压裂施工中压力异常波动的原因浅析及处理措施
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压裂前施工准备及常见问题处置预案探究压裂前施工准备及常见问题的处置预案是石油勘探开发领域中非常重要的一环,它直接关系到施工的顺利进行和工作安全。
本文将探究压裂前施工准备的内容以及常见问题的处置预案。
首先是压裂前施工准备。
压裂前施工准备包括以下几个方面:1. 地质勘探与数据分析:在进行压裂前,需要对目标区域进行地质勘探和数据分析。
这包括地质构造、地层厚度、岩石物性等信息的收集和分析,以便了解地层情况和压裂技术的可行性。
2. 设备及人员调配:根据施工计划,确定所需的设备和人员,并进行调配。
设备方面包括压裂液搅拌车、压裂泵等;人员方面包括工程师、技术人员、操作人员等。
3. 压裂液配方设计:根据地层情况和施工目的,进行合理的压裂液配方设计。
压裂液中一般包括水相、油相、添加剂等组分,根据需要进行配比调整。
4. 施工方案制定:根据地质勘探数据和压裂液配方设计结果,制定详细的施工方案。
包括施工流程、施工参数、施工时间等。
5. 安全措施:施工前需对压裂现场进行安全检查和安全培训,确保施工过程中的安全。
常见问题的处置预案如下:1. 压裂液异常:在压裂施工过程中,若发现压裂液异常,如浓度过高或过低,应及时停止施工并调整。
需要排查导致异常的原因,如设备故障、压力不稳定等,并采取相应的措施解决。
2. 泄漏事故:在施工过程中,若出现压裂液泄漏事故,应立即采取措施进行应急处理,包括停止泄漏源、隔离泄漏区域、清理泄漏液体,并及时报告相关部门。
4. 环境污染:压裂施工可能会对周围环境造成一定的污染。
当发生环境污染时,应及时采取措施进行清理,并采取防止再污染的措施,如用消防泡沫进行泄漏液体的覆盖。
5. 工作人员伤害:在施工过程中,工作人员可能会受伤。
此时应立即采取救援措施,并及时送医治疗。
以上就是压裂前施工准备及常见问题的处置预案的探究。
在实际施工中,需要根据具体情况进行调整和改进,以确保施工顺利进行和工作安全。
压裂技术详解第一节压裂设备1.压裂车:压裂车是压裂的主要设备,它的作用是向井内注入高压、大排量的压裂液,将地层压开,把支撑剂挤入裂缝。
压裂车主要由运载、动力、传动、泵体等四大件组成。
压裂泵是压裂车的工作主机。
现场施工对压裂车的技术性能要求很高,压裂车必须具有压力高、排量大、耐腐蚀、抗磨损性强等特点。
2.混砂车:混砂车的作用是按一定的比例和程序混砂,并把混砂液供给压裂车.它的结构主要由传动、供液和输砂系统三部分组成。
3.平衡车:平衡车的作用是保持封隔器上下的压差在一定的范围内,保护封隔器和套管.另外,当施工中出现砂堵、砂卡等事故时,平衡车还可以立即进行反洗或反压井,排除故障。
4.仪表车:仪表车的作用是在压裂施工远距离遥控压裂车和混砂车,采集和显示施工参数,进行实时数据采集、施工监测及裂缝模拟并对施工的全过程进行分析。
5.管汇车:管汇车的作用是运输管汇,如;高压三通、四通、单流阀、控制阀等。
第二节压裂施工基本程序1.循环:将压裂液由液罐车打到压裂车再返回液罐车。
循环路线是液罐车—混砂车-压裂泵—高压管汇-液罐车,旨在检查压裂泵上水情况以及管线连接情况。
循环时要逐车逐档进行,以出口排液正常为合格。
2.试压:关死井口总闸,对地面高压管线、井口、连接丝扣、油壬等憋压30-40Mpa,保持2-3min不刺不漏为合格。
3.试挤:试压合格后,打开总闸门,用1—2台压裂车将试剂液挤入油层,直到压力稳定为止.目的是检查井下管柱及井下工具是否正常,掌握油水的吸水能力。
4.压裂:在试挤压力和排量稳定后,同时启动全部车辆向井内注入压裂液,使井底压力迅速升高,当井底压力超过地层破裂压力时,地层就会形成裂缝。
5.支撑剂:开始混砂比要小,当判断砂子已进入裂缝,相应提高混砂比。
6.替挤:预计加砂量完全加完后,就立即泵入顶替液,把地面管线及井筒中的携砂液全部顶替到裂缝中去,防止余砂乘积井底形成砂卡。
7.反洗或活动管柱顶替后立即反洗井或活动管柱防止余砂残存在井筒封隔器卡距之内,造成砂卡.第三节压裂液原理压裂的实质是利用高压泵组,将具有一定粘度的液体高速注入地层。
压裂前施工准备及常见问题处置预案探究一、引言随着油气勘探开发的深入和进展,压裂技术在油田开发中得到了广泛的应用。
压裂技术通过增加油气层的渗透率,提高产能,是一种非常有效的增产手段。
压裂施工本身属于高风险作业,需要进行精心的施工准备,并随时准备应对可能出现的问题和危险,因此对压裂前施工准备和常见问题处置预案进行探究,具有重要的现实意义。
二、压裂前施工准备1. 资料搜集和分析:在进行压裂施工前,需要进行充分的资料搜集和分析,了解井口地质结构、地层情况、水力裂缝特性等相关信息,以便有针对性地进行施工设计。
2. 设备检查和维护:对于压裂操作中需要使用的设备,需要提前进行检查和维护,确保设备完好,能够正常工作。
3. 施工方案设计:根据地质情况和井口条件等因素,设计合理的压裂施工方案,包括施工液配方、压裂管柱设计等。
4. 安全准备:重视施工安全,做好安全生产宣传教育和安全设施的检查和设置,确保施工安全。
三、常见问题处置预案1. 施工地质异常在进行压裂施工时,可能会出现地质异常,如窜泥、陷井等情况。
对于这些情况,需要立即停止施工,进行地质分析,重新制定施工方案。
在处理窜泥等情况时,需要及时调整泥浆配方和泥浆性能,确保施工顺利进行。
2. 设备故障在压裂施工中,设备故障是一个常见的问题。
对于设备故障,需要立即停止施工,进行设备检修和维护。
如果设备无法及时维修,需要及时调度备用设备,确保施工不受影响。
3. 压裂不良在进行压裂作业时,可能会因为施工流程不当或者操作不当导致压裂效果不良。
对于这种情况,需要及时停止施工,分析原因,并重新制定压裂方案和工艺,确保满足开发需求。
4. 安全事故在压裂施工过程中,可能会发生安全事故,如漏油、火灾等。
对于这些情况,需要立即启动应急预案,进行安全疏散和救援工作,确保事故不扩大,并进行事故原因分析和处理。
四、结语通过对压裂前施工准备和常见问题处置预案的探究,可以帮助油田开发人员提前做好施工准备,并在施工中及时应对各种可能出现的问题,最大程度地降低施工风险,确保施工顺利进行。
第三章压裂施工与设备第一节压裂施工概述1、压裂施工的准备工作⑴数据资料压裂施工前需具有有关井数据资料,压前的破裂压力试验数据和压裂设计指导书。
有关井的数据资料应包括管柱和井口设备的尺寸大小和额定压力值,套管和地层的隔离情况,地层及其上下遮挡层情况。
了解裂缝高度的遮挡层以及附近水层和漏层的位置,射开的孔眼数和孔眼的大小等。
破裂压裂试验可在正式压裂施工前进行。
根据破裂压裂试验的数据,特别是原先估计的裂缝高度如有变化,或根据压力压降曲线而得到更准确的液体滤失系数时,可能会修改压裂施工设计。
修改过的最后设计应包括排量施工表、预期的井口压力、总液量、添加剂和支撑剂浓度等。
图2-3-1常规施工泵入装置简图⑵施工设备摆放现场施工设备必须按标准摆放,以利于协调指挥和管理。
见图2-3-1。
⑶施工前检查施工前要检查施工要求配备的物品,确保其质量和数量和性能。
井场准备情况检查。
主要考虑是否有足够大的场地并方便施工车辆进出。
它对施工进展、施工质量及安全都很重要。
设备准备情况检查。
要求施工设备使用状态良好,能完成现场施工,现场还必须备有足够的易损件。
压裂材料检查。
主要是指压裂液和支撑剂的检查。
检查压裂液细菌污染情况及胶凝物的水化和交联性能,这些可简单通过检查储罐的清洁程度、配液时间、环境温度、液体颜色、气味等来确定。
必要时,可对每一罐压裂液进行小规模交联和混合试验。
对支撑剂要确认其型号,检查其杂志含量等。
2、实施压裂施工⑴设备运转情况检查关闭井口阀门,对所有的施工管线进行最高限压试验。
在最高限压下,压力稳定至少一分钟,系统设备没有渗漏,就说明设备和注入系统合格,可以进行施工,否则必须进行紧固或更换相关部件。
⑵施工监测注入排量和加砂量是监测的主要内容,排量不仅决定施工用液的总量,也影响施工质量。
用涡轮流量计可在压裂监测装置上提供直观的记录,可用一实际排量来进行标定。
也可通过计数泵的冲程次数,并已知每一冲次的容量,来校验液体排量,但有一定误差,较精确地确定注入排量的方法是从压裂液罐内计量泵入液体的体积和泵入时间,这三种方法都应使用,将这三种方法分别测得的结果进行互相校核,以便尽可能确切地得出实际排量。
压裂车液压系统存在问题及改进措施摘要:压裂泵车是油田实施压裂酸化作业的关键设备,其主要作用是利用压裂泵车将携带有支撑剂的压裂液打入储层,在储层中撑开人工裂缝而形成原有通道,从而提高油井产量。
在压裂泵车中液压系统是保证其正常工作的关键系统,在施工作业时,台上柴油机通过液力变矩器和万向轴驱动减速器,将动力传递给柱塞,同时从液力变矩器取力而驱动液力端和动力端润滑油泵,实现对系统的润滑。
而在现场施工中,经常会遇到液力变矩器油液变质而导致润滑系统难以正常工作的问题,使压裂作业被迫中断,严重影响了酸化施工的连续性,而且一旦油液变质就需要进行重新更换,这将大大增加设备使用成本,同时会缩短液力变矩器的使用寿命。
关键词:压裂车;液压;措施随着工业的发展,我国成为油气资源需求量最大的国家,面临着油气资源短缺的问题,加快推进非常规油气的开采对缓解油气供需矛盾意义重大。
页岩气是一种开采难度较大的非常规天然气,我国页岩气储量全球第一,但产量处于较低的水平。
作为进行页岩气开采的核心设备,压裂车对于页岩气的增产具有重要的作用。
随着复杂油气藏、低渗透油田、煤层气田的开发及近年来国家提出的页岩气开发等非常规压裂的出现,对压裂设备的要求越来越高。
压裂施工是一成套施工设备协同作业来完成的,包括压裂车、混砂车、管汇车、仪表车等组成的压裂机组,它向油气井内注入大量高压流体使井底地层具有足够大的填砂裂缝,以增加油气的流动性,从而提高油气开采率。
一、压裂车液压概述国内创新设计出的液压压裂车,具备性价比高、高压大排量、良好的可维修性和互换性的特点,适用于页岩气等非常规油气资源开发的压裂设备,对于扩大我国页岩气的开发,满足我国市场对能源的需求具有积极的作用。
液压压裂车采用发动机-液压泵-液压马达-压裂泵的传动方式,进行压裂作业,液压压裂车主要由控制系统、动力系统、液压传动系统、执行机构、吸入、排出管汇以及散热系统组成。
液压压裂车动力系统由底盘发动机与车台上发动机组成,发动机经传动箱增速后将动力传递给液压系统的柱塞泵,而后柱塞泵将机械能转化为压力能促使驱动马达转动,驱动马达将压力能转化为机械能,齿轮啮合驱动压裂泵的曲轴转动,即借助曲轴回转运动通过十字头带动柱塞在泵缸内做往复运动。
油井压裂的风险分析与安全对策(通用版)Safety is the prerequisite for enterprise production, and production is the guarantee ofefficiency. Pay attention to safety at all times.( 安全论文)单位:_______________________部门:_______________________日期:_______________________本文档文字可以自由修改油井压裂的风险分析与安全对策(通用版)摘要:对油井压裂过程中存在的安全风险进行了分析,梳理了安全管理的重点环节,提出了相应的安全管理对策措施。
关键词:油井压裂风险分析安全对策0引言油井压裂作业设备多、环节多,具有技术含量高、施工难度大、作业环境恶劣、救援及逃生困难的特点,安全管理工作难度大,极易酿成重大的人员伤亡和财产损失事故。
笔者就油井压裂过程中存在的安全风险进行了分析,并提出了相应的安全管理对策措施。
1压裂施工风险分析1.1人员与设备高度集中压裂作业井场占地一般1600m2左右;压裂设备包括压裂车、混砂车、仪表车、管汇车、砂罐车及立式砂罐、大罐等。
在特殊情况下,如压力高或需要更大排量施工的井,还要增加压裂车和仪表车。
井场人员和设备密集,管理难度大。
1.2井场布置易存在隐患由于受井场场地的限制,施工车辆距离井口过近,压裂仪表车、其他辅助车辆和仪器距离高压区的距离较近,存在安全隐患。
1.3施工过程危险性高压裂作业施工,尤其是老井、重复压裂井、大型酸化压裂,工序复杂,地面压力在30MPa-60MPa 之间,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、井口设备刺漏等工程事故,极易引发井喷事故和物体打击事故。
1.4救援及逃生困难由于井场摆放着各种车辆和压裂罐,视野较窄,一旦发生事故,很难迅速逃生和得到救援,极易升级为恶性事件。
盾构施工时管片产生裂缝处理的原因及对策提纲:一、盾构施工时管片产生裂缝的原因分析二、盾构施工时管片产生裂缝的处理方法探讨三、化学充填剂防止管片裂缝出现的有效性分析四、管片接口处的特殊施工措施及其防止管片裂缝出现的实效性分析五、盾构施工过程中规范化操作的重要性一、盾构施工时管片产生裂缝的原因分析概述:随着盾构施工的不断深入,管片在施工过程中越来越容易出现裂缝,影响管片及整个工程的质量和进度,因此对于盾构施工时管片产生裂缝的原因进行深入分析显得尤为重要。
1、机械因素:盾构施工过程中机械故障、加劲板调整不及时等因素可能导致管片产生裂缝。
2、地质因素:地层情况、地质变化等因素,对于盾构施工过程中管片产生的裂缝也具有很大的影响。
3、盾构机梁之间的连接处的渐进收敛:在盾构施工过程中,因为盾构机梁之间的连接处发生变形,导致管片产生了拉裂现象,增大了管片发生裂缝的可能。
4、施工过程中温度变化造成量变:盾构施工过程中由于加固体的硬化、边界热膨胀等因素也可能对管片产生裂缝,同时温度变化还会对管片的尺寸和水泥的物性产生影响。
5、其他因素:差异测量、材料的强度等因素都可能影响管片的质量、精度和强度,从而导致其出现裂缝。
二、盾构施工时管片产生裂缝的处理方法探讨概述:对于盾构施工过程中出现裂缝的处理措施是盾构施工过程中的重要环节,合理的处理方法可以有效的避免损失。
1、加固处理:盾构施工时,通过加固板、加固筋等措施将管片的承载能力加强,从而避免了其继续产生裂缝。
2、抢修处理:裂缝出现后,及时对管片进行抢修处理是避免其出现更严重问题的必要措施,包括局部加固、堵缝、填充裂缝等措施。
3、更换处理:在管片裂缝出现较为严重或质量不能得到保证的情况下,考虑对其进行更换的处理方法。
4、强化管子接口处:加强管子接口处采用新型的施工工艺、材料等措施进行强化处理,有效地避免了管子接口处位裂缝现象的发生。
5、设备优化改造:对于运行不良的盾构机进行优化改造,增加控制技术,提高运行性能和精度。
压裂的质量控制措施1、压裂质量控制目标、技术指标(1)生产时效:95%;(2)设备完好率:97%;(3)工程质量全优率:99. 5%;(4)施工一次合格率:100%;(5)资料全准率:99. 7%;(6)单项资料合格率:96. 0%;(7)单项资料全优率:96. 0%o(8) HSE目标管理100%o2、影响压裂施工质量因素1.1施工工艺因素采用下封隔器压裂工艺,一是为了保护油层套管,二是为了分层改造,三是既护套又分压。
其有利亦有弊,如果封隔器在井下出现问题,就会影响压裂效果。
2.2压裂液因素黏度高、流动性好、抗剪切而摩阻损失小、滤失小而携砂能力强的压裂液是决定压裂成败的关键。
2.3操作及设备因素压裂成功需要完好的设备条件和良好的操作素质来支持。
如果在施工中指挥控制仪表和线路出现问题,或混砂车、大泵车出现故障,就无法顺利的完成压裂施工。
3.4地层及地质因素地层和地质的物性是大自然所固有的客观因素,是人无法改变的客观事实。
要改造它首先要适应它。
4.5井内管柱因素压裂施工是高压作业,其所用的工具、用具、设施、配件等的质量是至关重要的。
压裂井口又是高压施工中的危险部位,其井口的“升高短节”更是最薄弱环节,它是采油树与井筒连接的“咽喉要道:2、压裂施工现场质量规范5.1车辆摆放a、按顺序进入井场,避免在井场内发生冲突,做到准确快速摆放。
b、混砂车的摆放要考虑加砂车的停放和混砂车进排出管线的连接。
c、仪表车的摆放要考虑对井口及施工场地的观察。
6.2压裂液和支撑剂的检查a、施工前压裂队要准确测量压裂液总量,并做好记录。
b、压裂液配制是否均匀,有无结块和漂浮物,并作记录。
c、压裂队负责目测检查压裂液、支撑剂量和类型,并作记录,同时观察支撑剂是否有杂质,是否潮湿或有结块。
如果有不合格应请示有关领导,并有指示记录。
7.3井口及施工管柱的检查a、施工前压裂队要查看井口类型,检查升高短节,绷绳及大螺栓是否上齐上紧,阀门是否齐全,开关灵活。
学术研究化 工 设 计 通 讯Academic ResearchChemical Engineering Design Communications·254·第46卷第8期2020年8月石油产业开发为各行各业的发展都提供了巨大的原动力,对石油开发过程中的每一个环节都需要不断研究、改进,才能提升石油的产量及利用率,进而为我国的工业发展提供强大的支撑力。
石油开发无论采用什么样的方式都离不开压裂这一道工序,而目前压裂工艺还有很大的改进空间,因此,对压裂进行技术改进工作刻不容缓,本文主要是从风险分析方面展开讨论。
1 压裂的风险分析一般情况下,压裂这道工序都是通过水力等方式使得油气层产生一定的裂缝,这么做的目的是为了使石油在地表之下的流动环境得到改善,从而提高油井的产量。
但是压裂作业的程序十分复杂,对环境、仪器等的要求也极为严格,因此压裂过程中存在许多风险,具体来看,可以从以下几个方面进行分析。
首先便是人员、仪器设备需要相对集中这个问题,在进行压裂作业时,压裂车、混砂车、仪表车等以及相关的作业人员都需要集中在一个相对固定的区域内,对现场秩序管理的难度较大,稍有不慎便可能会产生混乱,导致安全事故的发生。
其次,便是救援、逃生困难,这其实也是由于现场作业需要相对集中引起的,发生事故时由于现场大型设备多,不论是逃生还是救援都有一定的难度,同时,一旦发生事故,现场秩序势必会更加混乱,这无疑会使得救援难度更上一层楼。
最后,由于场地限制,井场布置也常常会有一定的安全隐患。
由于作业的特殊性,大多作业车辆需要在油井井场附近作业,由于这些场地本身就是高压区域,若是作业对象恰巧是大型酸化井或者是老井,出现管线爆裂、管柱断脱等事故的风险更是会加倍,一旦发生此类事故,大面积的人员伤亡便不可避免,除此之外,还会造成地表、大气污染,会对当地造成大面积的污染事故。
2 安全管理的重点环节2.1 作业人员的管理在施工之前,企业工程团队必须有目的的对设计人员进行培训,保障一线工作人员佩戴好安全物品之后,持证上岗,非本岗位的工作人员严禁进入高压区。
油田井下压裂技术及其改善措施摘要:油田在开采过程中对于施工技术和施工标准要求较高,压裂技术在油田开采技术中是一种比较常见的施工技术,对于油田的开采有着非常重要的作用。
压裂技术的应用能够有效促进油田的经济效益,在开采过程中可以有效提高采收率。
但是随着油田井下工作的不断深入,内部影响因素较多,导致在使用井下压裂技术时,需要进行全面的分析工作,不断完善压裂技术,才能够充分发挥出压裂技术的作用。
关键词:油田;井下压裂技术;改善措施随着我国社会经济的不断发展,石油行业为我国经济的发展奠定了基础,因此石油行业受到了社会各界的高度重视。
工业水平的不断提高对于油气资源的需求量也在不断增加,因此在实际开采过程中需要强化勘探技术,提高石油资源的采收效率。
我国油田井下压裂技术的应用已经处于世界先进水平,但是在实际开采过程中,由于受到地理因素的影响,导致井下压裂技术在应用过程中会发生一些问题,因此就需要采取相应的解决措施,提高开采工作的安全性,确保工作效率有所提升。
1油田井下压裂技术类型1.1限流压裂技术限流压裂技术是一种比较常见的运用方式,在使用限流压裂技术时一定要保证在没有射孔的油井中应用,属于完井压裂技术的范围,在低渗透油藏的开采中,使用限流压裂技术可以保证油田内的流量会不断的增加,有效的控制好射孔的直径和数量可以保持整体压力的不断增加,那么对应油井的注液量也会分布在各个油层当中。
使用这项技术最大的优点就是在于,可以针对不同的射孔数量来改造不同时期的预期效果,另外在实际的过程中,不需要借助其他的下井工具,这项技术的应用比较简单,可操作性比较强,是可以在短时间内完成的操作,通过这项技术可以在很大程度上提高油井类的排量。
1.2化学隔离压裂技术在进行油田井下开采过程中,化学隔离压裂技术的出现是因为某些油井不能使用机械封隔器套管,在实际的开采过程中合理利用化学隔离压裂技术可以帮助油井将各个层段分别射开,具体使用的材料为砂子,在进行开采工作完成后,可以将砂子等材料全部冲开,然后对油井中的每个层次进行逐一排液,利用化学隔离压裂技术的最大优势也是不需要使用下井工具,并且在开采的过程中非常方便,而且安全系数也比较高。
压裂施工中压力异常波动的原因浅析及处理措施编写:韩庆单位:长庆石油勘探局井下技术作业处二 0 0七年十二月压裂施工中压力异常波动的原因浅析及处理措施韩庆(长庆石油勘探局技术作业处甘肃庆阳745113)摘要:油水井压裂已经成为各大油田一项重要的增产增注措施,在压裂施工过程中,由于地质因素或人为因素等多种原因,导致了不成功工序的发生,影响了正常的生产和经济效益。
随着压裂工艺的不断完善,对工程技术人员的整体素质要求越来越高,不但要有较高的专业技术理论水平,还要有较丰富的现场实践经验。
本文着重论述了在压裂施工过程中,压力异常波动的原因及处理措施,从人为因素、非人为因素等方面进行了阐述,同时列举了一些实例及图表,针对原因进行分析,提出处理及预防措施,旨在对以后的施工过程中遇到此类问题时能够提供参考与指导,尽可能地降低损失,进一步提高压裂施工的一次成功率,为油田的可持续发展做出贡献。
关键词:压力异常波动处理一、问题的提出随着长庆油田的不断开发,压裂已经成为油井增产,水井增注的重要手段,压裂井的数量也在不断增加。
在现场施工过程出现的问题中,技术人员最怕遇到的就是压力的异常波动,因为它有可能会导致工程事故,通常是造成砂堵,进而造成砂卡管柱,导致管柱活动不开,这样处理起来极为麻烦,不仅耗费时间,而且还会造成极大的经济损失。
再有,压力异常上升,极易造成憋爆管柱,因为在极短时间内,压力的迅速上升,即使是仪器设有超压复位装置,也不可能将所有泵车停下,如果在井下憋断管柱,则会造成卡管柱,如果在地面憋爆管线,则可能会造成设备及人员的伤害。
所以分析压力的异常波动以及提出解决的办法,对于在今后的施工中避免损失具有重要的意义。
二、引起压力异常波动的原因分析及处理措施压裂施工是一个系统工程,其间任何一个环节出现异常,都可能导致整个施工的失败,导致压力异常波动的原因大致可以分为两种情况:人为因素和非人为因素。
下面就这两种因素进行详细的论述。
1.人为因素在整个施工过程中,因人为因素引发的压力异常波动占有一定的比例,通常有以下几种原因。
(1)前置液量是否符合压裂施工设计要求。
每口井压裂成功与否,与前置液量有极大的关系。
只有前置液量符合设计要求,才能破开地层,并在地层中形成一条具有足够长度的填砂裂缝,为以后支撑剂的进入做好铺垫。
反之,如果前置液量不足,则会为以后的施工埋下隐患:由于前置液量的不足,导致造缝长度不足,随着施工时间的延长,当砂量达到一定程度时,裂缝无法继续向前延伸,地层就会出现“饱和”现象,如果在加砂过程中出现压力升高,并且判断其原因是由于前置液量不足引起的,应采取的措施是立即停砂,进行替挤,以避免更大的损失。
(2)是否为交联前置液。
如果前置液量充足,但是没有混合交联,在施工过程中,随着时间的推移,愿者上钩液会慢慢地滤失,同样不能形成足够长度的填砂裂缝。
最终会导致缝端脱砂。
正确的做法应是:在地层压开,排量达到设计要求后,就应该进行交联混合,使前置液保持应有的造缝机能。
如果前置液没有混合交联,那么出现压力上升时,也应该立即停砂,进行替挤。
如果强行加砂,则极有可能导致砂堵事故的发生。
(3)加砂过程中是否供液或供砂间断。
在压裂施工中,尤其是在加砂过程中,最禁忌的就是供液间断,也就是俗称的“抽空”。
引起抽空的人为因素就是罐车看液人员的疏忽,造成液罐内空气进入混砂车水泵内,从而引起混砂车上水困难,或是由于混砂车操作人员的误操作,使混砂斗内液面过低,不能向泵车提供充足的液量,继而泵车向地层间断性供液,则推动支撑剂进入地层的动力不足,易造成支撑剂在地层内发生堆积,尤其是在高砂比阶段时,极易造成压力异常上升,导致砂堵。
所以在施工中,看罐人员及混砂车操作人员应增强责任心,避免发生抽空现象。
一但因抽空引发压力上升,则应降低砂比,视压力变化加砂。
其次,供砂不连续,有可能是砂罐不到位或是混砂车加砂间断,在施工过程中都会引起压力地异常变化,如果施工员不及时采取措施,将会导致施工失败。
如图1:本次施工过程中有两次供液不足现象,瞬时间导致主压车走空泵,其压力排量都有所较大变化(压力排量同时波动),供液正常后其压力排量基本平稳。
图1:施工中供液不足的施工曲线如下图2:在施工过程中,由于混砂车供砂不连续引起压力变化两次,压力平均每次上升2-3MPa,在加砂正常后压力慢慢恢复到正常情况。
图2:供砂不连续的施工曲线(4)交联比是否合理。
在加砂过程中,交联比的控制是否合理,对整个施工的成败同样也有着举足轻重的作用。
控制好交联的大小,需要一定的施工经验,如果交联过小,则冻胶压裂液的携砂能力变差,随着施工时间的推移,进入地层内的支撑剂会慢慢沉积,形成砂桥,阻止后续支撑剂的进入,从而会形成砂堵,尤其是在外围探井施工中,多使用延时交联,如果控制不好基胶比,携砂液在进入地层后仍不成胶,则极易发生砂堵。
这一过程是缓慢的,压力通常会呈缓慢上升趋势,这种情况发生后应立即停砂,随着压力上升,应逐渐减小排量,以防压力突然上升,难以控制。
如果压力平稳,则应及时调整交联,视情况加砂。
如果交联过大,则会增加摩阻,在冻胶过炮眼时,压力也会有异常波动。
控制好基胶比,要求混砂车上的技术人员应对混合液勤检查,仪表车内技术员也应注意观察排量线的变化,一旦排量有异常,则应及时调整交联。
判断是否因交联浓度过大导致压力波动,可通过泵注排量及时间推算出来,由此引起的压力波动一般不会导致砂堵。
如图3所示:在施工过程中,由于交联比控制的不是很好,交联比一阵大一阵小,所以在加砂过程中压力变化波动很大,使得后期砂比不可能提得更高。
图3:交联控制不好的施工曲线图4:交联控制不好的施工曲线(5)排量是否符合设计要求。
全三维水力裂缝模拟结果表明,当上下岩层与压裂目的层的地应力差小于5MPa时,泵注排量的大小将对裂缝高度的延伸产生较大影响。
在现场施工中,有时因为某种情况,施工泵注排量达不到设计要求,这就使得裂缝高度达不到预期值,当泵入较高浓度的砂比时,高浓度的支撑剂就会堆积在裂缝口,造成压力的迅速上升。
所以在现场施工中,应严格遵守作业指导书的要求,以足够的排量进行施工。
(6)泵入错误的砂比或设计砂量、砂比不合理。
在施工中,如果施工人员错误的泵入了较高浓度的砂比,或者设计人员在做设计时,由于对欲压目的层的地层参数分析有误,设计了过高的砂比或砂量,或前置液量相对不足、基胶比不合理、裂缝高度限制等因素,均可导致压力异常上升。
现场施工时如果压力上升,应进行判断分析,及时采取相应的措施(降砂比或提高施工排量)。
2.非人为因素(1)地质因素。
①断层遮挡。
在影响压裂施工的地质因素中,断层遮挡是一个不可忽视的因素。
施工中,如果在裂缝延伸过程中遭遇断层遮挡,则裂缝的延伸受到限制,地层的吸入量会达到饱和,致使压力上升,无法继续施工。
在断层区域附近施工,如果各项指标均符合设计要求,而压力迅速上升,则有可能为断层所致。
为避免此类问题的发生,一方面要求设计部门应该详细了解欲压目的层的地质情况,对断层发育的地区或施工井应给予标注;另一方面要求现场施工人员应尽量多积累经验,对特殊区块的油藏资料有所了解,避免压力突然上升而造成不必要的损失。
②地层渗透率和微裂缝发育的影响。
由于地层渗透率过大导致缝端脱砂而引起压力异常上升,在施工中也比较常见。
有些微裂缝发育区块,在施工中也容易导致压裂液滤失量过大或者形成不了有效主裂缝,而导致脱砂现象的发生。
对于本身渗透性较好的水井,由于长期注水,导致微裂缝被水中杂质所充填或堵塞,随着注水压力的提高,新的裂缝产生,随着时间的推移,新裂缝又被杂质充填,这样周而复始,使得这一区块的施工破压较高,并且随着施工的进行,微裂缝相继被压开,施工压力极不稳定,并且伴随着滤失量增大,容易造成砂堵。
所以在施工此区块的水井时,应该适当增加前置液用量,同时增大交联比例,当压力有上升趋势时,可适当提高排量,增加缝宽以减缓压力的上升。
④限流法施工。
限流法施工,就是通过严格限制炮眼的数量和直径,按设计注入排量进行施工,利用压裂液流经孔眼时产生的炮眼摩阻,大幅度提高井底压力,并迫使压裂液分流,使破裂压力接近的地层相继被压开,达到一次加砂能够同时处理几个层的目的。
由于其工艺特点,在施工过程中相继压开几个小层,同时会出现压力波动的现象,所以在施工限流法井时,出现压力的波动属于正常现象。
(2)设备因素。
在施工过程中,由于设备的突发故障,导致泵注排量不足,或者供液系统的故障,均可导致原有施工状态改变,井底流质状态发生变化,进而导致压力波动。
①泵车故障原因。
泵车是压裂施工中泵注下井原材料的动力源,如果其发生故障,也将会引起相应的施工故障。
如某台车的变速箱系统或柴油机发生故障,可导致该车大泵运转偷停或者挡位混乱,造成排量不准确。
或者由于大泵阀系统工作故障,间断性供液,均可导致压力异常。
在施工中,要求泵工对台上设备勤检查,发现异常及时调整车辆,保证排量的稳定。
②混砂车故障原因。
混砂车由于使用率较高,易磨损部位也容易发生故障。
例如水泵或砂泵,由于长期使用,均可导致叶轮的磨损。
水泵发生故障,则上水困难。
砂泵发生故障,则供液量不足。
在施工排量增大的情况下,使得混砂车不能及时供给泵车充足的液量,使泵车抽空,最终导致压力的异常波动。
所以当混砂车的易损部件工作到一定的年限时应进行检查、更换。
③仪表车采集系统或传感器部分失灵。
仪表车是一个精密的采集系统,强磁场、强电磁波或者高压电场等外界干扰也可导致压力异常的波动,但这个波动只是一个假象,现场指挥人员应该对此做出准确判断。
另外,在雨雪季施工时,压力传感器、流量传感器有可能进水或冻结,导致压力及排量反映失真,通常情况是,在排量稳定时,压力呈极缓慢的上升趋势,而且没有波动,这时可参照泵车控制台的压力表进行核对,来判断是否属于这一故障。
所以仪表操作人员应增强责任心,及时地对压力传感器等做好保温及防水、防冻工作,防止因此故障导致现场施工员带来错误判断。
(3)井下管柱因素。
射孔孔眼是流体进入地层的通道,压裂施工时,压裂流体需经孔眼进入地层,孔眼的数量及尺寸都会对压裂施工产生一定的影响。
孔数过多将增加压裂液的滤失,孔数过少又会产生很大的孔眼摩阻,使泵注排量受到限制。
孔眼尺寸应与支撑剂粒径的大小和施工时泵入支撑剂的浓度相匹配,否则会出现砂堵孔眼的现象。
孔眼的尺寸还影响到压裂液的黏度,如孔眼太小,孔眼通道处的高剪切速率将破坏冻胶结构,使高黏度的压裂液迅速降解,导致脱砂。
对于使用普通喷砂器的施工井,如果在施工过程中出现压力上升,发生砂堵,不应该再进行连续的憋放,因为连续高压憋放,会导致卡具段油套环空内的支撑剂紧密堆积,而是应该在采取一些辅助措施(如油套平衡压力等)的配合下立刻活动管柱,尽可能将损失降至最低。