂车组前往施工地点大多为简易公路, 交通事故是压裂施工前期准备的潜在风险之一。

根据油田所处地理位置, 通过对压裂车组在青海油田道路行驶中存在的安全隐患进行分析, 提出了相应的应对措施:

(1) 路况差出现砂窝及砂梁, 地处高原沙漠路基疏松, 造成车辆行走困难, 简易公路路面窄, 路基承重差。措施:正确判断行驶路面的状况, 不熟悉的路段上行驶, 延着原先的车印子走, 没有车印的地方, 下车观察清楚路面后再行驶, 清理路面沙窝, 用砂石填埋硬化路面。

(2) 道路弯度大压裂车车身较长无法通过。措施:对道路进行铺垫, 减小道路弯度。

(3) 道路坡度大压裂车自重达到30多吨, 靠自身动力无法到达井场。措施:对于坡度大的道路用挖掘机等设备牵引。

(4) 压裂车路上抛锚, 阻碍交通。措施:定期对压裂车组进行维护保养, 归检小组定期对车组进行归检, 查出问题及时解决, 长途车进行试车。

(5) 压裂车发生交通事故, 在路面行驶有可能发生撞车、撞人及翻车等交通事故。措施:行驶车辆编队行驶, 严格控制车速, 保持车距, 复杂路段慢速通过

(6) 由于压裂车超高, 有可能对低空悬挂线路、标志进行碰挂。措施:施工前踏勘道路, 确定行走路线, 避让影响通行的电线等空中障碍物

(7) 高原含氧量不足, 易造成疲劳驾驶;空气稀薄, 风沙大。措施:驾驶人员充分休息保持体力, 不疲劳驾驶;定期检查更换空气滤芯。

2. 压裂车组井场摆放的风险及应对措施

(1) 由于压裂施工现场人员多、设备密集, 现场管理难度大。设备在施工中可能出现刺、漏、井口高压等危险因素, 部分井场受地理条件的限制, 道路及井场达不到施工压裂作业占地面积的要求, 遇到险情设备、人员不能迅速撤离现场。车辆距离井口过近, 压裂仪表车、其他辅助车辆和仪器距离高压区的距离较近, 在施工中存在巨大风险。

(2) 井场摆放各种车辆和压裂罐, 造成现场施工人员视野受到限制, 部分井场未能留出车辆安全通道。井场安全标示不完整, 一旦发生事故, 很难迅速逃生和得到及时救援, 易升级为恶性事故。

(3) 为减小井场以及道路的不规范带来的风险, 要求施工井场一般达到长50宽50米, 井场基本平坦无杂物, 便于施工人员现场操作。各种车辆摆放便于施工, 遇到紧急情况便于迅速整改和疏散, 施工井场布置符合压裂安全要求, 配备专用消防和救护设施, 施工时安排现场监护。

3. 压裂管汇连接及井口装置的风险及应对措施

(1) 施工时压力高、排量大。井口试压超过90Mpa, 排量最高超过8m3/min, 管汇、井口试压不合格或施工超过设计限压。

(2) 地处高原橡胶件容易干裂老化, 密封处出现刺、漏。由壬未充分紧固或垫子坏;管汇老化出现爆管。

(3) 井口螺丝未充分紧固;升高短节丝扣损坏;钢圈或钢圈槽损坏。

(4) 升高短节、井口采油树及附件在高压时可能出现刺、漏等失控情况。

(5) 根据套管头井口装置以及管汇在施工中所带来的风险, 定期对高低压管汇进行检测, 对不合格的予以更换。流程连接合理便于施工和及时处理管汇刺、漏, 在确定压裂施工井位前, 对井筒以及升高短节进行试压。采油树附件使用前保证试压合格, 安装时密封件耐压符合要求, 螺栓紧固平齐。采油树的选型耐压大于施工压力, 专业人员现场服务, 出现泄漏先放压再紧固处理。

二、压裂施工过程的风险及应对措施

油水井压裂施工现场, 主要工序有:循环→试压→试挤→压裂→加砂→替挤→扩散压力。在施工过程中, 存在的风险较多, 具体见表2。

1. 高原压裂施工的风险及应对措施

高原压裂施工前充分考虑海拔高、空气稀薄增加了设备符合的实际情况, 施工人员反应及操作相对迟缓, 相同功率的设备施工能力降低。根据多年的施工经验证明, 海拔每上升1000米压裂车功率下降10%。以1400型压裂车为例, 单车最大理论排量达到1.05m3/min, 如果8台压裂泵车同时工作最大理论排量达到8.40m3/min, 单车压力在25.76Mpa以内档位在7档时, 实际最大排量0.735m3/min, 如果8台压裂泵车同时工作最大实际排量达到5.880m3/min (实际数据根据现场施工推论而得) 。单车压力在103.4Mpa以内档位在1档时, 最大理论排量达到0.33m3/min, 如果8台压裂泵车同时工作, 最大理论排量达到2.64m3/min, 实际最大排量1.848m3/min (压力72.38Mpa) 。所以实际施工时根据需要, 增加压裂车和备用车数量, 迅速提高排量保证压裂的效果和成功率。

以2014年4月26日施工的坪1-2-2井为例。此次施工最高压力84MPa, 最大排量6.5m3/min, 总液量846.80m3, 净液量777.80m3, 共加砂69m3, 平均砂比12.60%, 在压裂中, 根据该井的压裂设计和实际施工的需要, 启动了备用压裂设备, 保证了排量的迅速提高, 同比相同区块, 此次施工砂比最高, 施工非常成功。施工曲线如下图1

2. 不同压裂井的施工风险及应对措施

压裂作业施工, 尤其是老井、重复压裂井、大型酸化压裂, 工序复杂, 极易造成井身结构破坏、管线爆裂, 发生卡钻、砂堵油管、管柱断脱、井下工具出现异常等工程事故, 极易引发井喷事故和物体打击事故。如果压裂失控、压裂管柱破裂或者井口、管线泄漏, 极易发生压裂液、有毒有害气体和原油的泄露, 污染大气层和地表层, 造成重大地面污染事故。

3. 压裂施工中出现异常情况的风险及应对措施

施工时严格按照设计和安全交底操作, 试压达到设计要求, 出现异常根据预案以及现场监督要求调整参数。施工中随着压力的变化准确判断出地层是否压开, 及时调整排量、压力参数。并且参照同区域及地层以往施工经验, 制定施工工艺应急措施。

压裂施工风险以及应对措施:

(1) 试压时。存在井口刺漏、管线刺漏风险。若井口螺丝未紧固、升高短节丝扣损坏、钢圈或钢圈槽损坏, 会发生井口刺漏, 造成井喷、污染、伤人。措施:应检查丝扣完好, 螺丝紧固, 试压合格方可施工。若由壬未砸紧或垫子坏、管线损坏, 会发生管线刺漏, 造成伤人、污染, 措施:施工前检查由壬连接处装好垫子并砸紧。

(2) 开关闸门时。若采油树各部分试压不合格, 会造成采油树闸门伤人, 伤人、井喷。措施:施工前作业队一定要保证采油树合格。

(3) 计量时。会因为罐面滑造成计量人员不慎滑落。措施:冬季计量时计量人员应注意安全, 做好防滑工作。

(4) 施工时。存在高压伤害、砂堵、火灾、毒气中毒、井喷等风险。首先, 高压伤害的风险。若管线、井口不合格或超过设计限压, 会发生高压伤害, 造成人员伤亡。措施:应检查井口装置是否合格, 保证管线连接合格, 施工中不允许超过设计限压。其次, 砂堵风险。主要由于压力猛然提升, 紧急停泵而造成砂堵, 或者施工中某设备出现故障停泵, 压力排量降低, 砂粒下沉, 造成砂堵。措施:做好设备的检修工作, 出现问题应立即整改, 保证设备的正常运行。第三, 火灾风险。由于油气泄漏遇火源, 动用明火等会发生火灾。措施:隔离火源, 抢救物资, 紧急疏散, 组织抢险队进行抢险。第四, 毒气中毒风险。在施工中出现H2S泄漏, 而无监测和保护措施, 会造成毒气中毒, 人员伤亡。措施:备有医疗救护药品, 穿戴好防护用品。第五, 井喷风险。若压力超过设计限压, 压力起降回升快, 采油树不合格等会发生井喷, 造成人员伤亡设备损坏。措施:及时进行救护, 抢救人员及设备, 减少环境污染。

三、结论和建议

1. 提高人员素质、规范操作规程、标准现场管理

员工是油井压裂作业的主体, 严格压裂作业从业人员的选择任用和培训, 规范操作流程, 使其能够按规定上岗操作, 减少人为失误, 降低因不安全行为引起的事故。压裂前召开安全会议, 并进行技术交底, 保证所有的现场人员都明确压裂施工程序, 明确安全逃生路线和集合点。达不到安全标准的井场坚决不能作业。

施工现场除压裂队伍外, 还有来自建设方、设计方、作业队等不同单位, 施工前对现场人数进行统计, 明确现场负责人, 统一负责安全管理。现场人员都应清楚自己在压裂施工中的职责和在应急情况下的处理措施。在实施压裂过程中, 暂无施工任务的人员应到指定集合点待命, 压裂过程中, 要严格按照操作规程的要求进行, 高、低压管汇吊装、压裂车并入管汇、砂罐车倒车等重点工序, 必须由专人指挥方能进行, 提高操作的准确性及可靠性, 有效避免人员伤亡事故的发生。减少人失误的可能性抓井控制度以及操作规程在岗位落实。

2. 加强高原压裂的风险识别, 不断完善应急预案

结合高原含氧量低, 人员以及设备完成相等工作量负荷增大等特点, 应该从压裂设计源头的应急管理, 到不同井型、不同区域、不同海拔进行风险评估和识别, 根据压裂风险级别进行区别管理。

依据国家有关规定和标准以及高海拔的实际情况, 针对压裂前期准备过程复杂, 现场施工中人员多、设备密集、受地理条件限制施工现场逃生困难等特点。制定和完善应急预案。努力降低事故造成的人身伤亡、财产损失和环境污染。做到科学有效的计划和安排应急救援措施。确保高效、简捷、实用的应急处置, 定期对应急预案进行修订和评审, 保证生产安全的需要。

3. 逐步建立高原压裂应急管理特色

施工单位应根据高原施工人员生理特点, 以及设备随着海拔的升高出现负荷变化, 建立并不断完善压裂作业配套的应急预案, 强化应急演练的真实性, 提高现场处理事故的应急技术, 做到每次施工前进行应急演练。主要对管汇刺、漏、爆管, 以及井口附件遇高压开裂等事故, 熟悉逃生路线。通过应急演练来减少事故发生带来的损失。

青海油田压裂队伍属于大队制管理, 应逐步建立大队常用应急物资和装备设施的储备, 二级单位建立应急物资储备库, 储备呼吸器、氧气袋等设备, 出现险情做到物资共享快速送达。同时, 应建立可靠的通信联络与警报系统, 加强与兄弟应急救援机构的信息沟通和交流, 确保在应急状况下, 及时得到救助, 避免大的人员伤亡和财产损失。为适应压裂施工队伍不断增加的现状, 逐步建立五级应急体系 (岗位、大队、公司、油田、地方) , 做到及时发现险情, 快速处置危险。各级抢险队伍和资源实行联动, 明确责任相互配合。

通过不断的实践和总结, 结合油田高原油水井压裂施工的特点, 加深了压裂施工的风险识别, 提出针对性强的高原油水井压裂应急处置方法。逐步降低压裂施工带来的风险。在工作中加强压裂技术力量, 培养专业技术人才, 把压裂作为应急管理体系的重要部分。用规范的操作, 精准的现场施工和指挥, 来保证施工的顺利进行, 减少施工风险。不断完善应急演练的策划和现场实施, 提高现场应急反应速度和应对能力。提炼出具有高原特色压裂的应急管理和快速应急处置的理论用于实践。高效应对可能出现的险情, 为高原油田油水井的压裂提供安全保障。

摘要：随着青海油田开发的进一步深入, 油水井压裂作为主要增产、稳产的措施得到广泛应用。但是青海油田压裂施工起步晚, 技术低于国内外其他油田, 整体管理水平不高, 专业技术人员缺乏、设备更新慢。施工中存在的风险和应对措施还有待进一步提高, 通过近年来不断外出培训借鉴管理经验, 消化吸收本行业的先进方法, 结合高原油田自身特点, 总结出高原油水井压裂施工普遍风险和应对措施。

关键词：高原油田,压裂,风险识别,应对措施

参考文献

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