井下壓裂施工管理設(shè)計(jì)與實(shí)施探討

黃旭

摘要：石油作為三大能源之一，一直以來(lái)都在社會(huì)的發(fā)展當(dāng)中扮演著重要的角色，這也使人們?cè)谑凸こ坍?dāng)中有了越來(lái)越多的關(guān)注。如今，社會(huì)的發(fā)展使人們對(duì)于石油有了更多的需求，這也使石油開(kāi)采工作面臨著更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，為了提高石油開(kāi)采的工作效率和工作安全，很多先進(jìn)的技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于石油工程當(dāng)中，其中井下壓裂施工技術(shù)便是其中發(fā)展最迅速的一種。就目前對(duì)于我國(guó)石油開(kāi)采工程而言，井下壓裂施工過(guò)程中存在著一定的問(wèn)題影響著石油的開(kāi)采效率，因此選取何種井下壓裂施工技術(shù)是每一個(gè)石油開(kāi)采企業(yè)都需要關(guān)注的事項(xiàng)。基于此，本文圍繞著石油工程展開(kāi)論述，對(duì)其中壓裂施工技術(shù)進(jìn)行深入探究，并分析該種技術(shù)在石油工程當(dāng)中的應(yīng)用意義，同時(shí)對(duì)我國(guó)石油工程井下壓裂技術(shù)的應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行分析，針對(duì)問(wèn)題提出科學(xué)的井下壓裂施工管理設(shè)計(jì)與實(shí)施方法，以供石油行業(yè)人員參考，從而推動(dòng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：石油工程;井下壓裂技術(shù);應(yīng)用意義;問(wèn)題;管理設(shè)計(jì);實(shí)施方法

引言：

石油資源一直都是全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要能源，同時(shí)也是全世界各國(guó)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)所帶。當(dāng)前，石油化工產(chǎn)品已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在人民的生活當(dāng)中，并且很多石油產(chǎn)品也被應(yīng)用在航天、軍事領(lǐng)域，由此可見(jiàn)，石油行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步也決定著一個(gè)國(guó)家的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。在這樣的背景下，石油資源的需求越來(lái)越多，提高石油開(kāi)采效率和開(kāi)采安全性已經(jīng)成為了每一個(gè)國(guó)家都需要認(rèn)真思考的問(wèn)題。而目前由于大規(guī)模的石油開(kāi)采，導(dǎo)致很多油田已經(jīng)枯竭，人們不得不在一些較為惡劣的環(huán)境下進(jìn)行石油開(kāi)采，這也給石油工程行業(yè)帶來(lái)了更多的困難。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，很多新技術(shù)被研發(fā)出來(lái)，這也逐步加大了石油開(kāi)采的安全性和開(kāi)采效率，其中井下壓裂施工技術(shù)便是其中最重要的一種。因此，相關(guān)行業(yè)要加強(qiáng)對(duì)該種技術(shù)的研究與應(yīng)用，以此來(lái)保證石油開(kāi)采的安全性，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)社會(huì)飛速發(fā)展。

一、石油工程井下壓裂施工技術(shù)

1.1前置液處理技術(shù)

預(yù)壓裂液處理技術(shù)主要是在預(yù)壓裂液正式注入前，采用常規(guī)鹽酸注入，以消除井筒和近井筒內(nèi)泥漿以及其他污染物的淤塞，減少地層承受壓力與早期裂縫高度。在施工時(shí)，需向井內(nèi)倒入10～15m3的HCl溶液，其可以使得壓裂壓力減少至30MPa以下，有效保障了油田作業(yè)安全。對(duì)于一些井筒裂縫大、壓力高的采油井，可考慮運(yùn)用這種預(yù)酸處理方法對(duì)井筒進(jìn)行油水事先處理。酸性混合物在正式油井壓裂方法實(shí)施前可用于擠注或重新注入生產(chǎn)井筒，從而降低油井的壓裂總壓力。在工程后期，也可實(shí)現(xiàn)良好的油井通道的油水滲漏處理效果，并降低油田鉆井作業(yè)的破裂壓力。

1.2限流壓裂處理技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同地下層液體流動(dòng)通道數(shù)的直接影響和自動(dòng)調(diào)節(jié)，而且可以直接在不同地下層之間形成相對(duì)不同的地下孔摩阻壓差，利用最大排量泵用于徑向注入壓裂液。早期壓裂留下的下部地層將來(lái)可以直接進(jìn)入，得到更多的壓裂液。在某些情況下，還會(huì)直接進(jìn)入，形成較大的井下摩阻，使進(jìn)入地下儲(chǔ)液區(qū)不能再進(jìn)入，從而得到更多的水或壓裂液，使更多的壓裂液儲(chǔ)存在其他較低的地層中進(jìn)行排液，使多個(gè)地下儲(chǔ)液區(qū)一次直接壓裂。

二、井下壓裂施工技術(shù)實(shí)施的意義

壓裂技術(shù)在低滲透油氣藏領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用，不管是中滲油氣藏還是高滲油氣藏，壓裂技術(shù)在提高生產(chǎn)效率方面都有明顯的作用，可以起到良好的注水井增注作用。井下壓裂工藝可以降低鉆井過(guò)程中造成的井眼損傷，這對(duì)于油氣井正常作用的產(chǎn)量增加，有著重要的意義。除此之外，壓裂工藝還可以作用于低滲透油藏，能夠在油藏當(dāng)中形成高導(dǎo)流裂縫，進(jìn)而提高石油的開(kāi)采效率。除此之外，井下壓裂施工技術(shù)與處理井下廢液也有著重要的關(guān)系。如果油井可以進(jìn)行二次或是三次的采油，實(shí)施壓裂技術(shù)可以加強(qiáng)吸收能力。油井作業(yè)的過(guò)程中，底層張力強(qiáng)度會(huì)提升，在此過(guò)程當(dāng)中，需要項(xiàng)底層注入相應(yīng)的壓裂力，以此來(lái)使油井底部產(chǎn)生裂縫，而此裂縫便為導(dǎo)流裂縫。油井生產(chǎn)的過(guò)程中，需要對(duì)井下的真實(shí)情況有一個(gè)準(zhǔn)確的了解，了解油井的常用方法以測(cè)量為主，但這樣的方法缺乏準(zhǔn)確性和科學(xué)性，壓裂工藝的實(shí)施，能夠監(jiān)測(cè)到不同油層壓裂段的參數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行分析，這對(duì)油井作業(yè)提供了重要的數(shù)據(jù)。壓裂工藝的實(shí)施，可以對(duì)油井實(shí)時(shí)監(jiān)控，這對(duì)于施工開(kāi)展有重要意義。

三、井下壓裂施工技術(shù)相關(guān)數(shù)據(jù)的優(yōu)化

3.1完善壓裂液組成

壓裂的實(shí)際效果和壓裂工程的技術(shù)參數(shù)有直接的聯(lián)系，所以要改進(jìn)壓裂技術(shù)，必須要對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化。整個(gè)壓裂的過(guò)程中，壓裂液返的排成效果對(duì)于工程的成效性有著直接的影響。粘性流體填充是初期工藝環(huán)節(jié)，施工的過(guò)程中還需要進(jìn)行裂縫擴(kuò)展，這一環(huán)節(jié)能有效的提高石油的產(chǎn)量。近年來(lái)，壓裂技術(shù)也不斷發(fā)展，壓裂粘液度的需求量也不斷增加。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的主要原因是施工途中，工作人員需要利用壓裂液提升井壓的溫度和深度，所以要完善壓裂液的組成。

3.2加強(qiáng)對(duì)井下壓裂技術(shù)參數(shù)的控制

想要提高井下壓裂技術(shù)參數(shù)的控制力度，相關(guān)施工企業(yè)需要從以下幾方面入手：①要根據(jù)地質(zhì)情況，壓裂需求以及油層深度等對(duì)混砂比進(jìn)行科學(xué)合理的控制。通常情況下，想要壓裂出較長(zhǎng)且寬度較窄的縫隙時(shí)，石油企業(yè)所使用的壓裂混砂其比值為26.5%;想要實(shí)現(xiàn)低貫通程度的壓裂效果時(shí)，石油企業(yè)所使用的壓裂混砂其比值為20%;②在井下壓裂施工過(guò)程中能夠利用裂縫關(guān)閉技術(shù)來(lái)阻止裂縫擴(kuò)散。施工過(guò)程中需要保證裂縫壁的壓實(shí)，這是避免裂縫出砂的有效措施。裂縫如果有出砂的現(xiàn)象發(fā)生，就會(huì)超出正常的擴(kuò)散標(biāo)準(zhǔn)，這對(duì)于底層的損耗會(huì)有一定程度的增加。過(guò)多的底層損耗，對(duì)于油井的石油產(chǎn)量會(huì)造成嚴(yán)重的影響，實(shí)施壓裂技術(shù)，可以很大程度的避免這一點(diǎn)，壓裂技術(shù)中具備強(qiáng)制關(guān)閉，這可以避免裂縫出砂，縮短擴(kuò)散的時(shí)間，促進(jìn)返排的成效。

四、影響井下壓裂施工效率的相關(guān)因素

4.1分層施工工藝技術(shù)對(duì)壓裂施工效率的影響

在井下壓裂施工過(guò)程中，分層施工工藝技術(shù)是其中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，同樣也是影響壓裂效果最重要的因素之一。在實(shí)際的井下壓裂施工過(guò)程中，需要相關(guān)施工人員采用封隔器來(lái)將井下油層分為多層，之后根據(jù)每一層油層的壓力和實(shí)際情況來(lái)選取合理的壓裂工藝，這樣能夠達(dá)到不同壓裂效果的目的。通常情況下，壓裂工藝主要選用水力壓裂，當(dāng)水力使油藏產(chǎn)生穩(wěn)定的裂縫時(shí)便達(dá)到了相應(yīng)的壓裂目的。而在實(shí)際的壓裂過(guò)程中，如果分層效果不良，或者封隔器并沒(méi)有將油層完全密封，導(dǎo)致在后續(xù)的壓裂施工過(guò)程中產(chǎn)生油層混流的情況，進(jìn)而影響到壓裂效果，甚至?xí)a(chǎn)生安全事故。因此，相關(guān)施工單位需要加強(qiáng)對(duì)分層施工工藝技術(shù)的關(guān)注力度，以此來(lái)提高壓裂施工的效率和安全性。

4.2壓裂液所產(chǎn)生的影響

壓裂液是油田井下壓裂施工過(guò)程中最重要的物質(zhì)之一，該種物質(zhì)相比較水力具有更好的壓裂效果，但如果在施工過(guò)程中壓裂液的指標(biāo)難以達(dá)到施工設(shè)計(jì)要求，便容易影響到壓裂施工質(zhì)量。一般情況下，石油開(kāi)采單位在使用壓裂液進(jìn)行井下壓裂的過(guò)程中需要選擇流動(dòng)能力強(qiáng)，粘度大的壓裂液，如此才能達(dá)到良好的壓裂效果。目前，在我國(guó)石油開(kāi)采工程當(dāng)中，常用的壓裂液主要以果速溶胍膠壓裂液為主，此種壓裂液在使用的過(guò)程中因?yàn)樯锩复呋纬杀Ｗo(hù)石油儲(chǔ)層的作用，進(jìn)而避免油層被其他雜質(zhì)污染。

4.3井下壓裂施工操作方式對(duì)其效果的影響

操作方式是影響井下壓裂施工效果最常見(jiàn)的因素之一，不規(guī)范的操作方式會(huì)降低壓裂施工效果，甚至?xí)a(chǎn)生安全事故。因此石油開(kāi)采施工單位需要對(duì)施工技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，加強(qiáng)其對(duì)壓裂施工技術(shù)和相關(guān)設(shè)備的熟悉程度，提高其專(zhuān)業(yè)能力，由此來(lái)提高井下壓裂施工的質(zhì)量，在油層中形成穩(wěn)定均勻的裂縫，為后續(xù)的石油開(kāi)采打下堅(jiān)實(shí)的“基礎(chǔ)”。除此之外，在壓裂施工過(guò)程中，壓裂設(shè)備是其中最關(guān)鍵的部分，為了有效的提高施工效率，相關(guān)施工人員需要加強(qiáng)對(duì)施工設(shè)備的保養(yǎng)和維護(hù)力度，保障設(shè)備具有較高的應(yīng)用性能，以此來(lái)推進(jìn)壓裂施工順利進(jìn)行。

4.4地質(zhì)因素的影響

在石油工程井下壓裂施工過(guò)程中，不同地質(zhì)特征下的油層圍巖強(qiáng)度也會(huì)有所差別。因此，為了提高壓裂施工的效率，保障壓裂施工能夠順利開(kāi)展，相關(guān)施工人員在實(shí)際的施工之前需要針對(duì)施工區(qū)域的地質(zhì)情況進(jìn)行探究，分析油層圍巖的性能參數(shù)，以此作為依據(jù)來(lái)選取最佳的壓裂施工技術(shù)。只有通過(guò)對(duì)地質(zhì)情況的合理分析，加大對(duì)壓裂工藝的控制力度，才能夠在油藏中壓裂出適宜開(kāi)采的裂縫，進(jìn)而提高油層的滲透率，實(shí)現(xiàn)石油開(kāi)采產(chǎn)量增加的目的。在施工過(guò)程中，由于地質(zhì)環(huán)節(jié)的特殊性可能會(huì)在其中對(duì)壓裂施工產(chǎn)生一定的不良影響，為此施工人員應(yīng)當(dāng)加大對(duì)地質(zhì)因素的控制力度，采用先進(jìn)的技術(shù)來(lái)降低壓裂過(guò)程中所出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的概率，最大程度的降低地質(zhì)因素對(duì)壓裂施工所產(chǎn)生的影響，以此來(lái)有效的提高開(kāi)采效率。

4.5設(shè)備影響因素

在石油工程壓裂施工過(guò)程中會(huì)使用到大量的設(shè)備工具，先進(jìn)的設(shè)備能夠有效的降低施工難度，提高施工效率，進(jìn)而增加油井的產(chǎn)量。如果在壓裂施工過(guò)程中采用的設(shè)備因老化、陳舊等原因造成性能不良，這不僅會(huì)對(duì)壓裂施工進(jìn)度產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，甚至?xí)l(fā)安全事故。因此石油企業(yè)應(yīng)當(dāng)定時(shí)更新升級(jí)壓裂設(shè)備，在保障施工安全性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)開(kāi)采效率的提升。通常情況下，在井下壓裂施工過(guò)程中井口管柱處屬于危險(xiǎn)區(qū)域，此區(qū)域便需要加裝保壓、泄壓裝置，如果該處所安置的裝置設(shè)備性能不佳，便可能會(huì)造成壓裂失敗，導(dǎo)致實(shí)際的施工難以達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)的目的。

五、我國(guó)石油工程井下壓裂技術(shù)的應(yīng)用問(wèn)題

5.1安全問(wèn)題

相比較其他行業(yè)，石油開(kāi)采工程屬于一種高危行業(yè)，在井下壓裂施工過(guò)程中安全問(wèn)題也是困擾我國(guó)石油工程行業(yè)發(fā)展的重要問(wèn)題之一。由于井下壓裂施工主要是在地下進(jìn)行，并且相關(guān)工藝較為復(fù)雜，同時(shí)油井的開(kāi)采周期較長(zhǎng)，在此種情況下，很多設(shè)備設(shè)施的零部件會(huì)在開(kāi)采過(guò)程中出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕、老化的問(wèn)題，這便可能導(dǎo)致出現(xiàn)井噴、管道破損的情況，進(jìn)而導(dǎo)致石油開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生安全問(wèn)題。

5.2井下壓裂施工管理方面存在著一定的問(wèn)題

目前，管理問(wèn)題是我國(guó)石油工程井下壓裂施工當(dāng)中最常見(jiàn)的問(wèn)題之一，該種問(wèn)題不僅會(huì)對(duì)石油開(kāi)采效率產(chǎn)生不利的影響，甚至?xí)l(fā)安全事故。在石油工程當(dāng)中，參與井下壓裂施工的人員和設(shè)備較多并且復(fù)雜，在很多企業(yè)當(dāng)中對(duì)于人員和設(shè)備的管理并沒(méi)有形成一套完善的管理體系，導(dǎo)致很多管理工作虎頭蛇尾，在后續(xù)的管理過(guò)程中便會(huì)出現(xiàn)松懈、混亂的情況，如此便會(huì)對(duì)石油工程企業(yè)產(chǎn)生不利的影響。

六、井下壓裂施工管理設(shè)計(jì)與實(shí)施方法

6.1井下壓裂施工技術(shù)安全優(yōu)化

為了提高井下壓裂施工的安全性，相關(guān)人員要針對(duì)石油工程井下壓裂施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，在實(shí)際的優(yōu)化過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)壓裂液的重視程度，保障所配置的壓裂液、混砂符合施工設(shè)計(jì)要求。并且石油工程單位需要不斷的升級(jí)改進(jìn)井下壓裂技術(shù)工藝，以保證能夠達(dá)到預(yù)期的施工目的。除此之外，相關(guān)企業(yè)需要加強(qiáng)對(duì)整個(gè)施工過(guò)程的安全管關(guān)注力度，通過(guò)各類(lèi)制度的更新和完善，以此來(lái)加強(qiáng)對(duì)施工人員的管理，保障施工人員在實(shí)際的施工操作過(guò)程中按規(guī)范要求執(zhí)行，避免因操作失誤而導(dǎo)致出現(xiàn)安全問(wèn)題。并且石油企業(yè)人力資源管理部室也要加強(qiáng)對(duì)相關(guān)技術(shù)人員的培訓(xùn)，提高施工人員的專(zhuān)業(yè)能力和工作素養(yǎng)，以較強(qiáng)的責(zé)任心投入到實(shí)際工作當(dāng)中，進(jìn)而保障井下壓裂施工的安全性和高效性。

6.2對(duì)井下壓裂施工管理工作進(jìn)行優(yōu)化

無(wú)論在任何行業(yè)當(dāng)中，正確的管理是提升工作效率和工作安全性的基礎(chǔ)保障，在石油工程井下壓裂施工當(dāng)中也是如此。為此相關(guān)石油企業(yè)需要加大對(duì)井下壓裂施工工作的管理力度，建立完善的管理制度，明確施工的目標(biāo)和管理內(nèi)容，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)壓裂施工效率的提升。除此之外，石油企業(yè)還應(yīng)當(dāng)建立質(zhì)量監(jiān)督管理部門(mén)，組織專(zhuān)業(yè)的監(jiān)督管理隊(duì)伍對(duì)井下壓裂施工進(jìn)行全面的監(jiān)督管理，對(duì)相關(guān)設(shè)備設(shè)施進(jìn)行全方位的檢查，如果其中出現(xiàn)問(wèn)題需要對(duì)責(zé)任人員進(jìn)行考核，以此來(lái)保障井下壓裂施工的安全性。

七、結(jié)語(yǔ)

石油是我國(guó)乃至世界發(fā)展的重要能源，其對(duì)于工業(yè)化社會(huì)的進(jìn)步有著極大的助力。為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定增長(zhǎng)，全球各國(guó)都在加大對(duì)石油開(kāi)采技術(shù)的研究和分析，而井下壓裂施工便是石油開(kāi)采過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，想要進(jìn)一步提高開(kāi)采效率和開(kāi)采安全性，相關(guān)石油企業(yè)應(yīng)當(dāng)加大對(duì)壓裂施工技術(shù)工業(yè)的研究和應(yīng)用，通過(guò)科學(xué)的手段來(lái)提高井下壓裂施工的管理水平，進(jìn)而提高開(kāi)采效率，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供重要助力。

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