石油压裂的全过程解析:从准备到施工完毕
压裂,即利用水力作用在地层中形成裂缝的技术。其工艺流程包括使用压裂车将高压、大排量的黏性液体注入地层,从而压裂出众多裂缝。随后,通过加入支撑剂,如石英砂等,来填充这些裂缝,进而增强地层的渗透性,提高注采效率。
常用的压裂液包括水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、泡沫压裂液以及酸基压裂液五种主要类型。压裂现场施工流程涵盖了压前准备、压前作业、压裂施工和压后作业等多个环节。
在压前准备阶段,需要确保各种压裂设备性能良好,满足施工设计要求,同时配备齐全的计量仪表,并检验高压管汇和压裂井口装置等是否合格。此外,还需准备充足的压裂用原材料,如压裂液、支撑剂等,并按照设计要求组配好压裂管柱。
接下来是压前作业环节,包括起原井管柱、探砂面与冲砂、压井替喷以及压裂层段预处理等步骤。这些作业对于确保压裂施工的安全与成功至关重要。
完成这些准备工作后,即可进入压裂施工阶段,通过高压、大排量的黏性液体注入地层,从而有效压裂出众多裂缝。随后,再通过加入支撑剂来填充这些裂缝,进一步增强地层的渗透性,提高注采效率。
按照压裂施工设计要求,预先准备好所需的预处理液。若需进行排液操作,应配备回收废液的设备,以确保排放的废液得到妥善处理,避免环境污染。
接下来是下压裂管柱的步骤。需将专用压裂管柱下入井中,并确保其承压能力达到设计要求。
完成上述准备工作后,即可进入压裂施工阶段。这一过程包括多个工序,如循环、试压、试挤、压裂、加砂、替挤、关井扩散压力和活动管柱等。
在循环工序中,需逐台启动压裂车,并使用清水作为循环液,来循环地面压裂流程的管线。循环前应关闭井口阀门,以防止地面管线中的杂质进入压裂管柱,从而污染油层或引发工程事故。
试压工序则是为了检验井口阀门以上的设备和地面压裂流程管线的耐压性能。在这一步骤中,需缓慢平稳地启动压裂车的高压泵,对设备和管线进行高压试验,试验压力为预测泵压的5倍,稳压5分钟后,若各承压部件无刺漏、压力不降,则视为合格。
试挤工序的目的是检查井下管柱及井下工具的状况,同时评估欲压裂层位的吸水能力。在正常试挤后,需逐台启动压裂车,以高压、大排量向井内挤入前置液,促使压裂层位形成裂缝并向前延伸。裂缝是否形成可通过压裂施工曲线进行判断。
当油层裂缝形成且泵压及排量稳定时,即可开始加砂。加砂过程中需严格按照压裂施工要求分段控制混砂比,保持加砂的连续性和平稳性,同时确保压裂设备的性能良好。
加砂完成后,需进行替挤工序。此时应打开混砂车的替挤旁通流程,向井内注入替挤液,将携砂液替挤到油层裂缝中。
最后是关井扩散压力的步骤。在压裂施工结束后,应关闭井口所有进出口闸门,等待压裂液的破胶、滤失和裂缝的闭合。此过程中需注意防止支撑剂随高黏度液体返出裂缝,以确保裂缝口的铺砂浓度。若使用快速破胶压裂液,可在破胶后使用小喷嘴进行放喷操作。
活动管柱。
在活动管柱的过程中,需确保负荷不超过井内管柱悬重250KN,上提速度控制在5m/min以内,并持续活动至少5m的行程,直至拉力表显示的管柱悬重恢复至正常水平。