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1、井下作业措施工艺技术及常用井下工具二连分公司工程技术研究所汇报提纲第二部分：措施工艺技术第三部分：常用井下工具第一部分：基本概念二连分公司工程技术研究所在石油与天然气勘探开发中，井下作业是石油工程技术系列的重要组成部分，主要从事油气井的中途完井测试、新井投产、酸化压裂、冲砂防砂、修井、检泵等作业施工。1.什么叫井下作业？基本概念二连分公司工程技术研究所2.井下作业的目的要保证油水井的正常工作，完成各种措施任务，提高井的利用率和生产效率，最大限度的增加井的产量。三大任务：维护，修理，油层改造。基本概念二连分公司工程技术研究所3.井下作业的主要施工方式（1）起下作业：利用井架和修井机通过提升系统将
2、井内管柱或杆柱进行起下施工。（2）循环冲洗：利用泵进行洗井、冲砂、压井或压裂、酸化、封堵等施工。（3）旋转钻进：利用转盘和钻柱及井下工具进行套铣、磨铣、钻水泥塞、造扣、倒扣等施工。基本概念二连分公司工程技术研究所二连分公司工程技术研究所二连分公司工程技术研究所二连分公司工程技术研究所汇报提纲第二部分：措施工艺技术第三部分：常用井下工具第一部分：基本术语二连分公司工程技术研究所汇报提纲1、水力压裂技术2、套损大修技术3、带压作业技术4、防砂技术5、注灰技术二连分公司工程技术研究所水力压裂技术1.水力压裂技术的发展基本定位：水力压裂技术是油（气）藏增产增注的重要措施。工艺方法：通过高压泵组将压裂液
3、以大大超过储层吸收能力的排量注入，在井底附近憋起超过井壁附近地应力的压力后，使储层形成人工水力裂缝，随后将带有支撑剂的携砂液注入人工裂缝中。由于储层中形成了足够长度，一定宽度及高度的人工填砂裂缝，并且具有很高的导流能力，使油（气）流能够畅通入井，达到增产（注）目的。二连分公司工程技术研究所1940年-1970年 小规模压裂技术-第一代压裂技术特点：支撑剂加入量小，一般在10m3左右针对性及作用：储层近井地带 解除污染和堵塞1971年-1980年 中型压裂技术-第二代压裂技术特点：支撑剂加入量增加针对性及作用：低渗透油层 提高导流能力1981年-1990年 中高含水油田压裂技术-第三代压裂技术特
4、点：在中高含水油层中进行重复压裂改造针对性及作用：高含水储层 调整油水运动规律、实现控水穏油水力压裂技术二连分公司工程技术研究所1991年-现在：大型、气层、水平井、超深井及开发压裂-第四代压裂技术特点： 支撑剂加入量足够大；低渗透及特地渗透油（气）层的开发压裂；超深井、水平井、多层多段及压裂新技术现场应用。针对性及作用：随着勘探找储量的难度越来越大，要求压裂改造的规模也相应增加，已成为勘探领域的战略性措施。超深井、水平井、分支井、气层压裂技术实现突破性进展。水力压裂技术二连分公司工程技术研究所2.水力压裂技术热点研究开发与研制新型压裂材料新型压裂液体系（如低伤害压裂液，重质压裂液等）高质量（
5、高强度，低密度，低价格）人造支撑剂等开发与研制井下数据采集系统实时传输：井下压力、井下流量、流体流变参数开发与研制大型压裂技术及相应的软硬件设备开发与研制特殊类型油（气）井压裂工艺超深井、水平井、多分支井、多层多段等水力压裂技术二连分公司工程技术研究所径向流渗流面积小、渗 流阻力大，产量 相对较低。双线性流流体自地层线性地流入裂缝 ，再线性地流入井筒。大大 的提高了产量。裂缝线性流地层线性流拟径向流水力压裂技术3.压裂增产机理二连分公司工程技术研究所4.裂缝的破裂模式称为张开型，裂缝前方有一法向张力；模式称为滑开型，伴随有一个纵向剪力；模式称为撕开型，伴随有一个横向剪力；通常，水力压裂产生的裂
6、缝均为模式，即张开型。对于不是平面的或接近天然裂缝的复杂缝才为模式和模式。ppxyzppxyzppxyz水力压裂技术二连分公司工程技术研究所5.压裂液种类及质量检测（1）压裂液及其种类压裂液是压裂工艺技术中的一个重要组成部分。主要功能是造缝并沿张开的裂缝输送支撑剂，因此液体的粘性至关重要。成功的压裂作业还要求压裂液把支撑剂输送到裂缝后，还能够破胶，作业后能够迅速返排。另外能够很好的控制液体滤失；泵送期间摩阻较低；经济可行。水力压裂技术二连分公司工程技术研究所按配液材料和液体性状分类 水基压裂液 油基压裂液 清洁压裂液 乳化压裂液 泡沫压裂液 酸基压裂液 醇基压裂液按耐温性能分类u低温压裂液(2
7、0-60)u中温压裂液(60-120)u高温压裂液(120-180)水力压裂技术二连分公司工程技术研究所按在压裂作业中的作用分类 清孔液：一般用5%浓度的盐酸或0.2%左右的表面活性剂水溶液，疏通压裂井段的射孔孔眼。 前垫液：对水敏、结垢或含蜡量高的地层进行压裂时，需要提前泵注粘土稳定剂、除垢剂或清蜡剂。如果这些添加剂与基液及其它添加剂不配伍，或者量少又必须保证作用浓度时，则需单独提前泵注，这些少量液体称为前垫液。若无需使用此类添加剂或者这些添加剂可以与前置液配伍同注。 前置液：一般用不含支撑剂的携砂液做前置液，用以压开地层，降低地层温度和延伸裂缝，为携砂液进入裂缝准备空间。水力压裂技术二连分
8、公司工程技术研究所 预前置液：在使用粘温性能不适应较高地层温度的水基冻胶压裂液进行压裂时，可用低粘度未交联的原胶液做预前置液，以降低地层温度，进行预造缝。预前置液中可以加入润湿剂、粘土稳定剂和破乳剂等添加剂，原胶预前置液的用量一般为冻胶前置液的三分之一。 携砂液：携砂液用来进一步扩展裂缝，悬带支撑剂进入裂缝，填铺高导流能力的砂床。携砂液是完成压裂作业、评价压裂液性能的主要液体。 顶替液：用顶替液将携砂液全部顶入地层裂缝，以免砂沉井底。顶替液中添加破胶降粘剂及水基液用的粘土稳定剂。水力压裂技术二连分公司工程技术研究所（2）水基压裂液组成及其性能检测水基压裂液的组成1）稠化剂2）交联剂 3）PH调
9、节剂 4）破胶剂5）杀菌剂 6）粘土稳定剂7）表面活性剂 8）降滤失剂 9）温度稳定剂10）润湿剂11）降阻剂水力压裂技术二连分公司工程技术研究所压裂液性能测试与评价 压裂液的滤失性 压裂液的伤害性 压裂液的流变性 压裂液的溶解性测 试 与 评 价 性 能水力压裂技术二连分公司工程技术研究所压裂液质量控制水力压裂技术二连分公司工程技术研究所压裂液可能经常出现的问题及解决方法水力压裂技术二连分公司工程技术研究所（1）支撑剂类型1)石英砂石英砂是含有大量二氧化硅(SiO2)的集合体。仅溶于氢氟酸，不溶于其它酸碱类。缺点：石英砂强度低，开始破碎的压力约为20MPa。优点：对于低闭合压力的各类储层，使
10、用石英砂作为压裂用支撑剂可取得较好的增产措施效果；圆、球度较好的石英砂破碎后呈小碎块状，但仍可保持一定的导流能力；100目的粉砂可做为压裂液的固体防滤失添加剂；6.支撑剂及质量检测水力压裂技术二连分公司工程技术研究所2)陶粒中等强度陶粒支撑剂（ISP）一般中等强度陶粒支撑剂（ISP）都用铝矾土或铝质陶土（矾和硅酸铝）制造。高强度陶粒支撑剂高强度支撑剂由铝矾土或氧化锆的物料制成。颗粒相对密度约为3.4或更高。水力压裂技术二连分公司工程技术研究所水力压裂技术二连分公司工程技术研究所（2）支撑剂的物理性质及评价方法1) 支撑剂的物理性质：支撑剂的粒度组成、圆度与球度、表面光滑度、酸溶解度、浊度、密度
11、及抗压强度。这些物理性质决定了支撑剂的质量及其在闭合压力下的导流能力。水力压裂技术二连分公司工程技术研究所2)支撑剂性能测试报告 支撑剂的粒径筛析结果 支撑剂的密度 支撑剂的圆度 支撑剂的球度 支撑剂群体破碎率 支撑剂的酸溶解度 支撑剂的浊度 裂缝导流能力水力压裂技术二连分公司工程技术研究所水力压裂技术二连分公司工程技术研究所7.压裂施工的方法1、光油管压裂2、封隔器分层压裂3、投球分层压裂4、限流法分层压裂5、水力喷射压裂水力压裂技术二连分公司工程技术研究所（1）光油管压裂工艺水力压裂技术二连分公司工程技术研究所（2）封隔器分层压裂工艺水力压裂技术二连分公司工程技术研究所1)单封卡单层分层压
12、裂水力压裂技术二连分公司工程技术研究所2)双封卡双层分层压裂水力压裂技术二连分公司工程技术研究所3)封隔器+桥塞分层压裂水力压裂技术二连分公司工程技术研究所4)封隔器+多级滑套分层压裂水力压裂技术二连分公司工程技术研究所（3）投球法分层压裂工艺水力压裂技术二连分公司工程技术研究所封堵球分类水力压裂技术二连分公司工程技术研究所封堵球设计水力压裂技术二连分公司工程技术研究所（4）限流法分层压裂工艺水力压裂技术二连分公司工程技术研究所（5）水力喷射分层压裂工艺特点：不动管柱，一次施工压裂改造多次，水力喷射定向射孔，可定点造缝。适用条件：固井质量差、隔层较差，易压窜水层，无法实现机械封隔的井。注意事项
13、：压裂液要具有抗高剪切性能，由于喷嘴节流，排量低，压力高，适当增加压裂车组。水力压裂技术二连分公司工程技术研究所8.压裂施工的过程（1）压前作业作业队要在压裂前进行洗井、冲砂、通井等作业，保证井筒内人工井底以上清洁无杂物；下刮管管柱, 按操作规程对套管进行刮管作业，要求在坐封位置上下反复刮20-30次；下压裂管柱如下：（由下至上） 管鞋+压裂油管m+压裂封隔器 +压裂油管，封隔器座封位置为要求深度1.0 m，注意避开套管接箍；装压裂井口，检查、紧固各连接处，四周用钢丝绳呈十字状绷紧固定；接放喷管线，并用地锚固定，出口在下风处；水力压裂技术二连分公司工程技术研究所（2）压裂液的配制 保证所有配液
14、设备清洁，不应有以往配液残留物。 保证储液大罐、运输罐车清洁，装液前必须进行认真清洗。 在压裂设计技术人员的指导、监督下，严格按配方配制压裂液，保证压裂液性能达到要求指标。 配液过程中,保证所有罐中液体循环均匀。 压裂施工前,逐罐取样检测压裂液粘度、PH值和交联性,在施工过程中,还应对压裂液进行取样观测，以保证压裂液性能达到要求。 准确控制压裂液添加剂的加入速度，尤其是交联剂、破胶剂。 在施工过程中,取样抽检压裂液交联情况。 保证混砂车上添加剂泵计量准确无误。水力压裂技术二连分公司工程技术研究所（3）压裂施工 合理摆放压裂车组，尤其是液罐和砂罐的摆放要保证换罐迅速、及时； 在压力传感器与井口之
15、间装上一个放压阀； 返排管线及排污罐能准确计量返排液量与压力； 检查地面管线连接情况，保证各环节符合安全及操作规程要求； 逐台启动压裂车，循环试车，如有问题立即整改； 地面高压管汇及压裂井口试压，不刺不漏为合格，如有问题立即整改；油套环空平衡车及管汇试压 20MPa，不刺不漏为合格，如有问题立即整改； 按压裂施工设计进行压裂施工； 先启动压裂泵车,后启动平衡车; 压裂施工中现场工程师根据实际情况进行全面指挥； 施工结束后,测试闭合压力曲线，测试时间现场定。 备注：循环、试压用清水；必须对环空套压进行监测。水力压裂技术二连分公司工程技术研究所（4）压后返排，作业及资料录取 施工结束后，压裂施工曲
16、线必须先交由现场设计及监督人员复印，然后返还压裂大队 压裂施工结束后，关井扩散压力1.5小时后，用2-8 mm油咀放喷排液，人工控制放喷，以排出液不含砂为原则，并计量返排液量及压力；若不能自喷，起出压裂管柱,下冲砂管柱探砂面，并进行冲砂； 起出冲砂管柱,按采油方案要求下生产管柱，上抽排液。水力压裂技术二连分公司工程技术研究所9.压裂效果的评价（1）压裂施工曲线分析与评价1）循环：压裂车排量由小到大，逐台循环，为了鉴定各种设备性 能，检查管线是否畅通，各台泵的进出水情况；2）试压：检查井口总闸门以上设备承压情况，试验压力为1.2-1.5 倍预测泵压，2-3min不刺不漏、压力不降为合格；3）预压：关键是判断裂缝是否压开，根据机械设备判断，造缝前 泵动力负荷加大，声响沉重， 排气管冒浓 烟或火焰，混砂罐液面 平稳，
