壓裂現(xiàn)場常見事故分析及對策

黃曉莉

摘要：對壓裂井現(xiàn)場出現(xiàn)的砂埋、卡管柱事故和頻繁棄壓井問題進行了分析，通過分析現(xiàn)場工況明確了誘發(fā)因素，提出了相對應的防控措施。實際中，結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)督的強化管理，實現(xiàn)了壓裂現(xiàn)場事故防控能力的提升，保障壓裂施工順利完工。

關(guān)鍵詞：壓裂;砂埋;卡管柱;棄壓

壓裂是油田一項重要增產(chǎn)增注措施，增油增注效果均較為顯著。近年來，隨著壓裂技術(shù)的進步衍生出縫網(wǎng)、多層、精控等壓裂新技術(shù)，但壓裂過程中問題也時有發(fā)現(xiàn)，例如砂埋、卡管柱、壓不開等問題，造成一定影響。分析事故共性問題、找出其影響因素、確定防控對策有利于壓裂工作的順利實施。

1 分析重點案例，為事故管控提供依據(jù)

通過分析以往案例、找出事故發(fā)生原因和制定相應對策，有利于明確致因主體，有助于通過管控手段防止此類事件的重復發(fā)生，保障壓裂工作的有序開展。

（1）砂埋管柱事故分析

2019年共發(fā)現(xiàn)注聚井壓后短期不吸水井3口，均為壓裂后吐砂埋管柱，導致地層不吸水。2020年發(fā)生1口壓裂后注不進去水，作業(yè)處理下探時下探速度緩慢，經(jīng)洗井已處理好，排出物為大量粘稠聚合物，目前已恢復正常。

以上井均是a和b區(qū)井，倆區(qū)塊目前處于含水回升期，注入的聚合物是LH2500抗鹽聚合物，通過與地質(zhì)結(jié)合，該聚合物較以往聚合物相比，注入能力強（實現(xiàn)50mD儲層注入），穩(wěn)定性好、增粘性強，導致返吐時聚合物將砂帶出。

制定了相應對策：（1）做好聚合物易返吐區(qū)塊管控。重點加強注入井壓裂全過程跟蹤，防止因聚合物返排把壓裂砂帶入井內(nèi)出現(xiàn)砂埋情況，同時避免因壓裂施工導致砂埋情況發(fā)生。（2）做好聚驅(qū)井關(guān)鍵工序監(jiān)督。在起下封隔器等大尺寸工具時，應控制起下速度（不能超過5m/min），防止產(chǎn)生抽汲或壓力激動，并注意觀察懸重及井口液面的變化，如有異常情況，不得強行起下管柱。 （3）做好壓裂后管理工作：一是壓裂施工交井后，采油廠關(guān)井3d方可開井注入，由作業(yè)隊通知采油隊。二是做好壓裂后效果跟蹤，與地質(zhì)結(jié)合溝通對于問題井找出原因并及時解決處理，避免耽誤生產(chǎn)。

（2）卡管柱事故分析

2017年-2020年共實施精控壓裂99口，其中卡管柱5口，占總井數(shù)的5%。常規(guī)壓裂由于施工周期短、規(guī)模小，少見壓裂卡管柱情況，近4年僅2口井發(fā)生卡管柱情況。

從7口問題井中可見，除2020年壓裂井X4為施工時發(fā)生砂堵，后立即活動管柱未開，屬于施工質(zhì)量問題，其余6口井均為正常壓裂，按設(shè)計要求擴散壓力后，活動管柱未活動開，井下不同程度遺留壓裂工具串。目前7口卡管柱井均已大修完畢，大修總結(jié)體現(xiàn)，遺留壓裂工具經(jīng)多次磨銑、套銑、打撈后，安全接頭、大砂量噴砂器、K344-116HD封隔器均已破損，通過與作業(yè)隊技術(shù)人員進行了解，目前卡管柱井封隔器起出后，雖破損但也一定程度能看出來近7成封隔器膠筒膨脹鼓包，屬于未解封徹底或長期高壓施工膠筒疲勞變形。

制定了管柱防卡對策：1、壓裂設(shè)計管柱中，多裂縫壓裂、轉(zhuǎn)向壓裂、選擇性壓裂工藝封隔器數(shù)量不應超過7級。2、雙封單卡最大卡距不應超過50m，坐壓多層管柱單個卡距控制在40m，最下一級封隔器至最上一級封隔器之間距離控制在160m。3、砂巖厚度小于1.0m且無有效厚度，或砂巖厚度小于0.6m的儲層，進行壓前擠酸處理。4、井斜大于30度采用斜井管柱，盡可能降低封隔器個數(shù)，降低卡管柱隱患。5、小直徑管柱：108mm通過，單個噴砂器過砂量14m?。不能同保護薄隔層工具配合使用。6、封隔器卡點位置距套變點3.5m以上。7、55MPa管柱：可實現(xiàn)坐壓三層，上提一次。單個噴砂器過砂量20m?，施工時不要超過管柱施工能力，以防發(fā)生施工事故。8、坐壓多層管柱：坐壓五層，可上提一次，封隔器數(shù)量不得超過七級，單個噴砂器過砂量50m?。

（3）精控壓裂棄壓事故分析

通過對施工成果及現(xiàn)場監(jiān)督情況進行分析，在施工中共有4口井4個層段未壓開，2口井4個層段壓開后，壓力高，無法提至設(shè)計排量，無法有效懸砂，為此棄壓，以上均為限流法壓裂卡段。通過對棄壓層段施工成果進行分析，影響未壓開層主要有以下幾個方面原因：1、棄壓層段均為限流法壓裂卡段，單卡段平均射開1.8孔，孔眼少，提排量困難，一定程度影響裂縫起裂和有效延伸。同時砂體發(fā)育較差，未壓開層主要以表外為主。壓開但壓力高棄壓層，雖有一定厚度，但受孔眼少影響，排量提升困難，無法有效攜砂，為此棄壓。2、未壓開的限流法壓裂層段主要集中在SIII4-7、SII4、未壓開層段平均砂巖厚度0.88m，有效厚度0.1m（2個卡段為表外儲層），單卡段射開孔數(shù)2個，設(shè)計時為保證壓開幾率，已經(jīng)設(shè)計酸處理，但從壓裂曲線分析看，壓裂起車后，壓力快速升至管柱限壓55MPa，反復憋放5次后，地層無注入量，酸液未起到預處理地層作用，為此按安全施工要求，棄壓。早期新井細分控制壓裂試驗階段，對27口井435個難壓層分析成果看，難壓層以薩Ⅱ15、16層，薩Ⅲ4、5、6、7層為主，本次未壓開層符合以上分析認識。3、儲層雖壓開，但壓力高排量提不起來的棄壓層，共有4個，砂體發(fā)育相對較好，平均單卡段砂巖厚度1.5m，有效厚度0.6m，單卡段平均孔數(shù)2.5個，施工時，啟車后低排量下，壓力直升管柱限壓，無法將排量提升至1m3/min以上，為此無法進行懸砂磨蝕孔眼，為此在反復提升排量30-40分鐘后，排量仍無法提至可攜砂排量要求，為此選擇棄壓。

制定了防控措施：1、精控壓裂使用的壓裂管柱為55MPa壓裂管柱，受壓裂管柱最大承壓限制，施工壓力超50MPa就要停止施工，因此遇到壓不開層段通常憋壓到50MPa左右時仍無壓開跡象就要卸掉壓力。因此，針對限流法壓裂井建議設(shè)計采用承壓等級更高的壓裂管柱。2、通過對精控壓裂棄壓層段的分析，初步認為導致個別層段棄壓的主要原因是地層發(fā)育條件差裂縫開啟難度大和限流法射孔數(shù)少;其次是受壓裂工具承壓能力的限制，不能準確的確定層段的破裂壓力。3、2020年的老井精控壓裂施工已接近尾聲，但還有兩口連續(xù)油管精控壓裂試驗正在組織施工。下部將重點關(guān)注連續(xù)油管壓裂對薄差層精細改造的適應性及壓后效果，同時也要做好其他精控壓裂井的效果跟蹤。

2 結(jié)束語

針對壓裂措施現(xiàn)場可能出現(xiàn)的問題，通過統(tǒng)計連續(xù)年的問題井，分析了壓裂現(xiàn)場常見砂埋、卡管柱和壓不開棄壓等問題的現(xiàn)場和產(chǎn)生原因，總結(jié)了可采取的各類措施?，F(xiàn)場防控對策的實施將有利于保證壓裂措施的順利實施，提高一次壓成率，有利于縮短工期和節(jié)約費用。