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1、压裂现场施工质量事故的原因与预防刘长雄：井下作业分公司酸化压裂作业部【摘要】压裂是指采油或采气过程中，利用水力作用，使油气层形成裂缝的一种方法，又称水力压裂。压裂是油气井增产增效强有力措施之一，经过60多年的发展，压裂工艺技术趋于成熟，但是压裂现场的施工质量控制手段还有待进一步完善。影响到压后增产效果的施工质量因素有很多，本文着重分析压裂现场发的质量事故发生的原因和预防。【关键词】事故的原因与预防 施工质量 压裂现场引言水力压裂就是利用地面高压泵，通过井筒向油层挤注具有较高粘度的压裂液。当注入压裂液的速度超过油层的吸收能力时，则在井底油层上形成很高的压力，当这种压力超过井底附近油层岩石的破裂压
2、力时，油层将被压开并产生裂缝。这时，继续不停地向油层挤注压裂液，裂缝就会继续向油层内部扩张。为了保持压开的裂缝处于张开状态，接着向油层挤入带有支撑剂的携砂液，携砂液进入裂缝之后，一方面可以使裂缝继续向前延伸，另一方面可以支撑已经压开的裂缝，使其不致于闭合。再接着注入顶替液，将井筒的携砂液全部顶替进入裂缝，用石英砂将裂缝支撑起来。最后，注入的高粘度压裂液会自动降解排出井筒之外，在油层中留下一条或多条长、宽、高不等的裂缝，使油层与井筒之间建立起一条新的流体通道。通过这个原理，能够极大的提高地层的导流能力，从而达到增产增效的目的。但是在任何环节出现质量问题最终都会导致施工失败或压后增产效果不明显等。
3、一压前准备方面1施工管柱的准备如采用封隔器压裂工艺，根据施工设计选择适合施工的压裂管柱是影响压裂成功与否的关键，首先压裂油管的钢材承压要大于施工的最大限压，丝扣完整，不得有任何缺陷。下井时丝扣必须上满上紧。压裂油管要有专项记录，严格规定其使用次数，不得超期使用。如果施工中出现压裂管柱断裂等质量问题，将直接导致施工失败，甚至更大的工程质量事故。其次封隔器的选择要符合施工要求，要在入井前在地面上进行严格地检查和测试，不合格严禁下井。并且保证压前验封合格，打平衡时应使封隔器所承压差低于封隔器的额定压力，还要注意套管平衡压力低于套管抗风压强度。施工中如发现套压上升，说明封隔器失效，应立即采取措施，以免
4、造成更大的损失。2压裂井口的准备压裂井口是压裂施工的关键点，一旦出现问题就可能导致施工中止，所以压裂井口的选用要慎重，压裂井口要建立维修、保养和使用制度，规定试压检验程序，规定重复使用的最高次数，不可超限使用，每次在压裂前要经专业单位进行试压，合格后出具合格报告，还要保证阀门开关灵活控制有效，并能够按设计要求进行开启或关闭。套管升高短节作为压裂施工的“咽喉要道”要选用钢级和厚度比油层套管高一等级的套管专门加工。3压裂液的准备压裂液在压裂施工中的作用毋庸置疑，压裂液的滤失小、摩阻小、悬砂能力强等特点都是压裂成功的关键，因此在配制压裂时一定要做到监督到位。首先，按照设计和料单核对化工料的名称、数量
5、以及各种添加剂有无缺失。每一种添加剂对压裂效果都会有一定的影响。根据现场的储液罐数量和种类对储液罐进行高效分配，前期配制了原胶液、活性水的大罐，仍用来配制原胶液、活性水，交联剂罐必须专罐专用，在未检查并做小样试验前严禁用来配制原胶液；活性水大罐的位置应利于混砂车、供液车的连接，以利于现场施工。配制前要检测各罐水质和PH值、数量是否符合设计要求，水质应在取水前由专业部门取样进行化验，合格后进行备水，现场如发现水内有杂质、悬浮物超标或有异味等应按原胶配方做小样，观察两小时以上，才可是否适合配制胶液，特别是夏天备水后应尽量缩短等停时间，如无法确认水质应以小样为准。注：（小样也不能完全反应水质的真实情
6、况，因为一般的配液过程到压裂施工最快也须四五个小时，在等待施工的过程中也有可能发生液体腐败的事故。）配制原胶液的储液罐都要进行PH值测试，应保持在6.0-7.5之间。配制过程要严格按照设计要求进行配制，按顺序配制，并且循环充分。检测取样要取储液罐关口和阀门两处样品，进行分析对比，以都达到施工设计要求为准。4支撑剂的准备支撑剂由压裂液带入并支撑在压裂地层的裂隙中，从而有效地将油气导入油气井，大幅度提高油气产量和延长油井寿命。可以看出支撑剂的作用关系到压裂后的增产效果和油井寿命，因此支撑剂质量是否合格十分重要。支撑剂在压裂前应取样到专业机构进行检测，对其粒径大小、圆度、浊度以及抗压强度进行检测，不
7、符合施工要求的一律不得使用。二压裂施工过程1设备影响因素压裂施工中的主体就是压裂设备，所以压裂设备的选择就成了能否按设计完成压裂施工的关键，首先要根据设计排量和设计限压选择压裂车组，原则上压裂车组的施工能力要高于设计的最高要求。压裂前操作人员应该对每台设备进行全面检查，特别是混砂车作为施工的中枢，一旦出现问题小则影响施工效果，大则立刻停止施工导致施工失败。因此，在压裂现场都应该备有1-2名经验丰富的修理技术人员。另外，压裂施工队伍要不断加强操作人员的培训和学习，搞好设备的日常维护保养和修理才是顺利完成施工的关键。2人为影响因素压裂设计是压裂前由专业技术人员根据施工井的各项数据进行计算或软件模拟
8、得出的理论结果，是压裂施工的指南针，为整个压裂过程提供理论依据，但在压裂施工过程中地层情况变化可谓瞬息万变，完全按照设计施工可能造成增产效果差或施工失败等情况，这就要求现场施工指挥能根据实际情况进行临时调整，不同的指挥人员理论基础和现场经验参差不齐，对压裂结果的影响也不同，现场监督能否抛开设计要求，而根据现场情况进行参数调整也是影响增产效果的关键。例如，压力不断降低，施工指挥能否不按设计要求再次提高砂比，现场监督人员能否同意，这些都能影响到最后的施工效果。因此，在压裂现场指挥人员应该反应机敏，能够根据他人意见灵活掌握施工动态，以达到最好施工效果。压裂施工中的操作人员的技术水平也是影响到施工结果
9、的一项很重要因素，混砂车操作人员在控制砂比的过程中最重要的就是要做到“稳”，保证加砂的均匀连续，特别是高砂比情况下如果出现大的砂比波动很容易造成砂堵，砂堵后很可能造成施工失败，因此操作人员的技能水平也影响着压裂施工的质量。压裂队伍要不断对操作人员进行培训、教育等。3地层影响因素当地层天然裂缝足够发育或者压裂产生的微裂缝多以及地层存在断层等情况，易出现砂堵，在施工中当发现油套压力上升幅度异常时，应谨慎的提高一点排量，同时降低或停止加砂，以便观察动态，此时如果降低排量只会减弱裂缝中的携砂能力。暂停加砂打隔离液以利于疏通裂缝中的“砂堆、砂桥”，待有所改善时再继续施工。如现场发生砂堵时，不可在高压状态下匆忙放喷排液,否则会出现压扁油管,刺坏闸门,地层吐砂,缝口“包饺子”等不良现象。待压力稍降低后再采取放喷排液和返洗步骤,排完混砂液后,视情况而定是否重新施工或关井处理。压力扩散完后，适当压井，或及时起出压裂管柱，尽快探砂面和冲砂，避免压裂液对油层造成二次污染。三结论压裂是个多环节紧密配合、相互衔接的过程，涉及的部门、人员较多，任何环节出现都会影响到压后效果，甚至导致压裂失败，本文着重分析各个环节容易出现的施工质量问题，希望能够对以后施工中常见的施工质量问题起到预防控制作用，不断提高压裂施工的成功率和增产效果。
