油井压裂工程施工方案.doc

油井压裂工程施工方案
一、工程概况
1.1 项目背景
本工程针对某低渗透油气藏油井进行水力压裂施工，旨在通过人工造缝改善储层渗透性，提高单井产量。储层埋深2000-2500米，平均孔隙度5%-10%，渗透率0.1-1.0μm²，地层压力30-40MPa，属于典型低孔低渗储层，需通过压裂改造实现经济开发。
1.2 施工目标
· 产能提升：压裂后单井日产量较改造前提高150%以上；
· 储层改造：形成有效支撑裂缝长度≥150米，导流能力≥50μm²·cm；
· 安全环保：施工全过程零事故，废水处理达标率100%，噪声控制符合《建筑施工场界环境噪声排放标准》。
1.3 地质条件
指标
参数范围
油层埋深
2000-2500米
有效厚度
10-20米
地层温度
80-120℃
岩石力学特性
弹性模量25-35GPa，泊松比0.25-0.3
隔层条件
顶部泥岩隔层厚度≥5米，底部灰岩隔层厚度≥8米
二、施工设备与材料
2.1 核心设备配置
设备类型
规格参数
数量
用途
压裂车
2500型压裂车（2500HP，工作压力105MPa）
8台
提供高压动力注入压裂液及支撑剂
混砂车
连续混砂能力100m³/h
2台
配制携砂液并控制砂比
仪表车
实时监测压力、流量、砂浓度
1台
施工参数监控与数据记录
液氮泵车
排量5m³/h，工作压力70MPa
1台
注入液氮降低压裂液黏度
高压管汇
105MPa高压管汇系统
1套
连接设备与井口，输送高压流体
2.2 材料选择
2.2.1 压裂液体系
采用低伤害水基压裂液，配方如下：
· 基液：清水+0.2%杀菌剂+0.1%黏土稳定剂；
· 交联剂：有机硼交联剂（浓度0.3%-0.5%）；
· 破胶剂：过硫酸铵（delay型，浓度0.05%-0.1%）；
· 性能指标：黏度≥500mPa·s（170s⁻¹剪切速率下），残渣含量≤50mg/L。
2.2.2 支撑剂
· 前置支撑剂：20/40目石英砂（抗压强度≥52MPa），用量占比30%；
· 主力支撑剂：40/70目陶粒（抗压强度≥70MPa），用量占比70%；
· 施工砂比：逐步递增（10%→20%→30%→40%），平均砂比25%。
2.2.3 辅助材料
· 暂堵剂：油溶性树脂球（直径3-5mm），用于分层压裂暂堵高渗层；
· 降阻剂：聚乙烯吡咯烷酮（PVP），降低管汇摩阻20%-30%；
· 助排剂：氟碳表面活性剂（浓度0.1%），改善压裂液返排效率。
三、施工工艺流程
3.1 施工准备阶段
1. 井场布置：
o 压裂车组平行排列于井口30米外，高压管汇连接后进行120%工作压力试压（126MPa，保压30分钟无泄漏）；
o 井口装置检查：更换井口大四通阀门，安装防喷器组（工作压力70MPa），并进行压力测试。
2. 地层评估：
o 测井数据复核：通过声波时差测井计算岩石脆性指数（BI≥50%）；
o 小型测试压裂：注入50m³压裂液，获取裂缝闭合压力（计算储层最小水平主应力）及滤失系数。
3.2 主体施工流程
3.2.1 前置液注入（阶段一）
· 注入量：150m³（占总液量30%），排量5-8m³/min；
· 目的：形成初始裂缝，降温并前置液中加入0.5%转向剂，实现裂缝均匀扩展。
3.2.2 携砂液注入（阶段二）
· 分4段注入携砂液，总砂量200m³，排量6-10m³/min；
· 关键控制：砂比递增速率≤5%/min，压力波动范围≤5MPa，当压力突升超过8MPa时立即降低砂比。
3.2.3 顶替液注入（阶段三）
· 注入量：井筒容积+管汇容积（约50m³），排量3-5m³/min；
· 顶替结束后关井候凝2小时，使支撑剂充分沉降。
3.3 后期处理
1. 压裂液返排：开井放喷，控制返排速度≤0.5m³/min，返排率≥70%；
2. 排液监测：取样分析返排液pH值、黏度、含砂量，确保无支撑剂回流；
3. 生产恢复：安装井口生产装置，进行试采（初期日产液量≥50m³）。
四、质量控制措施
4.1 施工前质量验收
· 材料验收：压裂液黏度、支撑剂强度等指标现场复检，合格率100%方可使用；
· 设备校验：压裂车压力传感器、混砂车砂浓度计等仪表经第三方校准，误差≤1%。
4.2 施工过程控制
1. 参数监控：
o 实时监测井口压力（≤90MPa）、排量（±0.5m³/min）、砂比（±2%）；
o 每10分钟记录一次数据，异常波动（如压力骤降/骤升）立即停机排查。
2. 管汇安全：
o 高压管线连接后采用扭矩扳手按规定力矩紧固（法兰连接扭矩≥3000N·m）；
o 施工期间安排专人巡检，发现管线震动异常或刺漏立即停泵处理。
4.3 压后效果评估
· 产能测试：压裂后72小时进行稳定试井，计算无阻流量（AOF）；
· 裂缝监测：通过微地震监测（MSR）确定裂缝半长（≥120米）及高度（≤储层厚度+5米）；
· 经济指标：单井增产量≥10t/d，投资回收期≤2年。
五、安全与环保措施
5.1 安全防护体系
1. 人员防护：
o 全员佩戴防爆安全帽、防静电工作服、防刺穿鞋，高压区设置警戒带（半径15米）；
o 施工前进行“JSA工作安全分析”，明确各岗位风险及应急处置流程。
2. 应急准备：
o 配备2套应急压井装置（剪切闸板+节流管汇），井场储备50m³应急缓冲池；
o 制定井喷、管线爆裂等应急预案，每半小时进行一次应急演练。
5.2 环保措施
1. 废水处理：
o 返排液经三级沉淀池处理（加絮凝剂PAC，浓度0.1%），达标后回用或拉运至污水处理厂；
o 施工期生活污水采用移动式污水处理设备处理，回用率100%。
2. 固废处置：
o 废弃支撑剂、钻井液等固废分类存放，交由有资质单位外运处置；
o 生活垃圾集中收集，定期清运至 landfill。
3. 噪声控制：
o 压裂车组安装隔音罩（降噪量≥20dB），井场边界噪声≤55dB（昼间）/50dB（夜间）。
六、施工进度计划
阶段
工期（天）
主要工作内容
施工准备
3
设备进场、管汇连接、井口改造、材料验收
测试压裂
1
小型压裂测试及参数优化
主体施工
1
前置液+携砂液+顶替液注入
返排与监测
3
压裂液返排、产能测试、数据整理
场地恢复
1
设备退场、井场清理、环保验收
总工期：9天

七、风险分析与应对
风险类型
可能性
影响程度
应对措施
裂缝高度失控
中
高
采用人工隔层控缝高技术（注入上浮/下沉导向剂）
支撑剂沉降堵塞
低
高
控制砂比递增速率，加入0.1%悬浮剂
井口泄漏
低
高
施工前井口试压（105MPa，保压30分钟）
返排液超标
中
中
增设活性炭过滤装置，确保COD≤100mg/L
本方案严格遵循SY/T 5238-2019《水力压裂设计规范》，通过精细化施工管理与技术创新，确保压裂改造效果达标。施工期间接受甲方全程监督，关键工序需甲方签字确认后方可进行下一步作业。