油水平井水力噴砂射孔環空加砂壓裂工藝安全分析
及應對措施
開工以來，油井水平井壓裂改造工藝發生了較大的變化，多數井壓裂改造方式從水力噴射油管加砂分段壓裂調整為水力噴射環空加砂分段壓裂，由於工藝變更，產生了新的安全風險。為了確保新工藝技術成功應用，保障施工安全，各級技術管理者和現場操作人員必須嚴格執行操作規程和技術要求，認真進行工藝安全分析，制定有針對性的預防處置措施。
一、水力噴射環空加砂壓裂的優點
1、環空過流截面大(是2"油管內過流截面的2倍)，液體的流速低，與管柱的磨擦阻力小，對油管磨損小，可以延長油管的使用壽命。
2、環空內流速低，可以降低壓裂液在管內的流動剪下速率，提高攜砂效能，降低支撐劑在施工管柱內脫砂形成砂堵的概率。
3、採用油管內噴砂射孔，環空內加砂壓裂，噴槍只進行射孔作業，可以提高水力噴槍的使用壽命。
4、管壁磨阻小，相對應施工壓力就比油管內注入壓力低，可以顯著地降低施工水馬力，降低壓裂施工成本。
5、該工藝管柱帶有下封隔器，能夠連續拖動進行分層壓裂。
二、風險識別
1、環空容積大（25.0-35.0m3），一旦出現管內砂堵，環空沉砂量大，易造成沉砂卡鑽，處理難度高。
2、油層的滲透率低，施工排量大，形成的裂縫寬，壓後地層吐砂嚴重，若放噴控制不好，易造成油管內外沉砂。
3、多簇分段壓裂簇間距一般在10-20m，反迴圈時，部分液流通過噴射器返出，如果反衝排量低通過底封隔器的液體流量不能將封隔器以上的沉砂衝出，易形成卡鑽。
4、部分水平井分段多簇壓裂帶雙噴射器，需要先將下噴點噴射後壓開，上提管柱，將上噴點噴射後壓開，再下放工具到下噴點位置，開始環空加砂壓裂。該工藝需要動井口調整鑽具三次，尤其是遇到地層緻密壓不開，酸處理後再動井口上提鑽具，存在較大井控風險。
5、根據目前方案，環空加砂注入排量多為2.8-5.5 m3/min，由於是井口套管四通注入方式，在加砂過程中易對井口連線第一根油管造成沖蝕，存在油管斷裂落井等工程風險。
三、應對處置措施
1、作業現場要嚴格按設計要求配製施工液體，壓裂施工時，施工員要隨時掌握液體交聯情況，確保粘度一致、交聯良好、加砂平穩，防止壓裂時在套管內脫砂形成砂堵。
2、在進行水力噴射環空加砂壓裂時，推薦使用環空注入井口裝置配合耐沖蝕短節作業。在每段壓裂結束後，調整鑽具位置時要檢查耐沖蝕短節外表面，如有沖蝕痕跡必須進行更換；在沒有環空注入井口和耐沖蝕短節的情況下，井口上懸掛連線必須使用新油管或油管短節，每壓裂一層，更換乙個。
3、環空加砂壓裂施工油管的注入流量（1.0-1.8m3/min），摩阻小，能夠反映出加砂時地層壓力的瞬時變化，當出現砂橋現象時，應停止加砂，加大油管注入排量解除砂橋後，再進行正常加砂程式。
4、若施工中途形成砂堵，切忌多次重複蹩壓，要利用地層壓力，進行套放和正洗，將套管內的砂液排出井外。
5、出現壓裂砂堵，套管放噴不通時，應堅持採用正迴圈或正蹩壓，切忌反蹩壓，以免將砂塞壓實形成砂柱不能解除。
6、壓後控制放噴時，要按照施工設計採用6-8mm油嘴嚴格控制放噴流量，確保裂縫閉合後再加大放噴流量，最大限度控制吐砂。
7、起鑽或調整鑽具前，應以大排量（1.0m3/min以上）反洗，必須將水平段內的沉砂徹底衝乾淨，然後根據地層壓力和油氣比情況，替入壓井液，再進行調整鑽具或起鑽。同時注意控制反洗幫浦壓（油管不出液的情況下不得超過18mpa），防止油管和環空壓差過大擠扁拉斷油管。
8、起鑽時，出現遇阻，切忌大力上提，應採用向下活動，及時組織水泥車進行反迴圈沖洗後，再起鑽；若反覆出現遇阻，應採用邊反衝邊上提活動起鑽，確保施工安全。
9、套管放噴管線出口必須接排酸筒，與井口必須接整體法蘭連線的旋塞，確保井口操作施工安全。
工程技術發展研發中心
2023年3月25日
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