水力壓裂工藝培訓(xùn)教材(已改無錯(cuò)字)

　　

【正文】 鋼賕打噴砂器滑套時(shí)，投入鋼球規(guī)格與噴砂器滑套對(duì)應(yīng)， m3/min。（6）壓裂施工中嚴(yán)禁放噴，已防砂卡及壓裂層段吐砂。（7） m3/min；破裂壓力要在同排量下提高2mpa以上，否則再次封堵，追加1/2蠟球量。在限壓40mpa時(shí)，如第一條縫超過35mpa以上，可終止多裂縫施工。（8），采用打開混砂車的替擠旁通流程擠入替擠液。（三）壓裂施工異常情況處理壓裂施工過程中，經(jīng)常出現(xiàn)壓不開、壓竄、砂堵、砂卡等事故。可利用井口泵注壓力、套壓表、注入排量、砂比的變化及壓裂液排量的記錄曲線準(zhǔn)確判斷，及時(shí)處理。壓不開壓力隨注入量的增加急劇上升，很快達(dá)到施工許可壓力上限，原因主要是由于：（1）地層性質(zhì)、吸液能力差；（2）管柱堵塞、工具問題、管柱深度有誤；（3）射孔質(zhì)量問題，井筒與地層連通不好。處理方法⑴磁性定位校驗(yàn)卡點(diǎn)深度。深度無差錯(cuò)則擠酸處理目的層，降低地層破裂壓力及解除近井污染后再壓裂。⑵深度若有差錯(cuò)，則調(diào)整準(zhǔn)確后再壓裂。⑶磁性定位測(cè)井時(shí)，根據(jù)下井儀器的遇阻深度判斷管柱是否堵塞。有堵塞則起出管柱，通油管后重下壓裂管柱再壓裂。⑷管柱無堵塞且深度準(zhǔn)確，仍壓不開則起出壓裂管柱，檢查噴砂器凡爾是否卡死，凡爾卡死則換噴砂器等工具，重下壓裂管柱再壓裂。 ⑸如深度準(zhǔn)確、無堵塞、噴砂器均正常，則進(jìn)行擴(kuò)層、改層壓裂，或放棄對(duì)該層壓裂。壓竄壓竄是指壓裂施工中，壓裂液由某一異常通道返至第一級(jí)封隔器以上油套環(huán)空，使地面套壓持續(xù)升高；或返至最下一級(jí)封隔器以下油套環(huán)空，使管柱上頂?shù)漠惓Ｊ┕がF(xiàn)象。壓竄原因分兩大類，一是管外竄槽，二是管柱問題。管外竄槽有：地層竄槽、水泥環(huán)竄槽；管柱問題有：封隔器不坐封、封隔器膠筒破裂、油管破裂、油管接箍短脫、管柱深度差錯(cuò)等。處理方法⑴停泵，套管放空，反復(fù)2～3次。⑵仍有竄槽顯示則磁性定位校驗(yàn)卡點(diǎn)深度。⑶深度無差錯(cuò)則上提管柱至未射孔井段，驗(yàn)封。⑷驗(yàn)封仍有竄槽顯示則起出管柱，發(fā)現(xiàn)管柱短脫則進(jìn)行打撈，正常驗(yàn)封起出則檢查油管和封隔器破損情況。⑸驗(yàn)封沒有竄槽顯示則說明地層竄，進(jìn)行擴(kuò)層、改層壓裂，或放棄對(duì)該層壓裂。砂堵加砂過程中，壓力大幅度上升說明有砂堵跡象，應(yīng)立即停砂或降低砂比。如壓力繼續(xù)上升可能發(fā)生端部脫砂或砂堵。原因是：（1）壓裂液攜砂性或抗剪切性差；（2）砂比過高或提的過快；（3）地層濾失性大，裂縫發(fā)育，壓裂液濾失嚴(yán)重；（4）前置液量過少，壓裂液破膠過快。處理方法：發(fā)生砂堵后應(yīng)立即進(jìn)行放噴、返排，在管柱允許條件下進(jìn)行反洗。七、壓裂新工藝（一）注入井樹脂砂壓裂技術(shù)注入井壓裂失效原因分析分析注入井壓裂措施效果差、有效期短的原因主要是由于注聚井的注入壓力較高，接近破裂壓力。由于聚合物溶液中團(tuán)塊的作用，將導(dǎo)致井下的注入壓力瞬間超破裂壓力，此時(shí)壓裂的裂縫就會(huì)張開。同時(shí)具有高攜砂能力的聚合物溶液將把裂縫中的支撐劑向地層深處推動(dòng)，使井筒附近的裂縫閉合。沒有支撐劑的裂縫與未壓裂的地層滲透率相近，造成注聚井壓裂有效期短。聚驅(qū)注入井由于注入壓力高和地層二次堵塞等原因，存在瞬間超破裂壓力注入的現(xiàn)象，導(dǎo)致注入液將裂縫口支撐劑帶到地層深部，裂縫口閉合，壓裂失效。基于以上認(rèn)識(shí)，通過大量的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究，優(yōu)選出樹脂砂進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，近兩年的研究和實(shí)踐證明，在注入井采用尾追樹脂砂壓裂工藝可有效的防止壓裂裂縫口閉合，可將壓裂有效期由目前的不足3個(gè)月延長(zhǎng)到20個(gè)月，確保壓裂井增注效果和有效期。樹脂砂壓裂機(jī)理樹脂涂層砂是在壓裂石英砂顆粒表面涂敷一層薄而有一定韌性的樹脂層，該涂層可以將原支撐劑改變?yōu)榫哂幸欢娣e的接觸。當(dāng)該支撐劑進(jìn)入裂縫以后，由于溫度的影響，樹脂層首先軟化，然后在固化劑的作用下發(fā)生聚合反應(yīng)而固化。從而使顆粒之間由于樹脂的聚合而固結(jié)在一起，將原來顆粒之間的點(diǎn)與點(diǎn)接觸變成小面積接觸，降低了作用在砂礫上的負(fù)荷，增加了砂粒的抗破碎能力。而且，固結(jié)在一起的砂礫形成帶有滲透率的網(wǎng)狀濾段，阻止壓裂砂的運(yùn)移。試驗(yàn)表明原油、地層水和酸對(duì)樹脂涂層砂沒有影響。 如圖圖5所示在壓裂加尾砂施工中，加入一定量的樹脂砂，通過合理的替擠量，使樹脂砂均勻分布在裂縫口周圍，壓裂后擴(kuò)散壓力使裂縫閉合，關(guān)井96小時(shí)保證有足夠的固化時(shí)間，待樹脂砂充分固化后開井注入。 圖5樹脂砂壓裂原理圖 圖6樹脂砂壓裂俯視圖1—井筒、2—石英砂、3—地層、4—樹脂砂樹脂砂壓裂施工工藝樹脂砂加砂半徑及加砂量的確定根據(jù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此現(xiàn)場(chǎng)聚合物注入井裂縫內(nèi)的流速高于此值范圍內(nèi)都應(yīng)采用樹脂砂。經(jīng)計(jì)算壓裂過程中樹脂砂的加砂半徑應(yīng)為11m，需要尾追1m3的樹脂砂。，可以防止裂縫內(nèi)所有支撐劑在聚合物溶液作用下的運(yùn)移。樹脂砂固化時(shí)間的確定樹脂砂固化時(shí)間測(cè)試表明，在 40 ℃環(huán)境溫度下，樹脂砂初始固化時(shí)間為 30min，最終固化時(shí)間為96hr。壓裂施工結(jié)束后地層溫度恢復(fù)時(shí)間約為30min。因此現(xiàn)場(chǎng)制訂現(xiàn)場(chǎng)施工工序?yàn)椋簡(jiǎn)螌訅毫呀Y(jié)束后先不動(dòng)管柱等候120min，待壓力擴(kuò)散且樹脂砂初凝后再起壓裂管柱。壓裂井投注前關(guān)井96hr，使樹脂砂充分固結(jié)。樹脂砂壓裂控制替擠量技術(shù)研究合理的替擠量才能確保樹脂砂均勻充填到裂縫口，在替擠過程中，攜砂液不是以段塞狀推進(jìn)，而是呈循環(huán)狀態(tài)移動(dòng)，替擠液為壓裂液基液，其用量根據(jù)壓裂管柱的不同有所區(qū)別，目前常規(guī)壓裂沿用1：，由于人員素質(zhì)和計(jì)量不準(zhǔn)等原因，無法滿足樹脂砂壓裂替擠要求，因此，開展了以下工藝研究：1）只壓裂一層段應(yīng)用尾噴嘴壓裂管柱：其替劑量可以按井筒容積+地面管線容積的1倍施工，施工中即使有一定量的沉砂，也不會(huì)影響壓裂施工的正常進(jìn)行。在201站上返井北1330P43井施工時(shí)采用該管柱，滿足1：1替擠的要求。 北1330P43井壓裂管柱示意圖層段數(shù)據(jù)（m） 卡點(diǎn)位置（m） 安全接頭未射（m） 水力錨2級(jí) Y341114 955248。25mm噴嘴 短接 人工井底 圖7北 1330P43井施工管柱圖2）壓裂多層的55 MPa壓裂管柱該管柱一趟最多可壓裂4層，為確保施工順利進(jìn)行和施工安全，確定替劑量由常規(guī)壓裂的井筒容積+。3）橋塞式壓裂管柱該管柱由可取式橋塞、打撈頭、和封隔器組成，可實(shí)現(xiàn)耐壓55 Mpa，耐溫90。C，該管柱通過上提一次施工可完成23層段的壓裂，且不受卡距限制，適合大卡距、高砂比、低替擠量施工。（二）新井壓裂高效助排劑的應(yīng)用室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)，壓裂液對(duì)巖心的傷害率達(dá)到40%以上，因此減少壓裂液的濾失、加快和提高壓裂液的返排是減小壓裂液傷害的重要措施。為提高返排率，保證壓裂措施效果，推廣應(yīng)用了高效發(fā)泡助排劑。 發(fā)泡助排劑原理高效發(fā)泡助排劑是由兩種無機(jī)鹽、發(fā)泡劑、表面活性劑、穩(wěn)定劑、清防蠟劑組成。兩種無機(jī)鹽在65℃以上或在催化劑的作用下反應(yīng)釋放熱量，可以解除高粘油區(qū)塊由于低溫液體的注入所造成的臘質(zhì)、膠質(zhì)的傷害；釋放熱量的同時(shí)并生成大量的惰性氣體，它可以有效提高地層返排壓力，以利于壓后快速返排，提高返排率；發(fā)泡劑在生成氣體過程中產(chǎn)生大量的泡沫，它可以有效的降低壓裂液的濾失；表面活性劑可以改變地層潤(rùn)濕性降低表面張力，減小毛細(xì)管的阻力，以利壓裂液的返排；同時(shí)發(fā)泡助排劑還具有防膨的作用，由于配方中一種無機(jī)鹽為氨鹽，具有很好的防膨性能。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況:針對(duì)新井壓裂存在注采不同步，同時(shí)由于新井壓裂后投產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)，壓裂液對(duì)地層傷害大的實(shí)際問題，為確保新井限流壓裂效果，在南一區(qū)55口新井壓裂應(yīng)用了高效發(fā)泡助排劑，見到明顯效果。（1）現(xiàn)場(chǎng)施工情況該工藝在每層前置液階段壓開裂縫后，以1 m3/min的排量泵入助排劑1 m3，同時(shí)加入25kg過硫酸鉀破膠劑，然后以大排量泵入前置液；在加砂階段，楔形加入35kg過硫酸鉀破膠劑。在施工中，我們重點(diǎn)把住追加破膠劑和壓后返排兩道工序，確保壓裂液的及時(shí)破膠和返派，壓后擴(kuò)散40min打開套管。返排液由專用罐車運(yùn)送返排液，平均初期返排率達(dá)到40 %以上，每口井壓后都達(dá)到了一定的噴勢(shì)。（2）壓后返排量、返排率對(duì)比返排率、返排液量對(duì)比表 表10項(xiàng)目層數(shù)初返排量（m3）終返排量（m3）總液量（m3）初返排率（%）終返排率（%）加助排劑831482183868未加助排劑4611312422554差值21171314（三）保護(hù)薄隔層壓裂工藝三次加密井由于井距小，目的層位于主力油層的變差部位；儲(chǔ)層間隔層厚度小，目的層薄且縱向分散跨距大。目前的壓裂工藝受隔層2m和卡距40m的限制，適應(yīng)性差，細(xì)分改造程度低，無法滿足需要，急需研究應(yīng)用適應(yīng)三次加密井壓裂技術(shù)，以保證壓裂效果提高動(dòng)用程度。平衡壓裂管柱原理適用于三次加密井壓裂，可以避免壓裂壓竄。按照保護(hù)隔層位置可分為保護(hù)上隔層、保護(hù)下隔層和保護(hù)中間隔層。隔層上下的層段都射孔，施工時(shí)液體通過平衡器出液口和噴砂器出液口同時(shí)進(jìn)入平衡層和壓裂層，打完前置液后投球打下平衡器濾砂滑套，使平衡器出液口出液不出砂。由于壓前在需要保護(hù)的隔層上下建立起一定的平衡壓力，在壓裂層形成裂縫、加砂過程中，平衡層仍進(jìn)液不進(jìn)砂，從而減小了需要保護(hù)的隔層上下壓差，使得在壓裂過程中需要保護(hù)的隔層得到有效的保護(hù)，壓后平衡層裂縫自然閉合。應(yīng)用情況及效果為滿足地質(zhì)細(xì)分改造的要求，進(jìn)一步發(fā)揮壓裂工藝的潛力，應(yīng)用保護(hù)隔層壓裂工藝5口井。均為保護(hù)中間隔層，；，壓前壓后驗(yàn)竄證實(shí)不竄。保護(hù)薄隔層壓裂井統(tǒng)計(jì)表 表11井號(hào)井別壓裂日期砂巖（m）有效(m)方式隔層厚度（m）壓后驗(yàn)竄備注北1330P46水中間不竄樹脂砂壓裂北1118油中間不竄上返北1丁2P50油中間不竄北11P48油中間不竄南131側(cè)斜14水中間不竄平 均如南131