压裂施工中压力异常波动原因分析及处理

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１． ．２是否为交联前置液 １
如果前置液量充足 ，但 没有混合交联 ，在施 工过程中，随着 时间的推移 ，液量会慢慢滤失 ， 同样 不 能 形 成 足够 长 度 的填 砂 裂 缝 ， 最 终 导致 缝 端脱砂 。正确的做法是 ：在地层压开、排量达到 设计要求后 ，就应 该进行交联混合，使前置液保
措施 （ 降砂 比或提高施工排量）。
１ ． ２非人 为因素
１ ． 地质因素 ．１ ２
１． ． ５排量是否符合设计要求 １ 全三维水力裂缝模拟 结果表 明，当上 下岩 层 与压 裂 目的层 的地 应 力差 小 于５ ａ ，泵 注排 量 ＭＰ 时
（ ）断层遮挡 。在影响压裂施工的地质因素 １ 中 ，断层遮挡 是一个 不可忽视的因素 。施工中，
工程师 ，从事 试油压裂工作 。
第１ 期
韩庆等
压裂施工 中压 力异 常波动 原因分析及 处理
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如 图 １ 示 ，本 次 施工 过 程 中有 两 次供 液 不 足 所 现 象 ，瞬 时 间导 致 主 压 车 空 泵 ， 其 压 力 排 量 都 有 较大变化 （ 压力排量 同时波动 ），供液正常后 其 压 力排 量基 本平 稳 。
的地 质 情 况 ，对 断层 发 育 的地 区 或施 工 井 给 予 标 注 ；另 一 方 面 要求 现 场 施 工 人 员 应尽 量 多积 累 经
故 障 ， 间断 性供 液 ，均 可 导 致 压 力 异 常 。在 施 工 中 ，要 求 员 工 对 台 上 设备 勤 检 查 ，发现 异 常 及 时 调整 ，保证 排量稳 定 。 （ ）混 砂 车故 障 原 因 。混 砂 车 由于使 用 率较 ２ 高 ， 磨损 部 位 容 易 发 生 故 障 。例 如 水 泵或 砂 泵 ， 由于 长 期 使 用 ， 均 可 导 致 叶 轮 磨 损 。 水 泵 发 生 故 障 ， 则上 水 困难 。砂泵 发 生 故 障 ，则供 液 量不 足 。在 施 工排 量 增 大 的情 况 下 ，混 砂 车 不 能及 时 供 给 泵 车 充足 的液 量 ，使泵 车 抽 空 ，最 终 导 致压 力 异 常 波 动 。 因此 当混 砂 车 的 易损 件 工 作 到 一 定 的期 限时应进 行检查 或更 换 。
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图４交联比未控制好 的施工 曲线
的大小会对裂缝高度 的延伸产生较大影响 。在现 场 施 工 中 ，有 时 因 为 某种 情 况 ，施 工 泵 注 排量 达 不 到 设 计 要 求 ，造 成 裂缝 高度 达 不 到 预 期值 ， 当 泵 入 较 高 浓 度 的 砂 比时 ， 高浓 度 的支 撑 剂 就会 堆 积 在 裂 缝 口 ，造 成压 力迅 速 上 升 。 因此 在现 场 施 工 中 ，应 严 格遵 守 作 业指 导书 的要 求 ， 以足 够 的 排量 进行 施 工 。
３ ． ■ 技术交流
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石 和化 设 油 工 备
２ １ 年第 １ 卷 ０２ ５
如 果在 裂缝 延 伸 过 程 中遭遇 断层 遮 挡 ，则 裂 缝 的 延伸 受 到 限制 ，地 层 的吸 入量 达 到饱 和 ，致 使 压 力 上 升 ，无 法 继 续 施 工 。在 断层 区域 附近 施 工 ， 如 果 各 项 指 标 均 符 合 设 计 要 求 ，而 压 力 迅 速 上 升 ，则 有 可 能 为 断层 所 致 。为避 免此 类 问题 的 发 生 ，一 方 面 要求 设 计 部 门应 详 细 了解 欲 压 目的 层
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图２ 供砂不连续的施工 曲线
１． ．４交联 比是否合理 １
在 加砂 过程 中 ， 交联 比的控 制 是 否 合 理 ，对 整个施工 的成败 同样有着举足轻重 的作用 。如果 交 联 过 小 ，则 冻 胶 压 裂 液 的携 砂 能 力 变 差 ，随 着 施 工 时 间 的推 移 ，进 入 地 层 内的 支 撑 剂 会 慢 慢 沉 积 ，形 成 砂 桥 ，阻 止 后 续 支 撑 剂 的 进 入 ，从 而 会 形成砂堵 。特别是在外 围探井施工 中，多使用延 时 交 联 ，如 果 控 制 不 好 基 胶 比 ，携 砂 液 在 进 入 地 层后仍不成胶 ，极易发生砂堵 。这一过程是缓慢 的 ，压 力 通 常 呈 缓 慢 上 升 趋 势 ，发 生 这 种情 况 后 应 立 即 停 砂 ，随 着 压 力 上 升 ，应 逐 渐 减 小 排 量 ， 以防压力突然上升 ，难 以控制 。如果压力平稳， 则 应 及 时 调 整 交 联 ，视 情 况 加 砂 。如 果 交 联 过 大 ，则 会 增 加 摩 阻 ，在 冻 胶 过 炮 眼 时 ，压 力 也 会 有 异 常 波 动 。要 求 混 砂 车 上 的技 术 人 员 对 混 合 液 多检 查 ，仪 表 车 内技 术 人 员 应 注 意 观 察 排 量 线 的 变化 ，一旦 排量 异常 ，应 及 时调 整交 联 。 图３ 所示 的是在 施 工 过程 中 ， 由于 交 联 比控 制 的不 好 ，交 联 比忽 大 忽 小 ，加 砂 过 程 中压 力 变 化 波动 很 大 ，使得 后期 砂 比无法 提 高 。
３ 一 ■ 技术交流 ６
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２１ 化 ５备 石油年 工 卷 ０２ 第１ 和 设
压裂施工中压力异常波动原 因分析及处理
韩庆 ，孙建平 ，张帆
（ 川庆钻探工程有 限公司长庆井下技术作业公司 ， 陕西 咸 阳 ７ ０ ） １ ０ ０ ２
［ 要］对 油水 井实施压 裂是各油 田一项重要 的增产增 注措施 。本文分析 了压裂施 工过程 中，压 力异常波动的原 因，提 出 摘 了处理措施 ， 旨 在对今后 的施 工提供一些参考和指导。 ［ 关键词］压裂施工；压力异常；波动；处理措施
图３ 交联比未控制好 的施工 曲线
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关系 。只有前置液量符合设计要求 ，才能破 开地 层 ，并在地层 中形成一条具有足够长度的填砂裂 缝 ， 为 以后 支 撑 剂 的 进 入做 好 铺 垫 。如 果 前 置 液 量 不足 ， 则会 为 以后 的 施 工埋 下 隐患 ： 由于 前 置 液 量不 足 ，导 致 造 缝 长 度 不足 ， 随着 施 工 时 间 的 延 长 ， 当砂 量 达 到 一 定程 度 时 ，裂 缝 无 法 继续 向 前 延 伸 ，地 层 会 出现 “ 和 ”现 象 ，如 果 在加 砂 饱 过程 中 出现 压 力 升 高 ， 且判 断是 由于 前 置 液量 不 足 引起 的，应立 即停砂 ，进行替挤 ，以免发生更 大 的损 失 。
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图 ｌ 施工 中供液不足的施工 曲线
作者简介：韩庆 （９８ １７一），男， 甘肃静宁 人， 试油压裂助理
持应 有 的造 缝 机 能 。如 果 前 置 液 没有 混 合 交 联 ， 出现 压 力上 升 时 ， 应 立 即停 砂 ，进行 替 挤 。如 果 强行 加砂 ，则极 有可 能导致砂 堵事 故发 生 。
１ －加砂过程 中是否供液或供砂 间断 ．３ １
在 压 裂 施 工 中 ， 尤 其 是 在 加 砂 过 程 中 ， 最 禁 忌 的 是供 液 间断 ，即俗 称 的 “ 空 ”。 引起 抽 抽 空 的原 因 是罐 车 看 液 人 员疏 忽 ，造 成 液罐 内 空气 进 入 混 砂 车水 泵 内 ，从 而 引起 混 砂 车 上水 困难 ， 或 是 由于 混砂 车 操 作 人 员误 操 作 ，使 混砂 斗 内液 面 过 低 ， 不 能 向泵 车 提 供充 足 的液 量 ，继 而泵 车 向地 层 间 断性 供 液 ，则推 动 支 撑 剂 进入 地 层 的动 力 不 足 ，造 成 支 撑 剂 在地 层 内发 生 堆 积 ，特 别 是 在 高 砂 比阶段 ，极 易 造 成压 力 异 常 上 升 ， 导致 砂 堵 。一 旦 因抽 空 引发 压 力 上升 ，则 应 降低 砂 比 ， 视 压 力 变 化 情 况 加 砂 。如 供 砂 不 连 续 ， 可 能 是 砂 罐 不 到 位 或 是混 砂 车 加砂 间 断 ，在 施 工 中 都会 引起压力异常变化 ，如果施工人员未及时采取措 施 ，将 导致施 工 失败 。
１． ．６泵入错误的砂 比或设计 砂量、砂 比不合理 １
在施 工中，如果施工人员错误地泵入了较高 浓 度 的砂 比 ，或 者 设 计 人 员对 欲 压 目的层 的 地 层 参 数 分 析 有 误 ，设 计 了 过 高 的砂 比或 砂 量 ，或 前
置 液 量 相 对 不 足 、 基 胶 比不合 理 、裂 缝 高 度 限 制 等 因素 ，均 可 导 致 压 力 异 常上 升 。现 场 施 工 时 如 果 压 力 上 升 ，应 进 行 判 断 分析 ，及 时采 取 相应 的
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１ 力异 常波 动的原 因分析 压
１ 人 为因素 ． １
在 压 裂 施 工 过 程 中 ，人 为 因 素 引发 的压 力 异 常 波动 占有 一定 的 比例 ，通 常有 以下 原因 。