压裂施工质量控制.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第七采油厂产建项目组,压裂施工质量控制,川庆钻探工程有限公司工程技术研究院,2009年6月,一、压裂机理概述,二、压裂设备及管柱,三、压裂液与支撑剂,四、压裂施工设计内容,五、压前准备,六、压裂施工过程控制,七、压后管理要点,八、常见压裂工艺及质量控制要点,一、压裂机理概述,1、地应力对压裂裂缝形态的影响,z,x,y,，垂直缝,x,y,z,水平缝,2、地层岩石破裂机理,当外力P,min,+T时，地层岩石产生破裂。,min,岩石最小主应力大小，MPa,T 岩石扩张强度，MPa,对垂直缝而言，由于储层纵向砂、泥岩同向地应力大小存在一定差异，当纯泥岩层达到一定厚度时，压裂裂缝被限定在砂岩层内延伸。,砂,泥,一、压裂机理概述,185井综合柱状地应力剖面,水平缝中流体流动示意图,不同流体启动压力梯度对比图,垂直缝中流体流动示意图,3、压裂增产机理,研究表明，储层渗透率越低，储层流体流动范围越小，流体需要更高的流动压差才能参与流动。,压裂裂缝的存在可以使更大范围的储层流体参与流动。,一、压裂机理概述,在地层中形成 一定长度的高导流能力人工裂缝是提高特低渗透油田单井产量的关键。,需要的的材料及设备,1、高压泵车：压裂车,2、高粘液体：压裂液,3、支撑剂,4、混砂车等其它配套,一、压裂机理概述,水力压裂是利用地面高压泵组，将压裂液在超过储层吸收能力的排量下泵入井中，在井底憋起高压；当井底附近憋起的高压超过井壁附近的地应力及岩石的抗张强度时，将使井底附近地层岩石产生破裂而形成裂缝，再将带有支撑剂的携砂液继续挤入裂缝中，确保压裂裂缝继续延伸并将支撑剂充填在压裂裂缝内，压裂结束后，压裂裂缝由于支撑剂充填于其中内而无法完全闭合，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝，达到油井增产目的。,水力压裂原理,水力压裂的工艺过程：,憋压,造逢,裂缝延伸,充填支撑剂,裂缝闭合,一、压裂机理概述,造缝条件及裂缝的形态、方位等与井底附近地层的,地应力及其分布,、,岩石的力学性质,、,压裂液的渗滤性质,及,注入方式,有密切关系。,图6-1 压裂过程井底压力变化曲线,a致密岩石 b微缝高渗岩石,破裂压力,延伸压力,地层压力,一、压裂机理概述,二、压裂设备及管柱,由于压裂施工全过程中压裂车、地面管线、井口和井内管柱一直承受高压，出于安全考虑，所采用压裂施工设备、地面管线、井口和井内管柱必须达到一定的技术指标方可上井施工。,（一）压裂设备及主要功能,压裂车是压裂的主要动力设备，它的作用是给压裂液加压，并大排量的注向地层，压开地层，并将支撑剂注入裂缝。主要由运载汽车、驱泵动力、传动装置、压裂泵四部分组成。,1、压裂车,传动器挡位,1,2,3,4,5,6,7,8,总传动比,23.82,17.11,13.98,11.24,10.03,8.07,6.35,4.94,发动机额定转速，r/min,1800,1900,1900,1900,1900,1900,1900,超速挡不使用,泵冲数，min,-1,79.8,111.0,135.9,169.0,188.5,235.4,299.1,排量系数,0.95,0.95,0.95,0.95,0.95,0.95,0.95,泵排量，m,3,/min,0.375,0.521,0.638,0.793,0.835,1.105,1.403,最大工作压力，MPa,103.4,103.4,103.4,84.4,75.6,60.6,47.7,输出水功率，kW,648,901,1101,1119,1119,1119,1119,YLC-1050型压裂车作业参数表,传动器挡位,3,4,5,6,总传动比,15.38,11.85,9.05,6.61,发动机额定转速，r/min,1800,1800,1800,1800,泵冲数，min,-1,117,152,199,272,排量系数,0.95,0.95,0.95,0.95,泵排量，m,3,/min,0.299,0.389,0.509,0.695,最大工作压力，MPa,103,84.8,64.8,47.5,输出水功率，kW,515,552,552,552,W-1500型压裂车作业参数表,二、压裂设备及管柱,压裂施工过程中，压裂车一般不允许在,高挡位运行,，以免机械故障，影响压裂施工正常进行。,每次压裂施工结束后应检查泵腔和密封圈，确保压裂泵无刺漏现象。,定期检查压裂车显示仪表、高低压阀门及控制系统，确保运转正常。,压裂车运行及保养注意事项：,二、压裂设备及管柱,2、混砂车,混砂车是在混砂池将支撑剂、压裂液及各种添加剂按一定比例混合起来，并将混好的携砂液供给压裂车，压入井内。,目前混砂车有,双筒机械混砂车,、风吸式混砂车和仿美新型混砂车。混砂车主要由供液、输砂、传动三个系统组成。,混砂车运行及保养注意事项：,定期检查,混砂车输砂器、液添比例泵,等关键部位，确保运转正常。确保压裂施工过程中输砂比例、交联剂液比例按方案设计执行，禁止用水泥车给混砂车供交联剂液。,定期检查混砂车显示仪表、进出口阀门及控制系统，确保运转正常。,压裂施工中，混砂车上水困难时应开启专用离心泵给混砂车供液。,二、压裂设备及管柱,3、仪表车,仪表车是压裂施工时显示和记录压裂过程各种参数，控制其它压裂设备的中枢系统，又称作压裂指挥车。,（1）压裂设备控制系统,主要对各压裂设备采集的压力、排量、泵功率等参数传输、显示及控制。,（2）压裂施工数据采集显示记录系统,主要对井口压力传感器、混砂车进、出口液体流量、砂浓度等压裂施工参数的采集、显示和记录。,（3）现场即时通信系统,主要由对讲机、耳麦组成，也有使用高音喇叭、特定手语的施工队伍。,二、压裂设备及管柱,仪表车运行及保养注意事项：,仪表车三大系统在上井前必须进行例行检查，确保系统完整，运转正常，压裂施工中禁止带故障运行，影响压裂施工正常操作。,压裂施工数据采集显示记录系统必须能完整准确地采集、显示和记录井口油压、套压、施工排量、砂浓度、累计液量、累计砂量等参数，对压力传感器、混砂车进、出口流量计等采集仪表应定期校准，对已经发现不准的压力传感器、混砂车进、出口流量计应及时更换，确保施工数据真实可靠。,二、压裂设备及管柱,4、其它车辆,（1）水泥车：主要用于配液，给油套环空打平衡，洗井冲砂等；,（2）管汇车：拉运专用高压管汇,（3）运砂车,（4）液罐车,二、压裂设备及管柱,（二）地面高压管汇、井口及井内管柱,压裂井口一般可分为两类：,用采油树压裂井口。,采用大弯管、投球器、井口球阀与井口控制器的专用压裂井口。,井口型号,试验压力（MPa),稳压时间（min）,KQ65-25B,25,15,KQ65-35B,35,15,KQ65-60B,60,15,压裂井口使用注意事项：,压裂井口在使用前必须按要求进行试压；,所有闸门开关灵活，带压时无渗漏。,1、压裂井口,二、压裂设备及管柱,2、压裂管汇,压裂管汇使用注意事项：,压裂管汇在使用性能必须达到石油行业标准“压裂管汇”（,SY5260-91,）要求。,压裂施工前必须对地面高压管汇进行试压，按预测泵压的,1.2-1.5,倍试压,45MPa,稳压,5min,不刺不漏，压力不降为合格。,目前压裂管汇种类很多，常用的有压裂管汇车和专用的地面管汇。专用的地面管汇有8个连接头，压裂车可任选一个连接。高压管线外径76mm，内径60mm，最高压力可达100MPa。,二、压裂设备及管柱,压裂管柱主要由压裂油管、封隔器、喷砂器、水力锚等组成。目前井下管柱可分为笼统压裂管柱和分层压裂管柱。,（1）压裂油管,压裂应使用专用油管。抗压强度应满足设计要求。长庆油田储层,推荐采用,N80内径62mm或76mm的外加厚压裂油管，,最高限压70MPa。,3、压裂管柱,压裂油管使用注意事项：,下井前必须用热水或蒸汽逐根刺净油管内外壁油污，并逐根检查油管内有无异物。,下井前应对油管逐根检查，凡是以下油管不能用于压裂施工：,凡是弯曲、变形、有裂缝和有砂眼的普通油管；,经过酸化或其它原因腐蚀过的普通油管；,玻璃衬里油管和涂料油管；,丝扣有损伤和使用过久的油管。,起下钻过程中注意对油管丝扣的保护。,二、压裂设备及管柱,（2）封隔器,目前压裂用封隔器种类较多，浅井使用,扩张式,或压缩式50,低温胶筒封隔器,。深井使用扩张式、压缩式或机械式90以上胶筒封隔器。深井大通径CS-1封隔器，工作压力105Mpa，工作温度可达177。,封隔器型号,试验压力（MPa),稳压时间（min）,Y344-148,35,15,Y344-115,35,15,K344-115,30,15,K344-92,30,15,压裂封隔器使用注意事项：,压裂封隔器在使用前在地面按石油行业标准“扩张式封隔器”,(SY/T5404-2002),要求进行试压，达到要求方可入井。,二、压裂设备及管柱,（3）水力锚,水力锚主要起定位作用，避免油管在承压状态下缩短对封隔器胶筒的损伤。在下井前水力锚必须按中华人民共和国行业标准“水力锚”（ZB E14 004-88）要求进行试压，达到标准要求方可入井使用。,试验压力（MPa),稳压时间（min）,水力锚,30,5,喷砂器主要作用一是节流，造成压裂管柱内外压差，保证封隔器密封；二是通往地层的通道口，使压裂液进入油层，三是避免压裂砂直接冲击套管内壁造成伤害。,（4）喷砂器,二、压裂设备及管柱,水力锚,封隔器,导压喷砂器,封隔器,死堵,（5）压裂管柱,合层压裂管柱,分层压裂管柱,油层,油层,油层,油层,油层,油层,油层,油层,A、合层压裂管柱：,直咀子+封隔器+水力锚+油管,注意事项：,直嘴子位置不能低于射孔段顶界，推荐位置为射孔段顶界以上,10m,，,封隔器位置与直咀子距离,30-40m,。,B、分层压裂管柱：,死堵+下封隔器+喷砂器+上封隔器+水力锚+油管,注意事项：,下封隔器位置不能低于射孔段底界,2m,以上，应避开沉砂过多造成砂堵,喷砂器应与下封隔器直接相连。,封隔器位置应避开套管接箍位置。,直咀子,二、压裂设备及管柱,三、压裂液与支撑剂,压裂用压裂液体和支撑剂是压裂过程中实现对储层造缝和填砂的重要载体，其性能的好坏直接影响到最终的压裂效果，因此，对压裂液和支撑剂的性能应严格控制，避免因压裂入井材料质量问题而造成的施工失败和对储层的伤害。,压裂液的主要作用，是将地面设备的能量传递到油层岩石上，将油层岩石劈开形成裂缝，把支撑剂输送到裂缝中。压裂液在施工中按不同阶段的作用可分为前置液、携砂液、顶替液三种。,为了压裂施工的顺利实施，要求压裂液具有低滤失性、高携砂性、降阻性、稳定性、配伍性、低残渣、易返排等性能。随着石油工业的发展，压裂施工的规模越来越大，压裂液用量越来越大，因而压裂液还应具备货源广、成本低，配制简单等特点，以满足大型压裂和新井压裂施工。,（一）压裂液,三、压裂液与支撑剂,水基压裂液,目前世界上,约有,70,以上的压裂作业采用的,胍胶和羟丙基胍胶水基压裂液,，其成本低、使用安全方便，因而应用广泛。,酸冻胶压裂液,可携酸（浓度达到,15-20%,），实现压裂酸化联作。,泡沫压裂液,国内主要用于气井，国外泡沫压裂液约占总用量的,25,。,表面活性剂胶束压裂液（清洁压裂液）：,低伤害，但配制要求高，破胶困难。,低分子可回收环保压裂液。,压裂液残液可回收重复使用，粘度较低，适用于中低温特低渗储层。,乳化压裂液,醇基压裂液,油基压裂液,1、压裂液主要类型,三、压裂液与支撑剂,2、压裂液性能要求,主要性能,要求,实现方法,添加剂,代表性产品,携砂性,较强,提高粘度、密度,增稠剂,胍胶,稳定性,较好,植物胶分子间交联，形成网状结构,交联剂,硼砂、有机硼,滤失性,较低,提高粘度,配伍性,好,中和电荷，减小液体间离子浓度差,粘土稳定剂,KCl、COP-1,返排性能,好,降低油水表、界面张力,助排剂,CF-5B,残渣,低,采用低残渣增稠剂，降低增稠剂用量,破乳性能,好,减少油水乳化,破乳剂,BE-2,破胶性能,好,破坏植物胶分子间网状交联结构,破胶剂,（APS）,防腐性能,好,杀菌,杀菌剂,COG-285,压裂液基本性能一览表,三、压裂液与支撑剂,压裂液体系性能必须满足石油行业标准,SY/T6376-2008,压裂液通用技术条件,规定的技术指标才能使用。,压裂液体系性能评价参照石油行业标准,SY/T5107-2005,水基压裂液性能评价方法,进行。,三、压裂液与支撑剂,3、压裂液配方筛选依据,储层类型：油层、气层、油气水同出层等；,储层温度,储层敏感性,储层物性、岩性和粘土矿物成分,储层油、气、水性质,天然裂缝发育程度,三、压裂液与支撑剂,（二）支撑剂,支撑剂是水力压裂时地层被压开裂缝后，用来支撑裂缝阻止裂缝重新完全闭合的一种固体颗粒。它的作用是在裂缝中铺置排列后形成支撑裂缝，从而在储集层中形成远远高于储集层渗透率的支撑裂缝带。使流体在支撑裂缝中有较高的流通性，减少流体的流动阻力，达到增产、增注的目的。,为了适应各种不同地层以及不同井深压裂的需要，人们开发了许多种类的支撑剂，大致可分为天然和人造两大类。支撑剂性能主要是物理性能和导流能力。,目前常用的支撑剂有天然石英砂和人造支撑剂陶粒。,石英砂多产于沙漠、河滩或沿海地带。矿物组分以石英为主。石英含量（质量百分比）是衡量石英砂质量的重要指标，我国压裂用石英砂中的石英含量一般在80%左右，石英含量越高，石英砂抗压强度愈高。,人造陶粒是一种主要由铝矾土（氧化铝）烧结或喷吹而成的，它具有较高抗压强度，一般有中等强度和高强度两种陶粒支撑剂。,1、支撑剂主要类型,三、压裂液与支撑剂,2、支撑剂单项性能要求,支撑剂名称,粒径符合率(0.425-0.85),%,视密度,g/cm,3,体积密度,g/cm,3,酸溶解度,%,浊度,圆度,球度,破碎率%,28MPa,52MPa,69MPa,安宁堡石英砂,94.57,2.65,1.62,4.85,80.2,0.8,0.8,9.3,/,江苏宜兴陶粒,99.51,2.74,1.58,8.18,21.8,0.9,0.9,/,7.39,/,河南鑫钰陶粒,99.90,3.30,1.74,6.82,27.0,0.9,0.9,/,3.74,8.07,河南腾飞陶粒,99.53,3.29,1.81,6.76,28.4,0.9,0.9,/,3.87,9.93,支撑剂单项性能必须达到石油行业标准,SY/T5108-2006压裂支撑剂性能指标及测试推荐方法,规定的指标值。评价方法参照标准执行。,从评价结果看，石英砂（陶粒）在28MPa（52MPa）闭合压力时，破碎率小于10%左右，陶粒支撑剂的抗破碎性能明显好于天然石英砂。,支撑剂性能评价结果,三、压裂液与支撑剂,3、支撑剂短期导流能力试验,支撑剂短期导流能力是选择适合油层特点的支撑剂的重要依据，试验方法按照石油行业标准,SY/T6302-1997（2005）压裂支撑剂充填层短期导流能力评价推荐方法,规定方法进行。,室内评价结果表明，闭合压力增大，支撑裂缝导流能力呈下降趋势；相同条件下，陶粒支撑剂导流能力明显高于石英砂。,支撑剂导流能力评价结果,三、压裂液与支撑剂,4、支撑剂优化选择,对垂直缝而言，当裂缝无因次导流能力应达到,(WK),f,/(KX,f,)30,时，压裂效果较好。,例：某储层埋深1850-1900m，压裂停泵压力在8-12MPa，井底流动压差为5MPa，取裂缝半长X,f,=150m，渗透率K=1-210,-3,m,2,。,计算得裂缝导流能力应达到(WK),f,=15-30m,2,.cm。作用于支撑剂上的闭合压力为25MPa左右。,在5kg/m,2,铺砂浓度和25MPa闭合压力下，兰州石英砂的导流能力约在50m,2,.cm。因此，当铺砂浓度大于5kg/m,2,时，兰州石英砂就可以满足某储层压裂施工的要求。,三、压裂液与支撑剂,四、压裂施工设计内容,压裂设计是压裂施工的指导性文件，一般先进行压裂方案设计，再由施工方出具祥细的施工设计进行实施。禁止以压裂方案设计替代施工设计，对成熟区块常规压裂可由施工方直接出具施工方案进行施工。,压裂设计的任务,：,优选出经济可行的增产方案,压裂设计的原则：,最大限度发挥油层潜能和裂缝的作用,使压裂后油气井和注入井达到最佳状态,压裂井的有效期和稳产期长,压裂设计的方法：,根据油层特性和设备能力，以获取最大产量或经济效益为目标，在优选裂缝几何参数基础上，设计合适的加砂方案。,执行标准：SY/T5289-2008 油、气、水井压裂设计与施工及效果评估方法,SY/T6566-2003 水力压裂安全技术要求,压裂优化设计流程示意图,压裂地质分析,压裂施工实时监测,压裂参数优化,室内试验,小型测试压裂,压裂工艺方案制定,产量预测,经济预测,压后测试,产量与经济评价,压裂方案是在充分认识和分析储层条件的基础上，针对储层改造目标，做出的一整套最优化的应对措施处理方案。,由于低渗透油田压裂具有自身特点，压裂优化设计针对,地层与工艺、单井与区块、裂缝与井网、伤害与保护、投入与产出,等进行全面优化。,（一）压裂方案设计,四、压裂施工设计内容,FracproPT,Dowell FracCADE,多级注入闭合酸化,CO,2,泡沫压裂,压裂酸化优化设计软件,试井解释软件,EPS,WORKBECH,四、压裂施工设计内容,压前评估是完整评估油井压裂效果的过程。主要包括油井基础资料评价、邻井压裂改造工艺、效果对比分析和现有压裂技术适应性、针对性评价，优先选择储层改造效果好、针对性强的压裂技术进行压裂方案设计。,油井基础资料：井身结构，录井显示、储层物性及电性、储层纵向岩性变化情况，油井生产动态及历次措施效果，油井在井网中的位置，注水见效程度、特点等。,1、压前评估,压裂井在井网中的位置,压裂井目的层测井图,压裂井前期采油曲线,压裂井,四、压裂施工设计内容,2、压裂总体方案制定,压裂方式：,合压？分压？,压裂工艺：,常规压裂？其它压裂工艺？,压裂液：,水基胍胶压裂液？配方,支撑剂：,石英砂？陶粒？支撑剂粒径,压裂管柱：,单上封、上提管柱分层压裂、不动管分层？井口、油管、封隔器、水力锚、喷砂器类型？,配套措施：,前置酸预处理、高能气体压裂预处理、液氮助排、油套环空打平衡,？,四、压裂施工设计内容,3、压裂加砂规模及施工参数确定,天,不同缝长下的累计产量,不同无因次导流,能力下的产量,无因次导流能力与砂比关系,不同排量下经济分析,（1）压裂规模及施工参数优化,缝长优化,铺砂浓度优化,施工排量、砂比优化,（2）确定压裂规模及施工参数,（3）制定合理的施工泵注程序,（5）压裂裂缝模拟计算,四、压裂施工设计内容,4、压裂方案设计显示内容,1）油田、井号、设计人、审核人、设计日期、单位；,2）油井基本情况：位置、井身结构；,3）油层基本数据：油层深度、电性、岩性、射孔位置、参数、井斜数据；,4）油层前期改造情况，油井生产情况及异常情况提示；,5）压裂方案：,压裂方式,压裂工艺,支撑剂类型、用量；,压裂液配方、用量、液体性能要求,压裂泵注程序,6,）给出指定压裂工艺的特殊要求,7,）施工前的井筒、地面准备要求及压后管理措施,8,）技术风险提示及应急预案。,四、压裂施工设计内容,（二）压裂施工设计,压裂施工设计除完整的反映压裂方案设计内容外，还必须明确地标出压裂施工需要的所有设备、井筒和地面材料型号、规格、数量，和压裂前后施工工序及关键要求，以便于施工队伍进行材料组织和作业。,压裂施工设计必须明确具体显示的内容,压裂封隔器、喷砂器（或喷咀）位置；井口、油管、封隔器、水力锚、喷砂器（或喷咀）的规格、型号和数量；,支撑剂生产厂家、粒径及数量；,施工用水量，压裂液添加剂生产厂家,、,代号、备量、液罐规格、数量；,压裂设备（压裂车、混砂车、运砂车、水泥车等）型号、数量；,祥细的压裂前后的施工工序及各工序施工要求；,施工异常处理预案。,四、压裂施工设计内容,五、压前准备,压裂现场施工包括压前准备、压前作业、压裂施工和压后作业等。,新井施工工序：通、洗井井筒试压射孔下压裂钻具压裂放喷及排液反洗井换抽汲管柱抽汲及求产。,老井施工工序：灌井筒起原井管柱通、洗井下压裂钻具压裂放喷及排液 反洗井换抽汲管柱抽汲及求产。,执行标准：SY/T5289-2008 油、气、水井压裂设计与施工及效果评估方法,SY/T6566-2003 水力压裂安全技术要求,（一）压前作业,执行行业标准起下油管作业规程（SY/T5587.6-93）,1、起下管柱,起下管柱前必须充分压井，确认压井合格，才能起下管柱作业。,每起出,1020,根油管向井内灌一次压井工作液，防止井内压井工作液液面降低发生井喷。,当下入管柱的底部有封隔器、通井规等不可刮、碰的工具时，下到射孔井段及设计井深的最后几根时，应该限速下入，下入速度不得超过,5m/min,。,下压裂管柱时,下钻速度小于,18m/min,。,起钻完等措施时，井内必须先下入不小于井深,1/3,的油管，坐好井口，连续灌入压井液，严禁空井等停。,五、压前准备,通井规外径比套管内径小,6-8mm,。,下通井管柱速度控制为,10-20m/min,，下到距离设计位置或人工井底,100m,时下放速度不得超过,5-10m/min,。,通井过程遇阻时，悬重下降控制不超过,20-30KN,，并平稳活动管柱、循环冲洗，严禁猛敦、硬压。,洗井排量控制在,500-550L/min,。洗井不通时，应停泵分析原因，不得强行憋泵。,2、通、洗井,执行行业标准：,SY/T5587.16-93 油水井修井作业 通井.刮削套管作业规程,SY/T 5587.7-93 油水井常规修井作业洗井作业规程,五、压前准备,3、井筒试压,油气井试压指标,井别,套管规格,(mm),桥塞规格(mm),试压压力,(MPa),30min压降,(MPa),油(水)井,114.3、127.0、139.7,100、110,15,0.5,气井,139.7、177.8,110、145,25,0.5,用高压管线将试压设备与井口油放闸门连接起来进行套管内试压。试压时，,稳压30min，,允许,压降不超过0.5MPa为合格。,仅限于新井,五、压前准备,4、射孔,仅限于新井和补孔压裂井,执行行业标准：,SY/T53252005 射孔施工及质量监控规范,SY 5436-1998 石油射孔和井壁取心用爆炸物品储存、运输和使用的安全规定,SY/T 5562-2000 油气井用射孔枪,射孔前必需用压井液灌满井筒（负压射孔例外），每射一枪都要灌满井筒。,射孔前要做好防喷准备，装好防喷器并试压合格。射孔过程中发现溢流，停止射孔作业，迅速起出电缆，抢下光油管；出现井涌时抢装井口，关井观察压力，并立即汇报。若井喷来势迅猛，应迅速关闭防喷器，并密切注视井口，若有失控前兆，应将电缆切断，关井观察压力。,射孔后检查发射率，若单炮发射率低于,80%,时，必须补射。,五、压前准备,（二）压前准备,五、压前准备,压裂施工前，现场施工监督及技术人员必须首先熟悉掌握压裂施工设计要求的所有内容（压裂设备、材料、地面管线流程、井下管柱等），并逐项对压前需要准备的材料及工序进行检查落实，若发现,与施工设计要求不符或存在安全隐患,的项目应立即进行整改。确保压裂施工保质保量顺利完成任务。,1、井内管柱位置检查,主要检查点：封隔器坐封位置,下压裂管柱时，应,逐根检查并丈量、记录油管长度，,计算出准确的封隔器坐封位置，并通过油管短节的调整使,封隔器坐封位置避开套管接箍,。,井口完好，,闸门开关灵活，,工具配件（大钳、压力表及接头等）齐全，地面试压不剌不漏，产品有检验合格证。,2、施工材料检查及抽样,对进入施工现场的压裂液添加剂、支撑剂等所有施工材料产品进行检查，,包括产品检验报告、生产厂家、产品名称、代号、规格、产品外包装等进行祥细检查，对无检验报告或检验不合格产品、产品外包装破损、标识不清楚的产品、被雨淋、水浸或污染的产品，出现严重变质、结块的产品，严格禁止入井，并对所有与施工设计不符的材料产品进行抽样备检。,现场清点压裂液添加剂材料包装及数量，并对砂罐车逐个对砂罐体积及砂面高度进行丈量，并祥细记录。配液结束及施工结束时再清点剩余材料量，确保实际入井材料达到施工设计要求。,五、压前准备,3、压裂施工设备,压裂车数量、型号及总功率必须达到压裂施工设计要求，,禁止压裂车高挡位运行，施工前压裂车和混砂车必须进行全面检查及试运行，确保运行情况良好、控制系统完好。,仪表车数字采集系统、显示系统及控制系统必须配套齐全，,并在施工前进行全面检查，确保,运行良好,。全面检查对讲机、耳麦，确保无故障，并配发到所有关键岗位人员。,除密闭砂罐车外，包括敞篷砂罐车在内的其它,所有运砂车必须用防雨篷布将砂罐及砂袋包住，,避免下雨将支撑剂淋湿，影响加砂。雨天施工必须用防雨篷布将砂罐及砂袋包住。另外，压裂施工前，,应将自卸砂罐顶部的尘土清干净，,避免加砂过程中尘土落入输砂器漏斗中。对袋装砂，应在输砂器漏斗中放入钢丝网，并有专人及时将留在钢丝网面上的绳头、砂袋残片去掉。,水泥车等其它车必须按施工设计要求配齐。,五、压前准备,4、地面流程,地面高、低管线在连接前，必须对大罐出口阀门、混砂车进出口阀门、压裂车进、出口阀门、井口油、套闸门,开关进行全面检查,，对阀门开关不灵活或开关不严的阀门及时更换。,井口阀门与高压管线接头、大罐阀门与低压管线接头应匹配，否则应及时更换。,地面高压流程管线必须采用,N80,以上钢级的油管、油管短节及弯头。,1.作业机；,2.油井；,3.土油池,4.平衡车,5.消防车,6.压裂车,7.拉砂车,8.混砂车,9.大罐,10.仪表车,五、压前准备,5、大罐与配液用水质检查,储液罐用途要标识清楚,，配制交联剂的储液罐应为专用罐，不能与基液罐混用。,备水前，,所有储液罐内外壁要彻底清洗，,保证内外干净、无异物。,为保证供液畅通和提高液体使用率，,压裂液罐后端应垫高,40cm,。,配液用水必须选用井水，,禁止采用地表水或油田污水。要求,配液用水中机械杂质,0.2%,，,PH=6.5-7.5,。配液前用精密试纸逐罐进行检查，,凡不符合要求的液罐内的水必须放掉，重新备水、测试。,压裂液基液罐内液面与罐顶应留有,10-20cm,高度空间，,以免在配液过程中发生溢罐污染环境。,五、压前准备,6、压裂液配液过程及基液性能检测,配液所用的压裂液添加剂产品,质量应符合,石油行业或企业,标准规定。,要求每个添加剂产品都必须具有对应批次产品的检验报告，只有检验合格产品才能用于压裂液配液和施工。,固体添加剂产品,外包装完好、无结块,。液体添加剂在加入前先,搅拌均匀,再使用。,（1）压裂液添加剂性能要求,SY/T 5764-2007 压裂用植物胶通用技术要求,SY/T 6074-94 植物胶及其改性产品性能测定方法,Q/SY KT 0039-2005 压裂用杀菌剂性能评价方法,SY/T 5762-1995 压裂酸化用粘土稳定剂性能测定方法,SY/T 5755-1995 压裂酸化用助排剂性能评价方法,SY/T 6216-1996 压裂用交联剂性能试验方法,SY/T 6380-1998 压裂用破胶剂性能试验方法,SY/T 5280-2000 原油破乳剂通用技术条件SY/T 5281-2000 原油破乳剂使用性能检测方法（瓶试法）,五、压前准备,压裂液配液过程中，,必须先在每个基液罐中加入杀菌剂，,再缓慢加入胍胶增稠剂和其它添加剂，,并对每个基液罐和交联剂罐大排量（,0.5m,3,l/min,）循环,15min,以上，循环至罐上下液体性能一致，,基液中不能有鱼眼存在。,（2）压裂液配液要求,五、压前准备,压裂液性能现场检测主要检测压裂液基液粘度和交联液的挑挂性能，,现场配液完毕后和压裂施工前对压裂液和交联剂液各取一次样进行现场性能检测。,取样要求在每个罐的上、中、下三个不同部位各取一个样，每个罐混合成一个样进行液体性能检测。,压裂液基液粘度采用便携式六速旋转粘度计检测，,要求,0.35%,胍胶压裂液基液粘度应达到,30mPa.s,，,0.4%,的胍胶压裂液基液粘度应达到,35-40mPa.s,。,（3）压裂液现场性能检测,将所有基液样品按一定量混合成一个样，取,100ml,基液混合样放在干净烧杯中，并用一次性抽取,10ml,以上交联剂液，少量多次加入基液混合样中，边加入边搅拌，至压裂液完全交联，记录交联剂用量，重复三次，确定交联比。,用搅棒挑起交联液观察，,要求交联液可完全挑挂方可使用。,五、压前准备,7、压裂施工前施工方案及异常情况处理预案交底,压裂施工准备工作完毕后，现场技术人员应要求,甲方将所有参与现场施工人员召集在一起进行压裂方案交底，明确施工程序和遇到异常高压或砂堵情况时处理预案及各岗位职责，,要求试油队和压裂队都要有专人负责进行现场巡查，如出现紧急情况应第一时间组织人员按处理预案进行作业。,要求关键位置有专人负责，并给关键岗位人员配备对讲机和耳麦。,看交联,-,混砂车上,看井口,-,井口附近,看砂面,-,砂车上面,看液面,-,液罐上面,倒大罐阀门,-,低压管汇区,五、压前准备,压裂施工程序一般分为以下七道工序：,1、循环,目的是鉴定各种设备性能，检查管线是否畅通，就是将压裂液由液罐车打到压裂车再返回液罐车。,循环时单车泵排量不低于,1m,3,/min,，时间不少于30s，,循环路线是液罐混砂车压裂泵高压管汇液罐。目的是检查压裂泵上水情况以及管线连接情况。循环前一定要关闭井口阀门。,六、压裂施工过程控制,执行标准：SY/T5289-2008 油、气、水井压裂设计与施工及效果评估方法,SY/T6566-2003 水力压裂安全技术要求,2、试压,关死井口总闸，对地面高压管线、井口、连接丝扣、由壬等憋压检验。,试验压力为预测泵压的1.2-1.5倍，稳压5min,各部位不刺不漏、压力不降为合格。,3、低替,低替过程要求用活性水或压裂液替出井筒油管内原有液体，一般要求,最低低替液量油管容积的1.5倍。低替时排量不得高于0.5m,3,/min，泵压不得高于2MPa，,以免出现封隔器座封，原有井内液体被压入地层的情况出现。,要求低替至井口油井进出口水色一致为止。,六、压裂施工过程控制,4、封隔器座封,换胍胶液，先开启1-2台压裂车，由小到大缓慢提高泵注排量达到1m,3,/min左右时，若油套环空,返出液快速减小至不出液时，关闭套管闸门，准备正式压裂施工。,若返出液排量变化不明显时应继续提高泵注排量，当排量超过施工设计排量时，返出液排量无变化时，应中止施工，起管柱检查。,对压裂施工压力超过35MPa的井，准备好水泥车，当施工压力超过30MPa以上连续不降时，用水泥车或700型压裂车给油套环空打平衡。,禁止直接用大排量座封封隔器，避免封隔器胶筒破坏影响施工。,六、压裂施工过程控制,5、压裂注前置液,封隔器座封后，,启动全部车辆缓慢提高排量,向井内注入压裂液，迫使施工压力迅速升高形成破压，压开地层进行造缝。,若施工压力快速升高接近施工限压时，应适当降低施工排量，等破压过后压力下降后再恢复排量至设计排量。若施工压力继续上升有可能超压时，应停泵分析原因，再做下步处理。,六、压裂施工过程控制,6、压裂注携砂液（加砂过程）,当地层已被压开裂缝，待压力、排量稳定后即可加支撑剂。,压裂加砂过程中，,砂比由15-20%的低砂比缓慢提高40-50%高砂比,，要求初始砂比控制在10-15%，除特殊压裂工艺外，每次砂比提高幅度不得超过10%，每一阶段砂比一般打入一个井筒的液量后再提砂比，以免提砂比速度过快或提高幅度而出现砂堵。对成熟区块或施工压力较低的油井，为提高总施工砂比，可将砂比较快地提高到30-45%的中高砂比。,压裂加砂过程中，看交联人员必须,随时观察,混砂池内,交联液交联性能,，若交联不好应,及时调整交比,，确保交联液交联性能始终处于较好状态，避免交联液性能大幅变化而造成施工压力波动，甚至出现砂堵现象。,六、压裂施工过程控制,压裂指挥人员应随时注意观察施工压力变化，当施工压力大幅波动或快速提高时，应积极采取措施（降砂比、降排量），压力平稳后恢复正常砂比、排量。,压裂加砂过程中，禁止单车供砂。混砂池液面高度保持在池高的50-70%，禁止出现溢池或干锅现象，造成施工加砂中断。,加砂结束时应即时检查剩余砂量及液量，计算实际加砂量及用液量。,7、顶替,加砂结束后，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，防止余砂沉积井底形成砂卡。,顶替液不可过量，一般替挤量为地面管线与油管总容积即可。,六、压裂施工过程控制,1、关井、放喷排液,压后关井20-30min，采用油咀由小到大控制放喷，禁止直接用井口闸门控制放喷。,油咀的选择可根据井口油压大小来选择。(表中参数仅供参考),井口油压(MPa),油嘴(mm),5,4,3-5,6,1-3,8,20%,仅使用15%HCl,高渗透率地层（10010,-3,m,2,）,高石英（80%）低粘土（20%）,13.5%HCl+(15)%HF,高粘土（10%）,6.5%HCl+1%HF,高铁绿泥石,3%HCl+0.5%HF,低渗透率地层（1010,-3,m,2,）,6%HCl+1.5%HF,3%HCl+0.5%HF,低粘土（150,100,我国酸化允许腐蚀速度标准,（1）缓蚀剂,执行标准：SY/T5405-1996 酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标,二、酸液及添加剂,品名,一般加量,，%,残余表面张力，mN/m,备注,AS,2.0,35,-,ABS,2.0,30-35,-,SD1-7,2.0,30,-,PEN-5,0.15-0.2,26.9,美国哈利伯顿公司产品,品名,一般加量,，%,破乳率,，%,备注,SD-1,2.0,90,-,降低表面和界面张力，防止生成乳状液，加速地层水返排。,用于降低表面张力的表面活性剂,防破乳用表面活性剂,（2）表面活性剂,执行标准：SY/T5755-1995 压裂酸化用助排剂性能评价方法,二、酸液及添加剂,品名,一般加量，%,使用温度，%,备注,乙酸,2.0,60,不会生成乙酸钙,柠檬酸,2.0,93,过量使用时有柠檬酸钙沉淀,SDTA,3.7,93,价格贵,DT1-7,0.5-1.5,204,四川天然气研究所,NTA,93,几乎无沉淀,L58,204,美国道威尔公司产品,防止铁及其他金属盐形成络合离子而沉淀。,常用铁离子稳定剂性能参数,（3）铁离子稳定剂,执行标准：SY/T6571-2003 酸化用铁离子稳定剂性能评价方法,二、酸液及添加剂,品名,一般加量，%,表面张力mN/m,接触角，（）,生产厂,CF-4A,0.2,24.2,70.8,万庄,0.5,21.4,60.6,CF-5B,0.2,19.8,61.6,万庄,0.5,17.9,57.4,长庆-A1,0.2,21.1,71.7,庆阳,0.5,18.8,65.8,长庆-B1,0.2,22.5,44.8,庆阳,0.5,21.5,40.4,FZ-43,0.2,26.4,50.8,昆山,0.5,25.8,47.2,CT5-4,0.2,18.6,71.9,四川天然气所,0.5,17.1,67.8,SD2-9,0.2,29,45,四川井下,借助气体膨胀加速残酸返排，常用N,2,、醇类和表面活性剂。,（4）助排剂,执行标准：SY/T5755-1995压裂酸化用助排剂性能评价方法,二、酸液及添加剂,品名,一般加量,，%,使用条件,KCL,0.2,HF,体系不能用,NH,4,CL,0.2,可用于,HF,体系,CT12-1,-,可用于,HF,体系,Clasta,0.2,-,（5）粘土稳定剂,常用酸液粘土稳定剂,执行标准：SY/T5762-1995压裂酸化用粘土稳定剂性能测定方法,二、酸液及添加剂,品名,一般加量,，%,降阻率,，%（,线速度,，m/s）,FR-203,10,55（6-7）,-,63（7.5）,SD1-8,5,64（4-7）,10,85（4-7）,HJZ-6,5,65（4-7）,降低工作液在井筒流动的沿程摩阻，降低施工压力。,常用酸液降阻剂,（6）降阻剂,二、酸液及添加剂,基质酸化是用以