工程技术质量应知应会
压裂大队技术办
1
标准、质量方针
分公司质量方针:追求卓越质量,满足用户期望。
分公司质量承诺:公司通过制度化、规范化科学管理,始终坚持以客户为关注焦点,基于风险的思维,完善并有效实施质量管理体系,保持持续改进。公司承诺:在一切生产经营活动中,全面落实质量管理体系各项规定及其有关法律、法规要求,为广大客户提供满意的产品和服务。
分公司压裂施工和服务的质量目标为:作业施工一次成功率98%以上。
1、循环车组时,单车循环排量不应低于1m³/min,时间不少于30s。 2、投暂堵剂时,液体投送排量控制为0.4m³/min~0.6m³/min,暂堵剂封堵欲封堵层位后,工作压力应该高于挤入压力2MPa以上方可施工。
3、由K344-113封隔器组成的长垣内部压裂管柱最多允许使用4级封隔器,允许上提1次;由Y344-114封隔器组成的长垣内部压裂管柱最多允许使用2级封隔器,允许上提2次。
4、由K344-113封隔器组成的长垣内部压裂管柱要承压40MPa;由Y344-114封隔器组成的长垣内部压裂管柱要承压55MPa。 5、检查地面流程要做到:
1)密封性良好,不刺不漏,符合压裂施工设计的要求; 2)开关和活动部分灵活好用,符合工具设施的技术要求;
2
3)高压管汇初端到井口的距离大于40m,小于200m(常规压裂); 4)高压管汇的连接方向为管汇进液管指向井口的方向; 5)井口套管安装量程为25MPa的压力表。
6、套压表上升超过8MPa时要停止加砂,打开套管放空阀门进行套管放空,在关闭套管放空阀门观察套压变化,如在6MPa以下套压能够稳住不再继续升高,则可继续加砂。 7、支撑缝宽
裂缝闭合在支撑机上的宽度,单位为毫米。 8、支撑缝长
裂缝闭合在支撑剂上的长度,单位为米。 9、裂缝导流能力
支撑剂在储层有效闭合压力作用下通过或输送储层流体的能力,以支撑裂缝渗透率与裂缝闭合宽度的乘积表示,单位为达西厘米。 10、支撑剂浓度
支撑剂质量与纯携砂液体积之比,单位为千克每立方米。 11、滑溜水
以水作溶剂,添加有降阻剂及其他添加剂的低粘度、低摩阻压裂液。 12、压力传感器应安装在高压管线或井口上,不应安装在高压管汇和压裂泵之间。 13、水平井穿层压裂
压裂裂缝纵向穿透储层中的一个或多个隔层(夹层),有效沟通未钻遇的一个或多个砂岩层(油层)。
3
14、压裂泵车液力端高压供液管线长度不得超过15米
15、施工前应按照施工设计对高压管汇进行整体试压,稳压5分钟,压价不得超过试验压力的2.5%。
16、投钢球打喷砂器滑套时,液体投送排量控制到0.4m³/min~0.6 m³/min。
17、高危井定义:应包括高压井、高产气井、含硫等有毒有害气体的高危井、高敏感区域井、复杂结构井、特殊工艺井等井。
4
酸化、井控
1、土酸的优缺点各是什么?
是砂岩酸化最常用的酸液体系。其优点在于溶蚀能力强,缺点是反应快,酸液有效作用距离有限,高温条件下易产生沉淀导致二次伤害地层。常用于高渗透,伤害严重砂岩地层的常规酸化。 2、酸液的主要作用是什么?
用于解除泥浆堵塞和提高泥砂岩地层的渗透性,以利于注水或出油。土酸中的盐酸能溶蚀地层中的碳酸盐类及铁铝化合物,氢氟酸则能溶蚀地层中的黏土质和硅酸盐类。 3、土酸的构成?
常把盐酸与氢氟酸的混合酸称为土酸。
4、压裂酸化:在高于岩石破裂压力下将酸注入地层,在地层内形成裂缝,通过酸液对裂缝壁面物质的不均匀溶蚀形成高导流能力的裂缝。 5、用于酸化的酸液主要分为两大类:无机酸(包括盐酸、氢氟酸、磷酸、硫酸等)有机酸(包括甲酸、乙酸、有机磷酸等)。 6、工业盐酸配制酸液计算公式
M盐=
M盐—配制所需工业盐酸用量,t V—设计酸液用量,m³
VγC
液
液
C盐
γ液—设计酸液的相对密度,g/cm³
5
C液—设计酸液的质量分数,% C盐—工业盐酸的质量分数,% 7、高压部件分为两类:
A类:旋塞阀、球阀、截止阀等各类闸阀;活动弯头;歧管三通(常规压裂)、三通、四通、歧管接头、弯管、投球器;压裂管汇橇(大规模压裂)、井口装置等;
B类:直管、由壬、转换接头、保护接头、常规压裂管汇、蜡球管汇等。
根据各专业施工队伍的不同使用条件及高压部件的不同类型,初步确定高压部件的检测周期和使用期限如下:
3〞高压部件实施大型压裂、2〞高压部件实施常规压裂时,高压部件检测周期及使用期限规定如下:
A类高压部件:累计承压500小时或累计过砂量2000m3进行检测;累计承压800小时予以报废。
B类高压部件:累计承压1200小时进行检测;累计承压1800小时予以报废。
(1)2〞高压部件实施大型压裂时,承压时间和过砂量按照3倍系数进行折算。
(2)3〞高压部件实施常规压裂时,承压时间和过砂量按照0.5倍系数进行折算。
(3)3〞高压部件实施大型压裂,施工压力低于40MPa时,承压时间和过砂量按照0.5倍系数进行折算。
6
(4)川渝地区压裂施工时,原则上执行川渝地区高压部件管理相关规定,或者按照1.5倍系数折算高压部件的承压时间和过砂量。
7
下井原材料
1、破胶剂添加注意事项:
从加砂开始各层段现场追加过硫酸钾,每层最后一步加入亚硫酸钠。加砂后期药量逐渐增大,楔型加入。 2、试挤暂堵剂注意事项:
1)封堵时排量要求在0..4-0.6m3/min,封堵压力要求上升2MPa以上方可起泵,否则要再次封堵。
2)如果第一条缝的破裂压力超过45MPa,且加砂过程中压力下降幅度较小,则该层段不宜采用多裂缝压裂工艺。
3)投入暂堵剂后马上起泵压裂,以防暂堵剂返出,造成压裂困难。 4)倒换蜡球管汇时,一定要停泵,严禁在高压下操作。 3、支撑剂的作用是什么? 支撑裂缝,增加裂缝的导流能力。 4、压裂液的作用?
一是水利尖劈作用形成裂缝并使之延伸。 二是沿裂缝输送并铺置压裂支撑剂。
三是压裂后液体能最大限度地破胶与返排,减少对裂缝与油层的伤害,使其在储层中形成一定长度的高导流的支撑缝带。 5、压裂常用支撑剂包括哪些?
石英砂、树脂砂、粉砂、陶粒、核桃壳等。 6、常用破胶剂的种类?
8
常用破胶剂通常为过硫酸钾和亚硫酸钠。过硫酸钾通常用作低温破胶剂,亚硫酸钠通常用作高温破胶剂和引发剂。
7、树脂包层砂是采用一种特殊工艺将改性苯酚甲醛树脂包裹到石英砂的表面上,并经热固处理制成。
8、支撑剂的物理性质包括:支撑剂的粒度组成、圆度与球度、表面光滑度、酸溶解度、浊度、密度及抗压强度。支撑剂的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。 9、理想的压裂液必须具有多种用途并满足哪些条件?
低滤失性,携砂性,降阻性,稳定性,配伍性,低残渣,易返排。 10、延迟交联有哪些好处?
使用延迟交联体系可保持地层升温状态下压裂液的稳定性。同时,延迟交联液的粘度较低,减少了摩阻,可提高注入速度,同时又降低了车组功率消耗。
11、天然石英砂的主要化学成分:
氧化硅(Si02),同时伴生少量的氧化铝(Al203)、氧化铁(Fe203)、氧化钾与氧化钠及氧化钙与氧化镁。 12、理想的支撑剂应具有哪些性质?
l)为了获得最大的裂缝支撑宽度,支撑剂应具有足够的抗压强度, 2)为了便于泵送,支撑剂的颗粒相对密度要低,最好低于2.0, 3)为了获得高导流能力,在易于泵入裂缝的前提下,支撑剂的颗粒应尽量大一些,颗粒均匀,且圆度和球度应接近于l;
4)为了避免对裂缝造成伤害,支撑剂应在温度为200℃的条件下与
9
压裂液及储层流体不产生化学作用;
5)货源充足,按体积计价格应与石英砂持平。虽然没有一种支撑剂可以完全满足上述要求,有些要求也是当前难以实现的,但随技术进步,会逐步达到。 13、支撑剂粒径选取原则?
1)支撑剂的强度,优先考虑,强度要抵抗闭合压力;
2)粒径及分布,在低闭合压力下砂子粒径越大,填砂裂缝的渗透率越高;
3)支撑剂类型及浓度影响;
4)其他因素,如质量、密度、圆度等。 14、支撑剂物理性能包括哪些?
粒径、圆度、球度、强度、浊度、酸溶解度、密度、光洁度等,其中对裂缝导流能力影响比较敏感的主要是粒径、圆度、球度和强度。 15、树脂包裹支撑剂优点:
1)树脂包裹增加接触面积,从而提高支撑剂抗闭合压力的能力; 2)树脂薄膜可将压碎的沙粒小块包裹起来,减少微粒的运移与堵塞孔道的机会,从而改善填砂裂缝的导流能力;
3)树脂包层砂总的体积密度比中高强度的陶粒低很多,便于悬浮,因而降低了对携砂液的要求;
4)具有可变形的特点,接触面积有所增加,可防止支撑剂在软地层的嵌入。
16、常用添加剂作用
10
添加剂种类 稠化剂 交联剂 杀菌剂 消泡剂 降滤失剂 降阻剂 作用 增黏溶剂,并提供可交联集团 提供交联离子,交联稠化剂 杀灭压裂基液中细菌 抑制压裂液配置过程中的泡沫形成 降低压裂液滤失量 降低摩擦阻力 黏土稳定剂 稳定黏土矿物,防止分散运移堵塞 助排剂 破乳剂 阻垢剂 复合膜剂 破胶剂
降低表面/界面张力 减少压裂液在地层的油水乳化 防止压裂液在地层的垢形成 改变储层岩石表面性质和与原油相互作用状态 破胶降解,降低相对分子质量 11
现场及异常处理
1、井下作业施工产生井喷的客观原因有哪些?
多数油、气井中有高压层和漏失层;井口设备装置,井深结构等内在的质量问题,完井固井质量问题;下井工具、封隔器胶皮失灵解封不开,起钻时造成抽吸油层,同样也会引起井喷。 2、天然气侵入井内的特点是什么? 是向上运移和体积膨胀。 3、压不开的定义解释?
目的层压不开是指地面泵入压力迅速上升到允许的最高极限压力。分为两种情况:一是目的层无注入量,二是低排量持续高压不降。 4、砂堵的定义解释?
在加砂过程中,支撑剂在裂缝中移动发生困难,导致压力大幅度上升,接近管柱最高允许压力,最终停止施工。
5、二氧化碳压裂与水基压裂相比存在哪些风险性?
答:主要表现在:一是地面管线复杂,管线密封性要求高;二是压力易骤然升高,造成事故。存在着缺氧窒息、冻伤、加浓炮弹效应、油管破裂、返排存在飞管柱等安全隐患。 6、地层吐砂的危害有哪些?
1)会导致油气层砂埋,管线砂堵,地面管汇储油罐积砂,引起油气井减产停产。
2)产出砂的主要成分为二氧化硅,硬度高,是一种破坏性很强的磨
12
蚀剂,能发生使抽油泵阀座磨损而不密封,阀球点蚀,柱塞和泵缸拉伤等问题,造成油气井停产,因其产量下降,成本上升。
3)严重的吐砂会引起突发性底层塌陷,套管受坍塌地层砂岩团块的撞击和地层应力变化的作用而产生变形和损坏,严重时导致油井报废。 7、沉砂的原因有哪些?
1)替挤过程中,由于人为计算时间不准确,替挤量达不到设计要求,使管柱中压裂砂未全部替入地层,从而形成沉砂。
2)压裂过程中,由于压裂液成胶不好,引起携砂能力下降,从而造成沉砂。
3)加砂过程中因井口设备或地面管汇破裂意外停止施工,也可能造成沉砂。
4)压裂施工的替挤过程中,混砂车出现故障而引起的沉砂 5)由于混砂车的特殊构造,它不是直通式,而是先将液和支撑剂在液斗中混合,通过砂泵打向压裂车,有时由于压裂液成胶不好或排量低时,支撑剂会沉在混砂车出口的管道中,重新起车时,如循环不净,支撑机就会被带入井筒中,这时由于刚起车没有压开裂缝,支撑剂堆积在喷砂器和油套环空中,形成沉砂。
6)压完后上提时喷砂器被打坏,返排液的时候带出支撑剂,造成沉砂。
8、地层压力与井底压力失去平衡后井下和井口会依次出现哪些现象?
井侵、溢流、井涌、井喷、井喷失控
13
9、套喷的原因有很多,主要分为四大类,试说明。 1)压裂过程中地层窜槽引起的套喷(分上窜、下窜); 2)压裂过程中由于封隔器损坏引起的套喷; 3)压裂过程中由于压断油管引起的套喷; 4)作业队管柱配错或下错引起的套喷。
10、论述施工井砂堵的几种原因及采取的应对措施?
1)压裂液性能影响。压裂液成胶不好,导致滤失过大,易造成缝端部脱砂,随着时间和砂比的增加,压力会逐渐增大,如不采取一定措施,当支撑剂堆积到一定程度时,压力会突然上升,造成砂堵。在施工压裂液滤失大的层位时,前置液的粘度要稍大于携砂液,在发现脱砂迹象时,应及时降低砂比,如果压力上升没有放缓趋势,必须果断停砂替挤。
2)错误地泵入高浓度的砂比,致使砂浓度和裂缝宽度不匹配,支撑剂在缝口附近有堵塞趋势,如果判断为此种原因造成压力上升,可尝试提高施工排量,增加裂缝宽度。
3)地层因素造成砂堵。有断层的油层、非均质性油层、天然裂缝发育的地层等容易发生砂堵现象。一般水井压裂比油井压裂发生堵井的几率高。主要原因是地层长期注水产生许多微裂缝,当压裂时,泵压大于注水压力,微裂缝会重新开启吸液,增大了压裂液的滤失量,压开的裂缝宽度不够或者形成不了有规模的裂缝,这样高砂比阶段易发生砂堵事故。
4)其他原因造成砂堵。施工过程中,由于设备、仪表故障引起的混
14
砂车供液中断、压裂车停泵、仪表车计算机系统失灵、压力传感器通道冻死等,等容易发生砂堵现象。 11、压裂管柱解封困难的处理方法?
1)封隔器质量不好造成在高压作用下胶筒不收缩,而导致封隔器不解封,应注意:
一是在配压裂管柱时,用合格的封隔器,保证质量,切忌不能重复使用;
二是保持压裂管柱干净,无沉砂,无死油,无污染; 三是认真做好井口的密封工作,保证套压不泄漏; 四是计算好压裂施工的替挤量,保证管柱卡具内无支撑剂。 2)封隔器的水嘴被堵死,导致封隔器不收
这种情况并非是封隔器的质量问题,而是因为封隔器的胶筒内憋有压力,无法释放出来。
处理方法:正向大排量向地层注入压裂液,然后停泵,瞬间憋放,再活动管柱。这种方法是将封隔器水嘴的堵塞物在憋放过程中排出,使胶筒内的压力释放,封隔器收缩。 3)地层窜槽导致管柱活动不开
发现地层窜槽,立刻停砂替挤,确认套管内无支撑剂后,活动并上提管柱。
4)多层压裂时压力偏高,导致封隔器塑性变形,不能收缩,而使管柱活动不开
为减少这种现象发生,在施工过程中,应选用质量好的封隔器,
15
并控制施工压力,在封隔器能承受的压力范围内施工。
5)作业施工过程中,油套环形空间掉下落物卡住封隔器,导致管柱活动不开
封隔器胶筒与套管内壁之间的空隙很小,如果在作业施工过程中,不慎掉入异物,刚好卡在封隔器上,将给活动管柱带来困难,表现在油管只向下移动,向上遇阻。 6)套管变形,导致管柱活动不开
遇到这种现象,在多次活动管柱无效时,只能将上封隔器以上管柱倒扣提出,然后用胀管处理变形的套管,最后再将下封隔器捞出。 封隔器不解封的原因还有很多,其主要原因还在封隔器质量和压裂施工工序上,只要提前预防,正确处理,活动管柱的难题也会迎刃而解。 12、为什么有时会出现压不开的现象? 产生压不开的现象有如下几种原因
1) 管柱下入位置有错误,封隔器卡在未射孔井段上; 2)射孔质量差,通道过少,地层吸液阻力大; 3)油管或是地面管线有堵塞物造成卡阻; 4)地层渗透性差,吸液能力太低;
5)钻井过程中造成泥浆污染油层,泥饼堵住地层孔道; 6)井下工具失效。
13、怎样解决和处理沉砂事故?
首先,如果发现及时,那么我们应以小排量向井内注入压裂液,观察压力的变化,观察在不超压的基础上有没有注入量,这是一个比较长
16
的过程,一定要有耐心。
其次,如果在小排量注入过程中,压力急剧上升,无注入量,可以执行在一定压力下放喷,即在高压下打开放空闸门,然后迅速关闭放空闸门。
再次,如果以上两个方法都不奏效,可以试一试反洗,即将管柱活动开后,将压裂管汇连接到套管上,打开油管,向套管的环型空间内注入压裂液,将油管内的压裂砂反洗到地面。
最后,如果以上方法都不行,那么就必须尽快活动管柱,活动开后,起出管柱,重新丈配,下入第二趟压裂管柱,进行补压。 14、分析压裂施工中套压突然上升的原因?
压裂施工中产生套压突然上升的原因通常有如下几点: 1)套管外地层串槽; 2)油管刺漏; 3)上封隔器损坏。
15、压裂过程中管线发生刺漏如何处理?
遇到压裂管线发生刺漏的时候,一定要酌情慎重处理。如果在某一台压裂车与高压管汇之间的连接管线发生刺漏,可将此车停下来,在降低砂比的情况下,将高压管汇上的闸门关闭后再进行处理。如果在井口等处有严重刺漏时,就应该停止加砂进行反洗,在清除井内沉砂后再进行处理。总之,处理管线刺漏必须在保证井内不被砂堵的情况下进行。 16、沉砂
17
1)替挤过程中,由于人为计算时间不准确,替挤量达不到设计要求,使管柱中压裂砂未全部替入地层,从而形成沉砂。
2) 压裂过程中,由于压裂液成胶不好,引起携砂能力下降,从而造成沉砂。
3)加砂过程中因井口设备或地面管汇破裂意外停止施工,也可能造成沉砂。
4)压裂施工的替挤过程中,混砂车出现故障而引起的沉砂 5)由于混砂车的特殊构造,它不是直通式,而是先将液和支撑剂在液斗中混合,通过砂泵打向压裂车,有时由于压裂液成胶不好或排量低时,支撑剂会沉在混砂车出口的管道中,重新起车时,如循环不净,支撑机就会被带入井筒中,这时由于刚起车没有压开裂缝,支撑剂堆积在喷砂器和油套环空中,形成沉砂。
6) 压完后上提时喷砂器被打坏,返排液的时候带出支撑剂,造成沉砂。
17、怎样解决和处理沉砂事故。
首先,如果发现及时,那么我们应以小排量向井内注入压裂液,观察压力的变化,观察在不超压的基础上有没有注入量,这是一个比较长的过程,一定要有耐心。
其次,如果在小排量注入过程中,压力急剧上升,无注入量,那么我们可以执行在一定压力下放喷,即在高压下打开放空闸门,然后迅速关闭放空闸门。
再次,如果以上两个方法都不奏效,那么可以试一试反洗,即将
18
管柱活动开后,将压裂管汇连接到套管上,打开油管,向套管的环型空间内注入压裂液,将油管内的压裂砂反洗到地面。
最后,如果以上方法都不行,那么就必须尽快活动管柱,活动开后,起出管柱,重新丈配,下入第二趟压裂管柱,进行补压。 18、采取“憋放”仍有压不开现象时,必须进行如下工作才能进行下步施工:
1)检查油管记录,落实管柱卡点深度;
2)起出管柱核实深度,检查管柱是否有堵塞,检查油管和下井工具是否正常工作;
3)发生砂堵的层段,加砂量没有达到规定的要求的,要采取措施重新压裂。
19、“窜槽”后,应进行如下工作: 1)进行循环,替净井筒内砂子,以防砂卡 2)检查油管记录,落实压裂管柱卡点深度 3)验证封隔器工作情况
4)起出压裂管柱,何时管柱深度,检查油管和下井工具是否正常工作
5)核实深度无误,下井油管和下井工具工作正常的情况下,下验窜管柱进行验窜。
20、当工作压力大到管柱的最高承压而不能压开层位时,应采取反复憋放法,是地层形成裂缝,但憋放次数不能超过5次。
19
工艺基础知识
1、多裂缝工艺的定义?
在一个压裂层段内,先压开吸液能力大的层后,在低压下挤入高强度暂堵剂将先压开层的炮眼堵住,待泵压明显上升后,再起动泵车压开第二个层,然后再堵第二个层,再压第三个层,这样可以在一个层段内形成多个裂缝,以提高层段的导流能力。 2、限流法压裂施工的工艺原理?
通过严格限制炮眼的数量和直径,并以尽可能大的注入排量进行施工,利用压裂液流经孔眼时产生的炮眼摩阻,大幅度提高井底压力,并迫使压裂液分流,使破裂压力接近的地层相继被压开,达到一次加砂能够同时处理几个层的目的。
3、限流法压裂施工适应的地质条件?
适用于纵向及平面上含水分布情况都较复杂,且渗透率比较低的多层薄油层的完井改造。 4、有效渗透率的定义?
在多孔介质中如有两种以上的流体流动,则该介质对某一相的渗透率称之为有效渗透率。
5、K344-114封隔器中K代表扩张,Y344-114封隔器中Y代表压缩。 6、破裂压力如何计算?
1)直井:瞬时停泵压力+(射孔底界—射孔顶界)/2*100;
2)水平井:瞬时停泵压力+垂深。
20
7、如井下有封隔器,压裂时套管平衡压力一般采用地面泵压的多少? 1/3~1/5。
8、任意时间段的混砂比计算公式?
砂量平均混砂比=平均混砂比=排量*时间% ,该式为石英砂(密度0.64*砂量1.67×103Kg/m)混砂比计算公式,如果为其它支撑剂,则视其密度,式中系数作相应变化。
9、压裂施工时液体的流动过程:压裂液罐-混砂装置-压裂泵车-管汇-地面管线-井口-井下油管-喷砂器-油套环空-射孔炮眼-地层。 10、油管压裂的特点?
大多数压裂施工是通过油管进行的。油管泵注的优点是有利于保护套管,相对于油套环形空间泵注或套管泵注而言,在相同的排量下,能保持较高的流速,减少或避免在井筒内脱砂,以及便于压后的井下作业。缺点是产生的高沿程摩阻将增加地面泵压、使泵注排量受到限制且要消耗大部分设备功率。因此,油管的尺寸、规范、钢级及抗拉、抗内压等性能是确定泵注排量、地面泵压、井口装置、需用功率以及安全作业必须考虑的重要因素。
11、压裂结束,要关井一段时间。关井时间长短取决于最后泵入胶液的破胶时间和裂缝闭合时间。
12、体积压裂:通过水力压裂对储层进行改造,在形成一条或多条主裂缝的同时,使天然裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移,实现对天然裂缝岩石层理的沟通,形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂缝网络,从而将可以进行渗流的有效储层打碎,实现长宽高三维方向的
21
全面改造,增大渗流面积及导流能力,提高初始产量和最终采收率。 13、复合膜剂工作原理:当复合膜剂溶液进入油层后,膜剂分子将在油膜局部脱落的岩石表面上吸附形成纳米级超薄分子膜,改变储层岩石表面的性质和它与原油相互作用的状态,使原油在压裂液冲刷的空隙的过程中轻易剥落和流动而被驱替出来从而提高驱油效率,增加油井产量。
14、裂缝闭合压力的定义?
1)开始张开一条已存在的裂缝所必须的流体压力; 2)使裂缝恰好保持不致于闭合所需要的流体压力。 15、压裂用地面工具主要有哪些?
封井器、控制阀、投球器、活动弯头、 由壬、蜡球管汇、压裂管汇等,为井口以上地面控制类工具。
16、大庆长垣背斜构造带因为都聚集了石油,又分别称为7个油田,从北向南依次是什么?
喇嘛甸、萨尔图、杏树岗、高台子、太平屯、葡萄花和敖包塔构造。 17、活动弯头的作用是什么?
改变施工中管线的连接方向和便于管线的连接。 18、水力压裂(简称压裂)的定义?
水力压裂是油气井增产、注入井增注的一项重要技术措施。它是利用地面高压泵组,将压裂液以大大超过地层吸收能力的排量注入井中,在井底造成高压,并超过井壁处的地层闭合应力及岩石的抗张强度,使地层破裂,形成裂缝。继续将带有支撑剂的液体注入缝中,使此缝
22
向外延伸,并在缝内填以支撑剂,停泵后地层中即形成有足够长度和一定宽度及高度的填砂裂缝。 19、缝网压裂的定义?
一般在直井中,通过大排量注入低粘度液体(清水),在较高的注入压力条件下,迫使地层在近井附近产生多条裂缝,这些裂缝在延伸过程中,进一步沟通储层内的天然裂缝,最后形成纵横交错的复杂裂缝网络系统,实现将储层”打碎“的目的,最大限度提高油气渗流到井筒的流动能力。 20、交联剂的定义?
决定压裂液粘度性质的主要因素之一,与稠化剂发生交联反应,使体系进一步增稠形成冻胶,成为典型的粘弹流体,粘弹性能的好坏直接影响压裂液的造缝能力及携砂能力。 21、交联剂通常有哪些类型?
高温交联剂为有机硼,低温交联剂为硼砂。 22、破裂压力定义解释?
使地层产生水力裂缝或张开原有裂缝时的井底流体压力。地层破裂压力与岩石弹性性质、孔隙压力、天然裂缝发育情况以及该地区的地应力等因素有关。
23、地层压力:地下岩石孔隙内流体的压力。
24、井底压力:指地面和井内各种压力作用在井底的总压力。 25、压井:从地面向井筒内注入密度适当的液体,使井筒里液柱造成的回压与地层压力平衡,阻止地层中的油、气、水流到井筒而喷至地
23
面的这一过程。
26、有效厚度:是指油气层在目前经济技术条件下具有产出工业性油气的实际厚度。
27、地层温度:是指地层在静态无干扰条件下所具有的温度。单位以℃表示。
28、隔层:隔层也称为阻渗层,就是储层中对流体能起遮挡作用的岩层。一般将油层之间或者开发层系之间的这种岩层称作隔层,而把小层内的岩层称作夹层。
29、天然气的特性:密度低,可压缩,可膨胀,可燃,易爆。 30、简述压裂施工工艺流程
循环→试压→试挤→压裂→加砂→替挤→扩散压力→施工结束。 31、压裂施工前,循环车组的目的? 1)检查压裂车组设备性能。
2)将所有设备内残余的支撑剂冲洗干净,避免将其带入井内造成沉砂。
3)防止地面管线中的脏物进入压裂管柱污染油层或造成其它异常情况。
32、常用压裂管柱的规格有哪些?
1) 73mm(27/8in)油管:外径73mm,内径62mm。内容积3.019L/m,外容积4.185 L/m。
2)89mm(31/2in)油管:外径88.9mm,内径76mm。内容积4.536L/m,外容积6.207 L/m。
24
33、喷砂器的作用:向地层喷射砂液,造成节流压差,保证封隔器所需的坐封压力。
34、大庆长垣的原油属于石蜡基原油,含蜡量达20%~30%,凝固点为23~32℃,含硫量低,一般小于0.1%。 35、前置液用量一般为携砂液量的25%--50%。 36、压裂施工前应检查的项目?
1)井场准备情况检查。主要考虑是否有足够大的场地并方便施工车辆进出。它对施工进展、施工质量及安全都很重要。
2)设备准备情况检查。要求施工设备使用状态良好,能完成现场施工,现场还必须备有足够的易损件。
3)下井原材料检查。主要是指压裂液和支撑剂的检查。检查压裂液细菌污染情况及胶凝物的水化和交联性能。
4)对管汇及地面管线各阀门检查。施工前应对管汇及地面管线上的各阀门的开、关进行检查(在冬季应用蒸汽刺通),在确认其开、关正确后方可进行下一步施工。
37、井场车辆摆放,在保障人员、设备安全的前提下考虑风向,车组到井口距离?
在井口上风处摆放,高压管汇初端到井口的距离应大于40m。 38、测试压裂的目的?
也称为小型试验压裂,采用小体积,且与正式压裂相同的压裂液进行不加砂压裂试验。其目的是通过小型压裂测试来确定流体滤失特性、压裂液的有效利用率及裂缝形成和延伸扩展压力的特性及摩阻大小。
25
根据测试求得的能够及时调整压加压裂前置液用量和排量,施工规模应根据小型压裂结果进行调整。
39、压裂施工中怎样判断油层是否形成裂缝?
根据压力与排量的变化判断油层是否形成裂缝,在压裂时,随着排量的上升,压力也随着上升,两者之间保持着一定的比值关系。但是当裂缝形成时,它们之间原来的比值关系就被打破。这时可能会出现两种情况,第一,排量上升泵压迅速下降。第二,排量上升压力不变,这时就可以判断油层已被压开裂缝。 40、压裂施工中前置液阶段加粉砂的目的?
由于天然裂缝的存在,压裂液会大量滤失,致使支撑剂难于向裂缝深处推进,堆积在裂缝某个位置,造成砂堵,导致水力压裂失败、为解决此问题,通过在前置液阶段加入粉砂,来堵塞狭窄的天然微裂缝,迫使压裂液进入人工主裂缝,进而提高压裂液的使用效率。从压裂施工成功的角度说,粉陶用得越多越容易控制天然微裂缝的滤失,但粉陶过量会影响压裂效果,量少又达不到降滤失的效果。 41、请简述压裂液滤失对施工的影响。
压裂液滤失是正常的, 但滤失过多会产生诸多不利影响。首先, 在注入液量不变的情况下, 压裂液滤失量越大形成的裂缝体积越小, 液体滤失会减小裂缝宽度和裂缝长度, 裂缝越窄压裂液的剪切降解作用越大。其次, 在压裂施工过程中, 携砂液的滤失会使缝中砂浓度增加, 当增加到一定程度时会出现砂堵, 使施工压力急剧上升以致被迫停泵或出现完全事故。最后, 如果使用的压裂液与地层岩矿组成、
26
地层流体性质配伍性较差, 还会发生粘土膨胀、微粒堵塞等现象, 使地层中和填砂裂缝内出现渗透率降低等的污染伤害问题。 42、压裂施工后为什么要替挤?
为了把携砂液全部挤入油层裂缝,所以要进行替挤。顶替液的用量十分关键,替挤多了会把支撑剂推向地层深部而使井筒附近的地层裂缝闭合,从而影响了压裂效果。替挤少了又会使支撑剂残留在井筒里易造成砂堵事故。所以压裂施工加砂完毕以后,必须要适量进行替挤。 43、套管压裂的特点?
如果选用套管环形空间或油套管合注的方式压裂,套管的每一部分都需要承受最高的施工压力;如果井内下有封隔器,封隔器以下的套管也必须能够承受最高的施工压力。因此泵注排量的极限与地面泵压的极限取决于套管允许的抗内压强度。与油管泵注比较,使用套管压裂的优点是沿程摩阻小、地面泵压低、泵注排量大,在相同的地层条件下,同一排量可节约设备功率,降低施工成本。 44、井口装置的作用?
井口装置的作用在于连接地面压裂车组与井筒内的油套管柱,使压裂车泵出的流体通过井口沿井下管柱泵入地层。因此,井口装置的承压能力影响泵注排量与地面压力极限的选择与确定,施工时应考虑到这个因素。
45、射孔状况对压裂的影响有哪些?
射孔孔眼是沟通井筒与地层的通道。压裂施工时,压裂流体需经孔眼进入地层,压后,油气流也要经过孔眼进入井筒。因此孔眼的分布、
27
尺寸、相位角以及穿透深度等射孔状况,对压裂设计非常重要。 46、油气井低产的原因?
1)近井地带渗透率严重下降。油气进入井内必须经过近井地层,当井底附近的渗透率下降时,即使油气层仍有大量可采油气,生产井也会失去开采能力。
2)油气层内虽有大量可采油气,但由于地层渗透低,用一般完井方法不能获得有经济价值的油气产量,在这种情况下压开深穿透裂缝,扩大油气渗透面积,提高产量。
3)地层中油气压力都己枯竭,即油气层剩余能量不足以驱替出更多的原油,这时仅靠压裂增产效果一般不佳。 47、压裂选井的一般原则
1)低渗透致密储层需要进行较大规模的压裂处理
如果地层过于致密,渗透率较低时,即使油层压力高或近井地带也无堵塞,而且储量较大,产量也不会高,这时只有采用压裂才能进行经济有效的开采。
2)油层压力衰竭时不宜压裂
油层能量是否衰竭,通过分析井的压力恢复曲线求出油层静压,如果油层压力较低,可采储量也较低,则不宜压裂,压裂欠压储层,产量短时间可能上升,但随即迅速下降,不能获得好的经济效益。 3)用渗透比值预测压裂效果,确定是否压裂
将压裂前的渗透率与压裂后的渗透率相比,如果很小,说明近井地带渗透率下降,需进行压裂处理。
28
4)通过确定污染比,确定是否压裂
如果表皮系数S为正且数值很大,说明污染很严重,需采取压裂等增产措施。压裂选层一般要考虑的因素是地层的渗透率、孔隙度、含水饱和度、油水接触状况、遮挡层的厚度和致密性。选层主要方法是基于裸眼测井的评价和预处理流动试验和邻井资料。 48、施工排量的选择
1)根据造缝机理,压开地层是因为压裂液在井底憋起高压造成的,因此,选择施工排量时。必须首先考虑的是所选排量应大于地层的吸液量:
2)选择施工排量必须考虑的第二个因素是在不同的排量下所需的压裂液用量,实践表明,当滤失系数一定时,欲压开一定大小的裂缝,采用较高的施工排量可减少所需的压裂液用量,并且施工排量大时,可提高液体效率,并有利于保护地层,提高效果。
3)选择压裂施工排量时要考虑的第三个因素是摩阻压力,排量越大,射孔孔眼产生的摩阻和井筒摩阻越高,因此所需的井底施工压力越高,对施工设备的要求也就越高。
4)考虑的第四个因素是裂缝的高度。施工排量太大,极有可能导致裂缝窜层,特别是产层和水层之间的遮挡层不足够致密,其厚度不够大时,高排量是很危险的。施工排量太小时,又不能充分压开产层的有效厚度,特别是对于多产层时,施工排量高无疑是有利的。此外,施工排量高也有利于支撑剂输送。 49、压裂液的类型主要分为几类?
29
油基压裂液、水基压裂液和泡沫压裂液三种,水基压裂液由于成本低、使用安全而得到广泛应用。目前世界上约有70%以上的压裂作业采用胍胶和羟丙基胍胶水基压裂液,泡沫压裂液约占总用量的25%,而油基压裂液使用很少,占5%。
50、按压裂作业中不同工艺作用分,压裂液可分为几种类型? 1)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,与堵球配合,疏通压裂井段的射孔孔眼。对于出液剖面,若证实孔眼射开并均通畅,这一工序可省略。
2)前置液。前置液的作用是压开地层并造成一定几何尺寸的裂缝,以便于后面携砂液的进入。在温度较高的地层里,它还可以起到一定的降温作用。有时为了提高前置液的工作效率,在前置液中加入一定量的细粉砂,以堵塞地层中的微隙,减小液体的滤失。前置液一般是交联压裂液。注入前置液时,可以开始加入溶解性或不溶解性降滤失剂。前置液用量一般为携砂液量的25%--50%。
3)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为冻胶前置液的三分之一。使用粘温性能与地层温度相适应的压裂液时,此工序可以省略。
4)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,
30
这些少量液体称为前垫液。根据试验,若无需使用此类添加剂或这些添加剂可以与前置液配伍同注,此工序可以省略。
5)携砂液。携砂液即含有支撑剂的砂浆。其作用是将支撑剂带入裂缝中,并将支撑剂填在裂缝内预定的位置上。和前置液一样也有造缝及冷却地层的作用。携砂液由于需要携带密度很高的支撑剂,必须使用交联压裂液。携砂液是完成压裂作业,评价压裂液性能的主液体。携砂液量根据地层情况、液体性能和改造规模综合设计而定。 6)顶替液。用顶替液将携砂液全部顶入地层裂缝,以免发生沉砂。 51、大型压裂用压裂液的特点?
大型压裂具有耗时长,用液量大的特点,这就要求其压裂液具有很好的抗剪切性能,以保证其良好的携砂能力。过渡金属聚合物键对剪切作用非常敏感,高剪切使过渡金属交联液发生不可逆降解。不同于硼酸盐交联,一旦过渡金属交联与聚合物之间的键断裂,就不能再复原。因此,在管道高剪切区不希望产生交联作用,以免引起粘度的不可逆损失。在这种情况下,使用延迟交联压裂液,通过控制延迟剂的加入量来控制其交联速度,使交联反应在压裂过程中不发生在高剪切区,将剪切降解减至最小。 52、助排剂的作用?
用助排剂降低压裂液破胶液的表面张力、增加能量,促进其返排,减少对油层的污染。
53、泡沫压裂液基本类型及特点?
泡沫压裂液是将气体(一般为N2或CO2)加入水基液或油基液中形成
31
一种较为稳定的气液两相物质作为压裂液。泡沫所含有的压缩气体在返排时消耗掉,并迫使液体流出裂缝。所以泡沫压裂液是适用于低压储集层、能迅速返排的优良液体。 54、平衡压裂特点?
根据压力平衡原理,采用平衡压裂管柱将薄隔层相邻的压裂层和平衡层分别卡在不同的卡段内,施工时向管柱内注入预前置液,封隔器坐封将压裂层与平衡层分隔开,使二者处于同一压力系统内,在平衡层和压裂层建立近似相同的压力。预前置液注入后投球打套,由平衡
器控制平衡层进液不进砂,然后,对目的层进行压裂改造。施工中由于平衡层与压裂层处于同一压力系统,薄隔层上下的压力趋于平衡,从而保证薄隔层在压裂过程中不被压窜。 55、选择性压裂工艺原理?
利用油层内不同部位或各油层间吸液能力不同的特点,通过投入暂堵剂将渗透率高、吸液能力强、启动压力低的高含水部位、层或人工裂缝暂时封堵,迫使压裂液分流,从而在其它部位或层内压开新裂缝,达到选择性压裂的目的。 56、平衡限流压裂工艺原理?
在压裂层段上部或下部具有厚度小的薄夹层时,为防止压裂层段与高含水层在高压下窜通,在压裂过程中通过对高含水层射孔进行平衡限流,达到顺利压开油层的目的。
32
57、脱砂压裂工艺原理?
脱砂压裂是利用压裂液的滤失特性,在压裂过程中,当裂缝扩展到预定的长度时,在裂缝端部人为地造成砂堵,从而阻止裂缝进一步扩展。 58、水平井多段压裂工艺?
是通过在水平井的水平段进行射孔、压裂,形成高波及效率的与井筒垂直(或平行)的水力压裂裂缝的工艺技术。 59、CO2泡沫压裂技术简述?
CO2压裂工艺技术是80年代以来发展起来的新工艺技术,它是以液态CO2或CO2与其它压裂液混合,加入相应添加剂,来代替常规水基压裂液完成造缝、携砂、顶替等工序的压裂工艺技术。 60、二氧化碳压裂施工与水基压裂相比有哪些特点?
二氧化碳压裂施工与水基压裂相比存在更大的风险性,主要表现在:一是地面管线复杂,管线密封性要求高;二是压力易骤然升高,造成事故。存在着缺氧窒息、冻伤、加浓炮弹效应、油管破裂、返排存在飞管柱等安全隐患。
61、压裂过程中,压裂液向地层滤失是不可避免的。压裂液滤失到地层受三种机理控制:压裂液的粘度、油藏岩石和流体的压缩性、及压裂液的造壁性。 62、喷砂器的作用: 1)向地层喷砂;
2)造成节流压差,保证封隔器所需的作封压力。
33
63、压裂选井的一般原则:
1)在油层渗透性和含油饱和度低的地区,应优先选择油气显示好,孔隙度、渗透率较高的井;
2)有油气显示,但试油结果较差的井; 3)油气层受污染或被堵塞的井; 4)注水见效区未见效的井;
5)注水未见效区内应选择油层与注水层位一致的井; 6)储量大、连通好、开采情况差的地区的井; 7)不能满足配产配注的油水井。 64、压裂选层的一般原则:
1)油层要有足够的含油量,即含油饱和度要高; 2)油层要有充足的能量,即要有足够的地层压力; 3)岩石的渗透性要好;
4)压裂后能在井底附近地层形成一条或数条高渗透裂缝通道。 65、水力压裂的作用:针对单井1)解除近井地带污染2)增大储层的渗流面积3)降低储层流体流动阻力4)改变渗流方式;针对油田1)提高采油速度2)提高采收率3) 调整层间和平面矛盾
66、水力压裂裂缝延伸方位总是垂直于最小主应力。因此,水力压裂裂缝一般有垂直裂缝和水平裂缝两种形态 。
67、大庆油田长垣内部1000米左右的油层以水平裂缝为主,体现了构造的特殊性。大庆外围油田油层裂缝形态以垂直缝为主。 68、
34
69、
70、大庆长垣属于河流三角洲沉积,纴向小层多、隔层薄,层间差异大;平面相变剧烈,非均质严重;长垣外围:以三角洲水下分流河道沉积为主,纴向分散、横向不连续,砂体规模小。 71
35
、
36
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容