压裂施工中常见问题及处理方法

247 科学管理2018年第3期

压裂作业过程中常应各种因素造成压裂效果不理想，常见的问题有地层不入液压不开、压窜层、卡压裂管柱、沉砂等。遇到该类问题如果不能采取正确的方式处理，不仅延迟了作业工期，还有可能造成工程事故，影响开采效果，增加了投入成本，造成巨大的经济损失，本文针对以上常见问题的产生及处理进行分析：1 目的层不吸液，压不开的原因及相应措施该类问题表现为当针对目的层实施压裂作业时，压裂车辆刚起泵施工，其泵注压力迅速升高至设计限制最高压力，目的层没有液量吸入，降排量时压力依然没有下降的趋势。造成该问题的的主要因素如下：一是改造目的层的构造问题，地层物性差、孔隙度低、连通性极差，造成地层吸液困难；还有可能目的层含有大量的水敏性黏土矿物，遇压裂液会膨胀堵塞孔隙，导致地层不能吸入液体；还有可能是开采层结蜡或钻井过程中造成进井污染，导致连通性降低。二是管柱及井下工具问题，目的层改造位置吐砂，造成喷砂器被砂埋，造成液体不流通，不能实施改造；还有可能管柱长度测量有误或是作业人员疏忽导致喷砂器未能下至指定层位，造成地层不吸液；管柱或油套环形空间存在油污或是其他杂物，在泵注过程中冲洗掉落造成堵塞；射孔质量不合格也会导致目的层未打开，导致改造层堵塞。对于目的层存在的问题可以采取通过打前置酸，软化近井地层，实现目的层孔隙的清洗，去除近井污染，然后再进行常规压裂作业，通常可以解决该类问题。对于管柱及井下工具问题则需要首先要对欲施工井进行通井，然后充分的循环和洗井，并对管柱长度进行认真测量并按设计配置好相应的短接，防止位置出现问题，还可采用瞬间起泵停泵，进行憋压和缓冲，或将管柱快速提放，来处理卡钻问题。2 压窜地层问题压裂过程中出现窜层现象也较为常见，通常可通过压裂快速下降或先后两层破裂压裂几近相同两种情况进行判断，通常引起窜层现象的因素主要有如下几点：一是封隔器方面，当胶筒不能正常膨胀或在下钻过程中出现刮坏等现象无法在目的层形成有效的封隔效果，导致形成套喷，造成层位压窜，或是下钻位置不准确，导致封隔层位出现偏差也会出现层位压窜现象。二是压裂管柱方面，在压裂施工中由于套压不能及时补充或出现套喷现象还或是管柱自身存在问题，造成管柱破裂油套连通，压力迅速下降，如果出现在封隔器下方，则会造成油管上顶，不仅存在窜层的风险，还极有可能造成工程事故。三是地层窜通方面，有可能地层之间隔层较薄或是联通性较好，在压裂过程出造成隔层被压通，造成地层压窜，不能很好的实现目的层改造。对于封隔器是否存在坐封不严问题，可以通过上提管柱再次测验是否坐封效果良好来判断，如果不能继续实现良好坐封则需要重新更换封隔器再次下管压裂，而封隔器坐封良好仍然出现套喷问题则需要上提管柱并检测管柱的完整性，如果出现管柱破裂则要及时更换并在此下钻施工，如果以上两点均排除则可能是地层自身问题，则需要采取人造隔层来实现对目的层的改造，则工艺相对较为复杂，并需要进行重新设计施工。3 出现卡钻问题当压裂作业结束后出现管柱上提不了，影响下一层的目的层改造或压裂后的后续作业施工，出现该类问题的原因相对较多和复杂，通常有一下原因：一是封隔器胶筒在地层高温下出现变形不能正常收缩，或是封隔器的喷嘴处出现砂堵导致封隔器不能正常回收，造成管柱上提困难，出现卡钻现象。二是油套环空有落物卡于封隔器处，或是套管变形，在上提过程中造成卡钻。三是由于窜层导致压裂液携带的支撑剂在封隔器上层环空排出并出现沉淀，形成砂卡导致管柱不能上提。对于封隔器不能正常收缩问题可以通过进行清水试挤对喷砂嘴进行清洗，或是通过环空注液来增大套管和油管之间的压差，从而让胶筒收缩，实现解封上提管柱。对于环空落物、套管变形和砂卡的判断则可以通过多次起下活动管柱进行测试，如果仍然没有效果，只有通过倒扣将管柱提出，然后再通过磨洗或修井作业解决封隔器疏通或打捞的问题。4 出现沉砂问题沉砂也是压裂作业过程中极易出现的问题，形成砂堵导致工程事故，也会因堵住改造层位出口，影响压裂改造效果。出现该问题的原因通常有三个方面：一是加砂结束后顶替液体量未能达到设计要求，造成管柱内的携砂液不能全部进入地层，造成管柱内砂体沉淀形成砂堵。二是在加砂过程中地面设备出现刺漏或其他问题造成停泵处理，此时也会造成携砂液不能及时得到顶替，造成管柱内出现沉砂现象。三是地层裂缝闭合不好，在打开套管泄压时，出现吐砂现象，如果此时喷砂器破损，则砂体会迅速堆积在油管内造成沉砂。因此施工前要对地面压裂设备及管线进行维护检查，防止出现施工中停泵的现象出现，同时要严格按照设计施工，确保将管柱内的携砂液全部注入地层，从而保证不会出现因顶替问题出现的沉砂现象。在施工结束后还要严格按照设计时间进行憋压，然后再上提管柱，让裂缝充分闭合，降低出现吐砂的可能性，保证施工的顺利和安全。5 结束语综上所述，了解目的层性质，保证井筒的清洁，选择合适的井下工具，检修好地面设备，严格按照设计施工等因素都是成功实施压裂改造的关键因素。这需要我们设计及施工人员要严格要求、认真负责，一旦出现问题要及时并果断的采取正确的整改措施，避免工程事故的发生。压裂作业过程中常见的问题及应对措施李俊长城钻探工程有限公司压裂公司辽河压裂项目部 辽宁 盘锦 124010 摘要：通过对压裂过程中面临的常见问题及其应对措施进行分析和讨论，以期能够对从事压裂工艺及施工的作业人员提供借鉴。关键词：压裂作业 油田开发 压窜

压裂施工中的故障处理

在压裂施工过程中，由于对情况判断不准，分析不够，或施工准备、指挥及操作不当，往往会发生意外的事故。因此，在压裂施工过程中，及时、准确地判断故障和果断地进行处理十分重要，必须予以足够的重视。

1. 压不开地层

压裂过程中，有时虽然达到了油层破裂压力，但是仍然压不开，其主要原因有：

（1） 地层结构致密，渗透率很差，或者有严重的堵塞，造成吸水能力很差，压裂液不能很好的进入油层中去。

（2） 井筒与油层连通性不好或是不完善。如射孔完成时，射孔孔眼没有射穿，或者射孔孔眼被堵剂、水泥等物堵塞等。

（3） 井下压裂管柱深度搞错，封隔器下错位置而卡在为射开井段。

（4） 喷砂器下错位置或滑套与钢球有错，也有可能挡住压裂通道。

遇到上述情况时，要认真分析原因，针对性地进行处理。若确认为第一种原因时，不要忙于起换井下管柱，应在不损坏套管和井口设备的前提下适当提高泵压，再次试探着压裂。若仍压不开，可考虑用水力喷射预处理后再次进行压裂。属于第二、三种原因时，应起出压裂管柱丈量及校对深度，解除堵塞或射孔、补孔后，方可再次进行压裂。

2. 蹩不起压力

发生这种情况可能有以下几方面的原因：①井下严重漏失；②压裂液的数量不够，未能灌满井筒；③压力表坏了。

遇到后两种情况时，要认真检查压力表或多打一些压裂液。若证实是井下严重漏失，需重新考虑该井是否还值得压裂。

3. 蹩泵

蹩泵的原因是油管堵塞、地面管线冻结堵塞，以及管线接错等。可以根据开泵后排出液体的总量大致估计出堵塞的位置。如果是地面堵塞，可以更换管线；如果是井下堵塞，可以采用正蹩或反蹩的措施，或上提管柱检查。

4. 封隔器坐封不住及管外串通

在坐封封隔器时，应打开套管闸门。当关封隔器坐封不住时，套管就会溢流，这时可同时开动几部车，加大排量，使封隔器获得足够的压差，达到密封的目的。若仍然无效，可以活动一下封隔器（将封隔器上提至怀疑串通层段以上）再试坐。若仍然坐不住，说明封隔器有问题，需要起管柱进行检查。若能够坐住，则说明原来层段管外串通。若在压裂中途发现管外串通，则应停止加砂，并循环洗井，把井筒中的砂全部顶替干净，以免造成砂卡。

压裂低老坏问题清单

一、引言

随着我国能源需求的不断增长，石油和天然气勘探开发逐渐向深层、复杂储层发展，压裂技术在提高油气井产量方面发挥着重要作用。然而，压裂过程中低老坏问题日益凸显，成为影响压裂效果和安全生产的关键因素。本文对压裂低老坏问题进行梳理，提出解决方法，以期为现场施工提供参考。

二、压裂低老坏问题概述

1.定义

压裂低老坏问题是指在压裂施工过程中，由于各种原因导致的施工效果不佳、产量提升不明显或安全隐患等问题。

2.原因

压裂低老坏问题的原因主要包括：

（1）地质条件复杂，储层非均质性强；

（2）压裂液性能不佳，不能有效携带支撑剂；

（3）压裂设计不合理，如缝网密度、长度等参数不合适；

（4）施工工艺不当，如泵送速度、压力控制等。

3.影响

压裂低老坏问题对油气井开发的影响主要表现在以下几个方面：

（1）降低产量，影响经济效益；

（2）增加施工风险，如裂缝延伸过快、压力失控等；

（3）加剧环境污染，如压裂液泄漏、地下水污染等。 三、解决压裂低老坏问题的方法

1.技术改进

（1）提高压裂液性能：通过选用优质原料、优化配方等手段，提高压裂液的携砂能力、抗盐性能、生物降解性等；

（2）优化压裂设计：根据储层特征，合理调整缝网密度、长度、支撑剂浓度等参数，提高压裂效果；

（3）改进施工工艺：控制泵送速度，确保压力稳定，避免裂缝过度延伸和压力失控等。

2.管理优化

（1）加强监管：政府部门和企业应加强对压裂施工的监管，确保施工安全、合规；

（2）完善制度：建立完善的压裂施工规范和验收标准，规范市场秩序；

（3）提高人员素质：加强培训，提高施工人员的安全意识和技能水平。

四、案例分析

针对某复杂储层油气井，通过优化压裂液性能、调整压裂设计参数和施工工艺，有效提高了压裂效果，产量提升50%以上，施工安全得到保障。

五、总结与展望

本文针对压裂低老坏问题，提出了技术改进和管理优化相结合的解决方法。随着压裂技术的不断发展，解决低老坏问题将成为行业面临的重要课题。

压裂常见事故分析及对策

沙南作业区各区块于1989年相继投入开发，随着油田的不断开发，油井含

水上升速度加快，水淹水窜井增多，老井重复压裂改造规模逐步放大，且重复压

裂改造效果逐次下降，储层改造措施的难度越来越大，因此近年来大范围地使用

了不同类型的转向压裂、分层压裂，虽然取得了比传统普通压裂更好的效果，但

由于施工工艺变得复杂以及压力上升等原因，事故率也明显上升。

从近年来压裂事故井（施工未完或因现场施工原因未按设计施工）看， 包

括了管柱破裂、脱落，井口刺漏还是超过限压其他种情况，这些事故的发生，不

仅使现场施工的风险性增加，而且浪费了成本、人力物力，对沙南作业区压裂施

工常见事故进行分析，并寻求解决对策，来减少现场事故的可能来，从而保证现

场施工。统计近年来作业区压裂现场施工中存在的主要问题，主要有以下：

1、 套压超限

沙南作业区采油树承压多为25Ma，因此所有压裂井施工时都安装了井口保

护器。近年来沙南作业区压裂施工所用井口保护器型号多为GN2000-250，耐压

15000PSI（约合103.4MPa），该保护器工作时通过液压坐封在油管头上，达到保

护井口的目的。但在压裂施工时，采油树井口套管部分仍要直接承受压裂施工压

力，压裂施工中如何既能保护套管，又能达到制定的压裂方案，成为压裂工作的

难点之一。

从近年来准东采油厂的压裂看，对比火烧山、西泉、吉木萨尔等油田，沙

南作业区北三台油田、沙南油田压裂施工时套压相对偏高，统计发现沙南油田近

三年来套管压力超过20MPa的井占30%以上，在相同型号的采油树下，施工风险

明显更高。

在与其他作业区压裂时采用相同的设备、工艺及压裂原材料下，造成沙南

施工套管压力过高的主要因素有：1、油藏埋藏深度；2、油层物性；3、转向压

裂。

1）油藏地质特征造成施工套压过高

油藏埋藏深度和油层物性是属于不可控因素，因此需要在密切注意转向压

裂对套管压力的影响，以免造成套压超限影响施工效果，甚至造成安全事故。