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水平井分段压裂砂堵是如何处理的

(2012-09-18 21:32:11)
标签:

杂谈

分类: 水平井压裂

砂堵的原因就是水力裂缝的体积不够了,导致整个能通过支撑剂的裂缝内(一般是3倍支撑剂直径宽度)都被充满,新来的支撑剂就在井筒内堆积,这是无论如何也打不进去的原因。造成这种情况的原因多了,液体方面破胶剂加太多,胶囊包的质量不好,导致液体粘度过低,因此过快的滤失到岩石孔隙中去了,液体效率不足,所以达不到设计的造缝要求,当然有时候也有设计不足的原因,这方面可以通过测试压裂的解释来弥补。胍胶加量不足液体粘度不够也会出事,配好以后天气热,放久了也会损失粘度。地层方面,如果裂缝延伸到渗透率很高的地区或者自然裂缝比较发育的地区,也会造成液体大量滤失,或者地层本身就是裂缝性的,比如煤。有时突然击穿应力隔层,然后后面是一个应力较低的地层的话也会出现砂堵,这个时候裂缝高度突然增加很多,就会损失宽度,特别是在应力隔层的位置就容易出现夹点,液体能过砂子不能,这种情况就很容易悲剧,在水平应力比较高的地区容易出现这种情况。当然还有施工方面的,比如压裂泵车突然坏了,排量打不上去,液体滤失过多后,后面就难办了,混砂车到泵之间的低压管线接多了也有类似的问题,会导致压裂泵车上水不好,明明看着混砂排出压力稳定,就是吸不上液,就是高砂比的时候管线内沉积了太多的砂子。交联剂没打好也会出类似的问题,没交联好嘛,有些交联剂要稀释,结果加水以后没有搅拌,上面是水,下面是浓溶液。。。。有时候固井射孔做不好也麻烦,特别是煤层,固井质量检查经常是煤层段啥也看不见,这样明显是水泥浆大量漏失到地层中,相当于出了一个特大水泥环,导致射孔的时候没有射穿,支撑剂在高砂比的时候就容易被夹住。不过好在煤层很容易欺负,只要猛起打,一般不会有问题。处理方案也没啥,准备的时候用心点嘛。。。正儿八经砂堵了,小油嘴放喷一个井筒,条件允许的话反洗下,再试试。。。
除上述因素以外主要还有设计不合理,砂比浓度提升过快、施工排量未能达到施工要求、造成缝宽较窄等因素造成的,同时管柱条件不满足压裂要求,比如套变井漏失量大等。。。
遇到砂堵,第一时间停泵,反洗,起钻,分析原因,重新压裂。

 

目前水平井压裂的方式大致分为两种,一是水利喷砂射孔与压裂联作,二是裸眼封隔器多级分段压裂。
一、水利喷砂射孔与压裂联作
1、密切观察压力变化
随时观察油套压的变化,特别是套压的变化是预防砂堵的重要手段之一。众所周知,水力喷射压裂过程中套压曲线反映的是真实地层压力的变化。在加砂过程中,特别是加砂中后期,一旦出现套压上涨首先要降低砂比或直接停砂,此时根据压力情况保持或降低环空排量,等顶替一个半井容后再考虑是否二次加砂。
若套压平稳而油压上涨或下降过快,应及时检查施工排量(油套两端排量),看是否出现异常,同时检查交联状况,如果此时液氮在伴注,应减小或停止液氮伴注。在水力喷射压裂中,由于油管注入端需要伴注液氮,故油压反映的是压裂液在油管内及通过喷嘴时的摩阻,其压力的变化不能完全反映地层的压力变化。
2、油套注入端压裂液粘度一致
为了确保加砂顺利,进入地层的压裂液粘度应保持一致。如果采用连续混配车进行施工作业时,胍胶的粉比要统一。如油管注入端胍胶粉配比是0.55%,那么环空注入端进入地层的胍胶粉配比也应调制0.55%。环空注入端不一定全过程都需注入胍胶基液,通过计算油管和环空的井容,可以控制环空端的胍胶液注入量,既节约了成本,还提高了施工效率。这样一来,当加砂过程中环空注入的胍胶基液与油管注入的交联胍胶混合时,能够确保两种液体的粘度一致,使携砂液更好的进入地层,不易出现脱砂现象。
3、采用支撑剂段塞技术
加入段塞的理论依据是地层中的微裂缝被段塞堵塞,强迫更多的排量进入未被堵塞的裂缝中,并迅速增大裂缝宽度,同时段塞也可以打磨射孔孔眼,降低近井筒的泥浆污染,提高携砂液的抗剪切能力,为后期加砂奠定了良好的基础。
4、调整砂比和加砂量
每一段的砂比和加砂量要根据实际的压力来调整,若中途因压力上涨过快而停砂时,须顶替一个半井容后方可继续加砂。据不完全统计,含砂浓度一旦超过500kg/m3,单层设计砂量超过25m3时出现砂堵的几率会增加。
5、调整施工排量
加砂中后期,如果发现某一阶段砂比进入地层后压力有所上涨,此时可以采取适当提高环空注入端排量或降低油管注入端排量的方法。这样一来,虽然混砂车上的砂比保持不变但在井筒中的入地砂比已经降低,可以有效的缓解砂堵迹象。
一旦出现砂堵,要立即打开套管闸门。从油管注入端注入胍胶基液,争取使油套连同,建立通道。待油管和环空的砂子完全冲出后,方可进行下一步工序。由于此时该段已经加砂,套放出口端在返出过程中有可能出现伴生气,因此放喷口处要有专人进行坐岗观察,防止有毒有害气体伤人。
二是:裸眼封隔器多级分段压裂
1、增加前置液量,加大低砂比段携砂液量。增加前置液量,使造缝更加充分;同时加大低砂比段液量,利用砂子冲刷和摩擦,改善裂缝形态,减小近井段摩阻,减少形成砂桥机会。对于滤失比较严重的地层,可以考虑在前置液阶段加入粉陶段塞或是有针对性的提高施工排量。
2、一旦出现压力异常超压或砂堵时,要立即打开油放闸门进行放喷,依靠井筒内注入氮气的上推力和地层自身的压力返出井筒内的携砂液,待井已放通后,关闭油放闸门,立刻开泵从油管注入胍胶基液,顶替到位后方可进行下一步工序。
3、压裂施工过程中,施工员一定要时刻注意泵压的变化,如果出现泵压持续走高的迹象,就不能一味的保持高砂比,也最好不要为了满足泵注设计而继续提高砂比施工,特别是裸眼封隔器这种水平井施工,一旦出现砂堵且井没有放通时,会造成一系列的麻烦,需动用连续油管车等特种设备进行冲砂,严重的可能导致水平井的报废,所以要认识到只有确保施工顺利才不会造成原材料的浪费及更加有效的对地层达到改造的目的。
 
裸眼管外封分段压裂一旦砂堵就非常麻烦。1楼也讲了砂堵之后立即放,关键问题是怎么放,如何才能放通。砂堵之后,既要立刻把井筒里残余的砂子放出来保证上一级滑套附近不沉砂,又不能把已经进入储层的砂子放出来。同时对于封隔段有泥岩的井还要考虑放喷液量过大井壁坍塌的问题。所以砂堵后初期是采用油嘴控制放喷,保证放喷排量能携砂就行。计量好放喷液量和砂量,如果排出砂量已超过井筒容积且返排液不出砂就可以用基液泵注了。一般的情况下是敞放到油管压裂到1MPa下,且出口液不含砂就可以再次试挤了。低排量顶替基液,顶到滑套位置不超压基本就可以投下一级球了。
 
 
裸眼封隔器水平井压裂一般设计都较保守,多采用低砂比、小粒径、低砂量施工,避免砂堵。一旦出现砂堵,立即放喷,而且个人不同意3楼说的油嘴控制放喷,应水平井一旦砂堵,油嘴控制放喷,流量小,砂子带不起来,极易在管柱底部沉砂堆积,解决不了砂堵问题,建议敞开放喷,能较好解决砂堵沉砂问题,若地层能量不足,喷不出,建议立即下连续油管液氮助排。我们说过过有2口水平井均出现砂堵,均采用次方法解除砂堵,保证了后期压裂施工顺利进行。
 

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