壓裂施工常見問題分析1

壓裂施工常見問題分析2024/3/11壓裂施工常見問題分析[1]壓裂是一項系統(tǒng)工程:設計：程序、水功率和管柱校核材料：壓裂液、支撐劑、井下工具施工：人的智慧壓裂施工常見問題分析[1]壓裂工藝是油層改造挖潛的一項重要技術措施，為油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)做出了突出貢獻。但隨著外圍油田及低滲透油層的開發(fā)，壓裂施工的不成功工序時有發(fā)生。下面對施工中常見問題進行原因分析，并提出處理及預防措施，僅供在以后的施工中參考。壓裂施工常見問題分析[1]壓不開的原因分析壓竄的原因分析砂堵的原因分析壓裂管柱活動困難的原因分析沉砂的原因分析壓裂施工常見問題分析[1]目的層無注入量

低排量持續(xù)高壓不降壓不開的原因分析地質(zhì)因素管柱因素井身因素壓裂施工常見問題分析[1]地層物性較差，吸液困難，在地面設備及井下工具所承受的壓力范圍內(nèi)無法把地層壓開，形成裂縫。射開厚度小，中區(qū)高臺子油層，外圍扶楊油層。

、處理措施

地質(zhì)因素地層壓不開的主要原因在不超壓的基礎上瞬間起停泵憋放擠酸壓裂施工常見問題分析[1]●異常破裂壓力儲層降低破裂壓力技術

近年來發(fā)現(xiàn)或遇到的幾個典型的異常破裂壓力油氣藏(例如赤水官渡構造帶、川西致密碎屑巖須家河組、寶浪油田、準噶爾盆地中部探區(qū)等)都表現(xiàn)為破裂壓力與油氣藏埋藏深度不對應。降低破裂壓力的技術措施分為兩大類，一類是“治本”措施，一類是“治標”措施。

治本：高能氣體壓裂降低破裂壓力酸化預處理降低破裂壓力優(yōu)化射孔參數(shù)降低破裂壓力壓裂施工常見問題分析[1]●異常破裂壓力儲層降低破裂壓力技術建立了三種“治本”措施降低破裂壓力的計算模型，將定性概念上升到了量化計算（特別是酸化預處理）。實例研究表明，高能氣體壓裂可降低破裂壓力10MPa以上；酸化預處理可降低破裂壓力4—10MPa左右。

治標：降低壓裂液/酸液摩阻增加壓裂液/酸液密度

＞降低地面施工壓力壓裂施工常見問題分析[1]●異常破裂壓力儲層降低破裂壓力技術降低摩阻和提高密度以增加液柱壓力來降低施工壓力的傳統(tǒng)作法是為了降低施工成本，現(xiàn)在的目標是通過降低施工壓力間接降低地層破裂壓力。射孔參數(shù)優(yōu)化技術、酸化預處理優(yōu)化技術以及針對鉆井傷害程度重、深度大，地層壓不開酸液注不進而研究形成的降低破裂壓力的大型酸化壓裂技術在赤水地區(qū)官渡構造帶取得重大突破。壓裂施工常見問題分析[1]管柱因素噴砂器被砂埋組配或下井壓裂管柱有誤壓裂管柱不通由于作業(yè)隊技術員疏忽或是小班工人下管柱時大意，將卡距卡在了未射井段上，造成壓不開。盯壓裂人員要熟知管柱結構，及時做出準確地判斷，提出合理的處理措施。

我們可根據(jù)泵入壓裂液的數(shù)量大致推斷出不通的位置。目的層壓不開的主觀原因壓裂施工中替擠量不足上提管柱過程中地層吐砂壓裂施工常見問題分析[1]井身因素堵塞炮眼常常出現(xiàn)在水井中，由于注入水中的金屬離子和雜質(zhì)，對炮眼造成的污染，導致在管柱限壓內(nèi)壓不開。多發(fā)生在壓裂第二層以上的層位。處理辦法通常是將卡在壓不開井段的卡距下放至已壓開井段或上提到其它高滲透油層上，然后小排量起泵推注，酸到位后再將管柱調(diào)整到原位置。

如果是深井底部下有導壓噴砂器的，可通過正、反洗井，將臟物循環(huán)洗出。對待這類壓不開井，一是采用瞬間起停泵憋放，二是采取迅速大幅度上下活動管柱的措施。通過封隔器活塞式的抽吸作用，將堵塞物排出。

、射孔炮眼污染嚴重

、壓前擠酸不到位

、油套環(huán)形空間有泥漿或死油

、射孔質(zhì)量問題

造成炮眼數(shù)量少或無炮眼。解決的方法只有重新射孔。

、油井結蠟嚴重

下壓裂管柱時把死蠟推到目的層，導致炮眼堵塞壓不開，處理措施：壓前用熱水清洗油層或刮蠟。常出現(xiàn)在過渡帶井中。

壓裂施工常見問題分析[1]壓竄的原因分析1、壓裂過程中地層竄槽引起的套噴地層竄分上竄、下竄兩種，上竄比較容易判斷，因為上竄會引起套噴。導致上竄的主要原因是由于被壓層位的上夾層比較薄（1～4m）。如果上面的地層也是預壓層位，那么采取的折中辦法就是兩層合壓。如果上面有射孔井段，但不是預壓層位（沒封隔器）那么就只能停止施工，與廠家聯(lián)系擴層。固井質(zhì)量差也會導致壓竄。壓裂施工常見問題分析[1]壓竄的原因分析2、壓裂過程中由于封隔器壞引起的套噴

封隔器是用來封隔油套環(huán)形空間的一種工具，如果封隔器損壞，其膠筒不能膨脹，無法封隔油套環(huán)形空間時，則形成套噴。上封隔器損壞形成的套噴現(xiàn)象非常明顯，因為油套完全處于連通狀態(tài)。我們可以通過上提驗封的辦法來判斷。壓裂施工常見問題分析[1]壓竄的原因分析3、壓裂過程中由于油管打洞、斷裂引起的套噴

油管打洞、斷裂形成的套噴與上封隔器損壞形成的套噴同屬油套連通的一種，現(xiàn)象比較明顯。如果是在卡距以上斷裂，那么油套連通就會形成套噴，如果斷裂處是在卡距內(nèi)，此時上級封隔器還在工作，不會有套噴現(xiàn)象，但油管此時會上頂，壓力也會有明顯的下降。壓裂施工常見問題分析[1]壓竄的原因分析4、配錯或下錯管柱引起的套噴

1）單層壓裂:單層壓裂都是一封一噴或兩封一噴，一封一噴多為探井。如果油管下錯，使封隔器卡在被壓層的炮眼上，壓裂時攜砂液就會通過上封隔器上面的炮眼進入套管形成套噴。處理措施：正確調(diào)整管柱深度。

2）多層壓裂:（普通型管柱）多層壓裂時管柱配錯，對壓裂施工是極其危險的，出現(xiàn)的情況，也很復雜，包括：壓不開、套噴、油管打洞、損壞封隔器、卡管柱等一系列嚴重問題，一旦起車有套噴現(xiàn)象，要堅決終止施工，核對井上管柱記錄或上磁測查找原因。壓裂施工常見問題分析[1]

1、壓裂液性能2、地層物性的變化3、施工操作允許壓力壓力大幅上升砂堵的原因分析壓裂施工常見問題分析[1]砂堵的原因分析1）壓裂液性能低濾失性高攜砂性熱穩(wěn)定性抗剪切性壓裂施工常見問題分析[1]砂堵的原因分析1）壓裂液性能b:加砂過程中，壓裂液粘度突然變低，導致攜砂能力變差也是發(fā)生砂堵的主要原因。施工曲線的特征是：排量曲線突然上升一個臺階，當這一階段的攜砂液到達井底后壓力上升。粘度越低，性能越差，砂比越高，壓力上升到最高允許壓力的時間間隔也就越短，造成措手不及的砂堵。因此，在施工中，工程技術人員應細心觀察排量曲線變化，負責加砂人員應密切注意交聯(lián)液濃度變化，及時調(diào)整基膠比a:壓裂液濾失量過大，會大幅度降低前置液在縫中利用效率，使裂縫幾何尺寸達不到設計的規(guī)模。加砂過程中由于壓裂液大量濾失，造成裂縫端部脫砂，隨著時間的增加，砂比加大，脫砂量增加，泵壓會逐漸升高至最高允許壓力，而被迫停砂、停泵。從施工曲線上看，當壓力曲線未直線上升以前是地層內(nèi)發(fā)生脫砂，壓力直線上升則是噴砂器和炮眼砂堵，施工中的防治措施是前置液要用交聯(lián)壓裂液，粘度要稍大于攜砂液。c:壓裂液穩(wěn)定性差，抗剪切能力差，會造成攜砂液進入地層以前已經(jīng)破膠，支撐劑在近井筒附近的地層沉積形成砂橋而堵井。施工過程中的表現(xiàn)是：交聯(lián)劑的用量比平時大許多，但是壓裂液成膠不好，經(jīng)壓裂車大泵剪切后攜砂能力降低。主要原因是壓裂液配制過程中，粘度不夠，或者是配液的水中鹽離子的作用，使交聯(lián)劑不能正常發(fā)揮作用。壓裂施工常見問題分析[1]

a:有斷層的地層會造成砂堵。砂堵的原因分析2）地層因素

b:油層砂體的非均質(zhì)性如巖性尖滅等會導致裂縫的規(guī)模受限形成砂堵，在過渡帶和油田邊緣易發(fā)生此類砂堵。

c:地層天然裂縫發(fā)育良好或者壓裂時產(chǎn)生的微裂縫多，施工時易發(fā)生堵井，原因是壓裂液的濾失量過大，工作效率降低?？刹捎眠m當增大膠聯(lián)劑量，增加壓裂液粘度的方法或是粉砂預處理的方法進行預防。

d:水井比油井產(chǎn)生堵井的可能性大，注水層具有較高的孔隙度和連通性,導致施工時濾失量大。處理措施：提高排量，降低砂比。壓裂施工常見問題分析[1]砂堵的原因分析3）施工操作不當造成砂堵

a:前置液少，動態(tài)縫寬不夠，容易形成砂堵。。

b:加砂過程中，由于設備損壞、儀器故障停車更換或修理，會造成沉砂堵井。這些故障有多種情況：壓裂車抽空、混砂車零部件故障、計算機系統(tǒng)失靈、井口設備破裂。預防措施就是保證高壓部件在檢定周期內(nèi)使用。

c:砂比提升過快，容易形成砂堵。壓裂施工常見問題分析[1]壓裂管柱活動困難的原因分析活動管柱是壓裂作業(yè)中的一項重要工序，它的快慢直接影響到作業(yè)和壓裂的進度，同時也關系到施工的效益，所以如何預防和處理管柱活動不開是非常關鍵的。在壓裂施工過程中，經(jīng)常會發(fā)生管柱活動困難的現(xiàn)象，原因很多，但主要分為以下六種類型：壓裂施工常見問題分析[1]封隔器質(zhì)量不好在高壓作用下膠筒不收縮，而導致封隔器不解封封隔器質(zhì)量的好壞直接影響到活動管柱的難易程度。正常情況下，在壓裂結束后，會看到套壓表的套壓明顯上升，這表明封隔器已經(jīng)解封，壓裂層位的壓力已經(jīng)傳到井口，這時候管柱就很容易活動開。如果封隔器的質(zhì)量不好或在壓裂結束后封隔器的膠筒不收縮，這樣會給活動管柱帶來很大的困難。出現(xiàn)這種情況，如果多次活動不開，我們應采取平衡套壓的方法，使封隔器膠筒上下壓力趨于相近，迫使封隔器收縮。壓裂施工常見問題分析[1]封隔器的水嘴被堵死，導致封隔器不收

在施工時曾遇到過這種情況。在壓完兩層后，準備上提管柱壓第三層時，上提管柱過程中遇到困難，當時套壓也比較高，可是封隔器就是不收縮。后來，重新連接好了壓裂管柱，正向大排量向地層注入壓裂液，然后停泵，瞬間憋放，再活動管柱，結果很快就活動開了。

這種方法是將封隔器水嘴的堵塞物在憋放過程中排出，使膠筒內(nèi)的壓力釋放，封隔器收縮。壓裂施工常見問題分析[1]地層竄槽導致管柱活動不開

壓裂施工中由于地層竄槽或封隔器壞，攜砂液從油套環(huán)形空間上竄，使支撐劑沉落到最上級封隔器上，導致上封隔器被砂埋，而使管柱活動不開。目前薄夾層井壓裂施工很多，在加砂過程中，發(fā)現(xiàn)套壓持續(xù)升高，打開套管閘門，套管溢流越來越大，此時判斷是地層竄槽，應立刻停砂替擠，當套管內(nèi)無壓裂砂后，活動并上提管柱。如果地層上竄，沒能得到正確及時的處理，管柱被沉砂埋死，將給施工帶來極大的不便，嚴重的可能發(fā)生工程事故。在施工過程中一旦確認是地層竄槽，則應立即停砂，進行替擠，避免出現(xiàn)更大的經(jīng)濟損失。壓裂施工常見問題分析[1]封隔器發(fā)生塑性變形，管柱活動不開普通封隔器的承受壓力一般在40MPa左右，當壓力持續(xù)偏高或在瞬間壓力過高時，有可能使封隔器內(nèi)部結構發(fā)生變化，產(chǎn)生塑性變形，使其活動受阻。

為了減少這種現(xiàn)象的發(fā)生，除選用質(zhì)量好的封隔器之外，在施工過程中要控制施工壓力，在封隔器能承受的壓力范圍內(nèi)施工。壓裂施工常見問題分析[1]作業(yè)施工過程中，油套環(huán)形空間掉下落物卡住封隔器，導致管柱活動不開因此在作業(yè)施工過程中，我們應該嚴細認真，文明施工，這種事故是完全可以避免。壓裂施工常見問題分析[1]套管變形，導致管柱活動不開在下壓裂管柱施工過程中，套管無遇阻現(xiàn)象，但在起壓裂管柱時，套管變形，這種現(xiàn)象也時有發(fā)生。

管柱活動不開的原因有很多，只要我們提前預防，正確處理，將會減少工程事故的發(fā)生。壓裂施工常見問題分析[1]沉砂的原因分析

沉砂就是在壓裂施工中由于機械設備故障、下井原材料、工具質(zhì)量不過關或人為操作不當?shù)仍蛞鸬膲毫压苤鶅?nèi)或油套環(huán)形空間內(nèi)填砂。

下面我們主要通過現(xiàn)場施工來分析沉砂的形成原因，了解如何預防和避免此類事故的發(fā)生。壓裂施工常見問題分析[1]

替擠過程中，由于替擠量不足,使管柱中壓裂砂未全部替入地層，從而形成沉砂。

此類沉砂現(xiàn)象屬于人為造成，所以減少或避免此類事故發(fā)生的根本就是在于技術操作人員本身，要求是在替擠過程中必須嚴、細、準，做到不超不少。壓裂施工常見問題分析[1]加砂過程中因井口設備或地面管匯破裂停止施工，也可能造成沉砂。

在加砂過程中如果井口設備或地面管匯破裂，必須緊急停車更換，支撐劑在管柱內(nèi)沉積，如果不及時起車就會造成沉砂。壓裂施工常見問題分析[1]此類沉砂現(xiàn)象屬于高壓部件質(zhì)量問題引起，所以在壓前的準備過程中，必須進行嚴格的檢查、試壓，不能麻痹大意。壓裂施工常見問題分析[1]壓裂施工過程中，由于設備原因而引起的沉砂由于壓裂液成膠不好或排量低，支撐劑會沉在混砂車出口的管道中，重新起車時，如循環(huán)不凈，支撐劑就會被帶入管柱中，這時由于剛起車沒有壓開裂縫，支撐劑