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江苏诗迈机械有限公司
 
 
  压裂施工准备
   
 

油层压裂是一种大型的油井作业,是复杂而又多工种的联合施工。它要求许多单位根据油井的具体情况及施工内容,给予密切的配合,以保证施工时间的紧密衔接。
毛主席教导:“不打无准备之仗,不打无把握之仗,……”。为了对一口井进行施工,有许多单位要为油井施工做准备。一般油层水力压裂施工准备工作包括:井况调查、资料准备、油井准备、工具、材料准备等。只有将这些准备工作做好,才能为施工的顺利进行创造良好条件。
一、井况调查与资料准备
根据地质设计所提供的井号,对施工井进行一次调查,调查的目的是对油井的现状作一次全面的了解,做到心中有数,为施工准备提供依据。调查的内容大致包括:通行车辆的道路、井场状况、有无井架、采油树类型、有无不压井装置、井内是否有落物等。
通过调查决定施工内容、处理措施,工具和材料准备的数量与规范等。
为了掌握油井的生产动态,找出油井低产的原因与层位,以及对比压裂前后的效果,施工前应对油井进行试井。试井的内容包括:
(1)油井分层产量的测定;
(2)见水层位与含水量的测定;
(3)静压与流压的测定;
(4)油层出砂情况及井底砂面高度的确定;
(5)微井径的测定;
(6)洗井液水质的分析与鉴定。
上述工作的完成将为确定压裂层位及施工设计提供可靠的资料。
二、器材与物资准备
根据施工的规模及要求,对施工所需用的器材与物资做好充分准备。压裂施工井所需用的器材与物资,除一般油井作业所需设备之外,还应包括如下内容:
(一)压裂液与容器
压裂液的数量应根据设计要求而定。一般情况下,压裂液的准备数量应比实际用量多20%左右。
为了使压裂车有较好的上水效率,在使用一般类型压裂液时,应保持一定温度,而且各个罐及罐内各点的温度要求一致,使压裂液有较好的流动性。如果使用高粘度压裂液时,压裂液应具备良好的流动性能或采取一定的措施。
要求压裂液应干净、无杂质。用原油做为压裂液时,应使用脱气原油、无水原油。
储存压裂液的容器要求跺持清洁,罐底的泥砂、杂草应定时清洗。为便于上述工作的进行,在罐上应有入孔。为了保证冬季施工,还应有加热盘管,以便温化压裂液。罐出口应采取特殊保温措施。
油罐出口应有一定的大小,以满足施工时最大排量的要求。同时油罐出口在油罐的最下部,这样可以保证压裂液最大限度的使用。
(二)支撑剂
目前现场使用最多的支撑剂是石英砂,其数量和规格根据设计要求而定。支撑剂应存放在混砂车上砂最方便的地方。
在现场使用支撑剂时应注意以下几个方面:
(1)检查送到的支撑剂数量和规格是否符合设计要求;
(2)不同规格的支撑剂应分别存放;
(3)支撑剂中不要混入杂物、石块、泥土等;
(4)支撑剂应保持干燥,不要被雪水潮湿,以防影响混砂效果。
(三)井架和设备
油井进行压裂时,所用井架与设备的类型应区别于其它井下作业。为了解除施工过程中的意外事故,需要有一定承载负荷的井架,设备要有足够的提升能力。井架和设备类型应根据具体情况而定。
(四)安全防火器材
压裂施工是一种大型油井怍业,需用的设备器材多;同时整个的施工又是在高压状态下进行的,而且有的压裂液属易燃油类,所以施工安全是施工准备中必不可少的工作之一。
为了防止火灾事故的发生,施工现场严禁明火和吸烟。施工时应关闭油井加热炉,同时井场应具备消防车、防火砂、防火桶、灭火机等。
为了避免因压裂管线憋爆而造成伤亡事故,各压裂车应备有安全阀。压裂管线事先进行试压检查,并且在施工中高压管线区严禁非岗位人员接近。
三、油井的准备
油井的准备一般包括井筒的清理与处理、井下管柱的更换及井口装置的安装。
(一)井筒的清理与处理
针对井况调查结:果提出相应的措施。如果井内有落物,必须首先打捞,如砂面高度不符合地质要求,则必须进行冲砂。
如果井筒内套管有严重变形时,必须修复后才能施工。
另外有一些井泥浆堵塞非常严重,这样会大大提高压裂时的破裂压力。对这类井还应采取一些预处理的措施,以降低压裂时的破裂压力。处理方法有热洗、酸化、抽汲等。
如因射孔质量不好,井内未被射开或射孔不完全,必须重新射孔或补孔后方可施工。
油水井中如果发现油层之间有串槽的现象,应首先进行封串措施然后方可施工。
以上各项工作完成以后,油井的清理与处理工作即告结束。这些工作多半是由修井队去完成的。为了保证施工的顺利进行,并取得良好的效果,在完成上述工作的同时,应详细记录各种数据,以供施工时参考和压后分析效果之用。
(二)压裂管柱的调换
由于压裂工艺的不断发展,过去的全井笼统压裂工艺,已不能适应生产的要求,目前多采用分层压裂工艺。在进行分层压裂时,井内要求下入必要的井下管柱。不同地区,不同井深,不同层位,所需要的管柱类型也各不相同。
各油矿所使用的管柱类型,一般可以分为两大类,即中深井压裂管桂和深井压裂管柱。它是根据使用井的深度而分类的,而每一种类型的管柱又是由数量不等的井下工具而组成的。
压裂用的井下管柱,要求能够下得去,起得出,卡得准,封得严。工艺上要能满足不堵、不卡、不顶、不窜、耐高压和保护套管等项要求。对于下井的工具,则要求结构简单、动作可靠、使用方便。
1.中深井压裂管桂
中深井压裂管桂一般分三种结构:
第一种是以水力压差式封隔器为主的压裂管柱。
管柱配合为:水力锚+475—9水力压差式封隔器+喷眇器(带滑套)+475—9水力压差式封隔器+……+丝堵(或底部循环凡尔)。
第二种是以支柱式可洗井封隔器为主的压裂管柱。
管柱的配合为:油管+可洗井封隔器+短节+可洗井封隔器+尾管(或筛管)。
第三种是以水力机械式封隔器为主的压裂管柱。
管柱的配合为:安全接头+水力锚+带眼循环凡尔(带内套)+水力机械式封隔器+……+丝堵(或底部凡尔)。
2.深井压裂管柱
深井压裂管柱一般也分为三种结构。
第一种是以川752封隔器为主的压裂管柱。配合为:水力锚+川752封隔器+工作凡尔+球与球座+筛管。
第二种是以475-9封隔器为主的压裂管拄。
配合为:水力锚+安全接头+475—9封隔器+喷砂器475—9封隔器+水力锚+凡尔。
第三种是以封隔器为主的压裂管柱。
配合为:安全接头+循环凡尔+防砂皮碗+上封隔器+喷砂器+防砂皮碗+中封隔器+喷砂器+丝堵。
对下井管柱的调换,应根据设计的要求进行。各类管柱下井前应仔细检查每一工具的完好程度、规范、类型、数量、上下位置。对下入的深度一定要做到班长、记录员、干部三对口,确保工作准确无误。
自喷井进行管柱调换时,如井下管柱有工作筒,应采用不压井、不放喷作业,其工序为:
(1)给油管内打入清水,清水量可根据井下管柱的尺寸及深度计算而得,投堵塞器进行憋堵,使油、套隔绝。
(2)换不压井起下井口装置,即抬掉采油树,换装不压井起下井口装置。
(8)倒出油管头,起出井内全部油管。
(4)将已组装好的压裂管柱下到设计位置。
下井管柱在下井前应对每根管子进行检查,看有无裂痕、砂眼、变形或丝扣撞坏的现象,并应及时更正、调换。联接丝扣时,应按标准将丝扣上满上紧。以防在液体的高压作用下使丝扣脱落,造成事故。
压裂管柱的选择与下井操作,是整个压裂过程中重要的一环,对压裂施工的顺利进行起着重要的作用。所以对这项工作应给予足够的重视。
(三)井口的组装
压裂管柱调换完毕后开始进行压裂井口的组装。
由于压裂是在高压情况下作业,因此,井口装置必须适应高压作业的需要。根据各油田不同的压裂压力,压裂井口装置大致分为三种类型。
第一种当破裂压力比较低时,采用上海250大气压卡箍采油树即可满足压裂要求。当采用滑套压裂时,井口还需装一个投球器。
第二种是不压井不放喷压裂井口装置。在有条件的地方,自喷井压裂应推广使用不放喷不压井井口装置。在进行滑套压裂时,井口应装投球器。
第三种为高压井口装置,这种井口通常是在破裂压力和工作压力都比较高时采用。
四、井场布置与管线联接
井场布置与管线联接的原则是满足压裂施工工艺的要求,做到工作方便,安全可靠。
(一)井场布置
压裂井场地面布置的基本原则是:轻便化、由壬化、简单化。在工艺上要求做到:压得进、洗得通、可随意控制每台车,并备有安全装置。
压裂井场的地面流程归纳起来应由以下的四部份组成,高压区、低压区、井口区、附助区。在整个地面流程中是以高压区为核心而向外展开的。所以,在选择井场布置时,首先应确定高压区的位置。根据施工的特点,对于油井压裂时,高压区一般应距离井口稍远一些,防止意外事故的发生。
为了对地面流程较详细的了解,下面将分区加以介绍。
1.高压区
高压区的范围包括从压裂车出口经高压管汇直至通向井口的部份,是施工时地面承受压力最高的部份。
压裂车出口与管汇的联接类型,根据各油矿具体情况而定。目前归纳起来有如下三种类型:管汇车、高压管汇、井口管汇。
第一种是将各压裂车的出口汇集在一个装有高压管汇的车上,然后再由一个出口通向井口。
第二种是将各压裂车的出口,汇集在一个管汇上,然后再由一个出口通向井口。
第三种是各压裂车的出口直接汇集在井口的汇集管汇上,然后直接通向井下。
不管采用那种管汇,都必须满足以下要求:
(1)必须承受高压,管汇的破裂压力应为压裂时最高压力的1.5~2倍。
(2)管汇与各压裂车的连通部份应装有间阀或单向阀,其目的是控制每台压裂车。
(3)管汇上应避免直角弯头,具有足够的管汇尺寸,尽量减少汇集后液体的流动阻力。
为此,对管汇应有严格的检查和保养制度,首先在组装后应进行试压。在使用过程中,由于管汇受到高速含砂液体的冲击,磨损非常厉害。因此,应根据施工井次或通过砂量的多少规定检查制度。检查被含砂液体冲击部位的磨损状祝,然后根据磨损情况给予调换。同时对平板闸阀或单向阀也应定期检查或保养。保证做到施工时的安全与不刺不漏。
2.低压区
低压区范围包括油罐与混砂车之间的联接部分和压裂车之间的联接部分。由于它们在工作时所承受压力比较低,而且又比较集中,所以称为低压区。
对低压区联接类型提出的要求是:有足够的液压流通面积,施工时可以随意倒罐,联接管线应尽量地短,而且防止过多的回弯,联接管线要有抗油性能,保证在使用时不脱层,不漏气。
同时,对低压区的管线、联接由壬应给予爱护,并应规定一些使用检查和保养的措施。以利于施工的正常进行。
3.井口区
井口区包括由地面通向井下的联接部分和平衡上封隔器用的平衡管线。由地面通向井下的联接部分不但要求联接方便,更主要的是要有最小的液体流动阻力。各油田目前所使用的有直角弯头、活动弯头及弯管等。
4.辅助区
除上述各区布置外,如消防器材、施工时急需的工具与配件、备用机动车辆等所摆放的位置为辅助区。该区内各种器材设备的停放位置应以工作方便、顺手为原则灵活掌握。
综上所述,地面流程布置的好坏,对保证施工速度和顺利施工起一定作用。因此,通过实践认真总结经验,找出一种科学而又合理的适合压裂施工的地面流程。
(二)管线联接与检查
在压裂车、混砂车、拉砂车等所需用的机动车辆开到施工井场后,指挥人员应迅速地按施工要求将各种车辆摆放在固定位置上,在摆放时要注意地面铺设的管线,不要冲撞和碾压。
在全部车辆摆好位置后,开始联接管线,对于所联接的管线要尽力的短,而且管线方向不要有“憋劲”或“死弯”的现象,锤击由壬的丝扣要保持清洁,联接时,用手能将丝扣全部上完为合格。
施工人员应了船本次施工的目的、内容、工序与注意事项,以便在施工中更好地发挥每个人的主观能动性,胜利完成施工任务。
从上述介绍可以看出,进行一次压裂施工需要做大量的准备工作,而准备工作的快慢与好坏又直接影响压裂施工的进度和成效,所以在进行准备的时候,应对压裂施工准备工作的前后顺序进行统筹安排,在保证质量的前提下,以最快的速度为施工创造条件。

 
 
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