川渝頁巖氣水井平壓裂中試油監(jiān)督工作分析淺談

王仁仕，張剛鋒

中國石油西南油氣田分公司工程技術(shù)監(jiān)督中心（四川 成都 610017）

0 引言

川渝深層頁巖氣壓裂施工作業(yè)模式進(jìn)入高速發(fā)展應(yīng)用階段。西南油氣田公司持續(xù)加大探索頁巖氣新層系、新領(lǐng)域，新工藝技術(shù)，創(chuàng)新地質(zhì)認(rèn)識，強(qiáng)化工程技術(shù)攻關(guān)，開辟了四川盆地頁巖氣規(guī)模上產(chǎn)新陣地，對推動我國頁巖氣勘探開發(fā)，保障我國能源安全具有戰(zhàn)略性意義[1]。持續(xù)深化斷層、微幅構(gòu)造、地應(yīng)力等地質(zhì)工程特征認(rèn)識，持續(xù)優(yōu)化工程設(shè)計，不斷完善學(xué)習(xí)曲線，保障優(yōu)質(zhì)儲層鉆遇率，降低井筒套變和壓竄風(fēng)險，確保開發(fā)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)；充分發(fā)揮運(yùn)行—地質(zhì)—工程一體化優(yōu)勢，克服地層高應(yīng)力、高抗壓強(qiáng)度、強(qiáng)塑性特征、加砂難度大、形成復(fù)雜縫網(wǎng)的難度大等難題，不斷研究探索新技術(shù)、創(chuàng)新改善壓裂工藝，優(yōu)化壓裂施工規(guī)模，才能實(shí)現(xiàn)頁巖氣資源高效開發(fā)，推進(jìn)產(chǎn)量平穩(wěn)持續(xù)增長。

西南油氣田工程技術(shù)監(jiān)督中心已逐步成為油公司模式下井工程技術(shù)決策、支撐、實(shí)施“三位一體”的重要支撐單位，在工程技術(shù)監(jiān)督中心的領(lǐng)導(dǎo)下，現(xiàn)場駐井監(jiān)督支撐現(xiàn)場技術(shù)，排除現(xiàn)場隱患，為川渝頁巖氣壓裂現(xiàn)場提供了堅實(shí)的“工程監(jiān)督力量”。

1 川渝頁巖氣水平井壓裂施工工程技術(shù)現(xiàn)狀

隨著科技的進(jìn)步，人們?nèi)找尕S富的能源消耗水平和需求在一步步提高，水平井分段水力壓裂技術(shù)已成為川渝頁巖氣井壓裂開發(fā)的主導(dǎo)技術(shù)，被大規(guī)模應(yīng)用在頁巖氣井開發(fā)現(xiàn)場。川渝頁巖氣水平井一般段數(shù)多、水平段長、地層壓力高，相較于封隔器分段技術(shù)、水力噴砂射孔分段技術(shù)，可溶橋塞/射孔聯(lián)作+套管壓裂的工藝更適合頁巖氣水平井壓裂施工現(xiàn)場應(yīng)用，可減少施工時間，減少操作步驟，降低井控風(fēng)險[2]。目前川渝頁巖氣水平井壓裂主要采用連續(xù)油管對首段第①簇傳輸射孔，進(jìn)行診斷壓裂注入測試（DFIT），再補(bǔ)射首段其余簇，加砂壓裂第1 段，其余段采用可溶橋塞/射孔聯(lián)作+套管壓裂的工藝對頁巖氣井進(jìn)行分段射孔、加砂壓裂。在施工過程中如因套變導(dǎo)致泵送可溶橋塞/射孔聯(lián)作遇阻，則使用連續(xù)油管對遇阻段下可溶橋塞/射孔聯(lián)作。

2 川渝深層頁巖氣壓裂中的難點(diǎn)

2.1 壓裂期間超壓砂堵

工程技術(shù)監(jiān)督思路：立即停泵，開2～3 mm油嘴放噴，現(xiàn)場監(jiān)督要提示現(xiàn)場施工隊伍不能猛開猛放，要以保護(hù)地層及套管為原則，避免猛開造成套管應(yīng)力壓差劇變引起套變，避免猛放導(dǎo)致地層大量出砂，加劇井筒內(nèi)砂堵，待壓力逐漸降至安全壓力時，逐漸加大油嘴，排出井筒內(nèi)余砂，小排量試擠驗證通道，監(jiān)督要提示施工隊伍提排量要小，避免通道未打開，造成井筒內(nèi)快速高壓及套管變形。若試擠不通則繼續(xù)循環(huán)放噴排砂程序，直至驗證通道恢復(fù)后加大排量繼續(xù)壓裂施工。

2.2 套管變形，泵送橋塞射孔槍遇阻卡

工程技術(shù)監(jiān)督思路：監(jiān)督同射孔隊技術(shù)人員一起判斷是否為硬遇阻，發(fā)生硬遇阻后，則上提橋塞，若接近電纜弱點(diǎn)安全范圍臨界值仍遇卡，則請示建設(shè)方原地坐封橋塞，射孔槍不點(diǎn)火，提出射孔槍。然后進(jìn)行融塞，監(jiān)督在融塞作業(yè)前組織召開技術(shù)交底會，核對施工參數(shù)、液量、排量，保證酸液融塞效果，準(zhǔn)確頂酸至橋塞位置泡酸后大排量洗井將橋塞推至井底。換小一號橋塞及射孔槍入井，若還遇阻，則重復(fù)上面步驟，起出射孔槍后，上連油用多臂測井儀測井徑，分析井徑數(shù)據(jù)，根據(jù)測井徑數(shù)據(jù)確定下步橋塞、射孔槍大小及后續(xù)工序。

2.3 壓串層，導(dǎo)致B、C環(huán)空或鄰井帶壓

壓裂期間高壓壓串層，監(jiān)督要檢查壓裂時B、C環(huán)空砸門必須敞開，要提示施工隊伍重點(diǎn)監(jiān)測B、C環(huán)空及鄰井壓力，若鄰井起壓，則鄰井壓裂深度需與此井基本同步，以免本井壓裂后，導(dǎo)致鄰井套管變形[3]，無法下橋塞及射孔工具串。

2.4 排液大量出砂造成井口及流程砂堵

監(jiān)督同試油隊技術(shù)人員對現(xiàn)場實(shí)際情況分析，判斷是加大油嘴放噴還是調(diào)小油嘴放噴控制出砂量，若無法解堵則上泵車將管匯流程沖洗干凈，換油嘴繼續(xù)排砂，井口砂堵未松動，則用泵車對井筒小排量注入少量清水，然后倒放噴流程，井口附近砂子會松動后，經(jīng)管匯流程放噴管線排出，排盡后即可恢復(fù)正常生產(chǎn)。在此過程，監(jiān)督提示除必要操作人員外，其他人撤離至安全地帶，避免管線因高壓刺漏傷人。

2.5 預(yù)防套管變形

工程技術(shù)監(jiān)督分析：在壓裂過程中，經(jīng)過數(shù)據(jù)比對，發(fā)現(xiàn)當(dāng)壓裂施工最高壓力大于或等于110 MPa時容易發(fā)生套變（表1）。

表1 自225井壓裂施工部分?jǐn)?shù)據(jù)表

工程技術(shù)監(jiān)督建議：破裂壓裂高的井段，可通過控制施工排量，從而控制施工壓力，減小壓裂過程引起套變的概率[4]。

在出現(xiàn)以上難點(diǎn)時，監(jiān)督要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，分析判斷，做好提示工作，請示建設(shè)方和油公司監(jiān)督中心，為現(xiàn)場生產(chǎn)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

3 川渝頁巖氣水平井壓裂過程中的監(jiān)督管理

3.1 井口保障

川渝頁巖氣水平壓裂施工過程中，壓裂施工壓力高，液量大，水平段數(shù)多，容易發(fā)生井口和管線刺露，給現(xiàn)場安全生產(chǎn)帶來風(fēng)險[5]。試油監(jiān)督在壓裂前對到場的壓裂井口、采油樹，查驗有效合格證和檢測報告，并建立臺賬。壓裂作業(yè)期間旁站監(jiān)督井口廠家及施工方安排的專人在每段主壓裂施工完后，對壓裂大閘門、油管頭及其側(cè)翼閥門上的所有螺栓、螺紋等連接部位進(jìn)行巡檢，確保完整無滲漏；每壓完三段對所有螺栓、螺紋等連接部位進(jìn)行檢查和緊固；每壓完六段對井口裝置閘閥進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，保養(yǎng)時應(yīng)活動閘閥，確保閘閥開關(guān)靈活。壓裂開工前檢查油管頭四通5、6號閥門外側(cè)兩翼均可放噴泄壓，且無相互干擾。確保油管頭四通2、3、5、6號閥門無遮擋，方井中應(yīng)保持清潔，杜絕方井內(nèi)積水，確保閥門方便操作。壓裂井口油管頭四通2 號與5 號閥門，3 號與6 號閥門之間不應(yīng)安裝儀表法蘭，確保施工安全。發(fā)現(xiàn)不符合，現(xiàn)場工程監(jiān)督應(yīng)立即要求施工方進(jìn)行整改直至合格。

3.2 加強(qiáng)對井控的監(jiān)督管理

針對于川渝頁巖氣水平井壓裂施工井控工作的監(jiān)督管理，可以分別從開工驗收、全過程跟蹤監(jiān)督、日常巡井3個方面著手。首先，現(xiàn)場試油監(jiān)督要加強(qiáng)對資質(zhì)的核查驗收，陪同建設(shè)方開工驗收，檢查人員證件齊全，設(shè)備設(shè)施正常運(yùn)轉(zhuǎn)，符合設(shè)計要求，保證施工現(xiàn)場的井控安全環(huán)保[6]。第一，在工作生活中監(jiān)督要認(rèn)真地學(xué)習(xí)井控細(xì)則、實(shí)施細(xì)則、安全生產(chǎn)法以及相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；第二，在進(jìn)行陪同建設(shè)方開工驗收的時候，檢查現(xiàn)場“六個評估”落實(shí)情況，按照相關(guān)的表格要求來對井場現(xiàn)場施工的人員、設(shè)備設(shè)施等進(jìn)行相關(guān)檢查，并且做好資料存檔；第三，加強(qiáng)對施工井控安全隱患的檢查，一旦發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場存在井控安全隱患，就應(yīng)該下發(fā)整改通知單，并且督促施工單位按時完成整改，及時閉環(huán)銷項，保證之后的施工井控安全；第四，在施工過程中，必須嚴(yán)格地遵守相關(guān)的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及法律法規(guī)，進(jìn)行動態(tài)的巡檢，確保早發(fā)現(xiàn)、早整改、早閉環(huán)。最后，加強(qiáng)對現(xiàn)場施工人員的安全培訓(xùn)和演練，提高施工人員的安全施工的技能與意識，提高施工人員處置能力[7]，保證川渝頁巖氣水平井壓裂施工現(xiàn)場安全有序平穩(wěn)運(yùn)行。

3.3 加強(qiáng)全過程管控，提升管理標(biāo)準(zhǔn)

每天定時組織各單位相關(guān)人員參加壓裂現(xiàn)場協(xié)調(diào)會議，明確各作業(yè)中存在的問題、作業(yè)風(fēng)險及可能出現(xiàn)的復(fù)雜情況，做好相應(yīng)的作業(yè)風(fēng)險提示，要求相關(guān)單位要提前做好技術(shù)交底，做好監(jiān)督日志的寫實(shí)工作，包括施工情況、監(jiān)督檢查內(nèi)容、存在問題、處理結(jié)果、需要協(xié)調(diào)處理的事情、會議記錄及匯報記錄。加強(qiáng)全過程管控，提升管理標(biāo)準(zhǔn)[8]。工程監(jiān)督在現(xiàn)場不能抱有僥幸心理，枯燥的駐井生活不能影響到工作狀態(tài)，要高標(biāo)準(zhǔn)要求自己，嚴(yán)格按照井控細(xì)則及油公司規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，確?，F(xiàn)場各項工作不打折扣。應(yīng)重點(diǎn)對是否嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計及相關(guān)規(guī)范、人員是否持證上崗、工作是否到位、材料和工序嚴(yán)格把關(guān)。工程監(jiān)督在頁巖氣水平井壓裂施工過程中對以下環(huán)節(jié)進(jìn)行旁站監(jiān)督：①入井工具、短節(jié)的檢測、丈量、清洗、組裝；②射孔槍、封隔器等工具檢查、連接、吊裝、入井；③工具出井；④井控裝置及井筒試壓；⑤壓裂井口的檢查、緊固、保養(yǎng)。并且對采氣井口、接頭短接、井下工具和射孔器材檢查進(jìn)行確認(rèn)。

努力做到“工作過硬、高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求、多溝通”，不僅要做到主動地向監(jiān)督中心和建設(shè)方匯報工作，還需要做到準(zhǔn)確無誤地向井場施工單位傳遞工作指示，要時刻將高質(zhì)量高標(biāo)準(zhǔn)安全管理理念貫穿到壓裂生產(chǎn)的每個過程，采取批評和鼓勵的雙向溝通方法，調(diào)動現(xiàn)場施工單位積極性，對各項工作真正高度重視。將高標(biāo)準(zhǔn)施工的態(tài)度傳遞到井場各施工人員[9]。

3.4 監(jiān)督資料管理

試油資料的準(zhǔn)確性，能夠直接反映出整個施工的過程。試油監(jiān)督通過專業(yè)知識和豐富經(jīng)驗，及時辨別錄取資料的錯誤、遺漏、真?zhèn)?，分析其產(chǎn)生的根本原因，對不符合標(biāo)準(zhǔn)的資料，需要施工方采取整改措施[10]。現(xiàn)場試油監(jiān)督要按時完成資料收集、對生產(chǎn)資料進(jìn)行審核，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤。詳實(shí)記錄生產(chǎn)情況及復(fù)雜處理情況，形成復(fù)雜專報留存，方便以后查找查閱。監(jiān)督需要收集整理的資料很多，專業(yè)性強(qiáng)，此時需要采取一定的方法，建議上井之后建立資料目錄，將所需的電子版資料和紙質(zhì)版資料分別建立目錄，建立對應(yīng)的文件夾。電子版資料要將資料放入文件夾，每新增一個資料則在目錄里面添加，到時后不管是做資料還是查找資料都一目了然。紙質(zhì)版資料亦是如此。監(jiān)督保證資料齊全，不遺漏，方便查閱提交。

4 結(jié)束語

研究了川渝頁巖氣水平井壓裂工程技術(shù)研究，總結(jié)施工過程中的經(jīng)驗，分析介紹了常見壓裂技術(shù)措施的應(yīng)用概況。各類施工技術(shù)措施在頁巖氣開發(fā)過程中互補(bǔ)發(fā)展逐步成熟，施工過程中規(guī)模調(diào)整逐步成熟。經(jīng)驗的積累、技術(shù)的不斷提升，在川渝頁巖氣開發(fā)施工的提速提效、減少復(fù)雜情況發(fā)生等方面均取得了良好效果。工程監(jiān)督通過專業(yè)能力和豐富經(jīng)驗，按照油公司各項規(guī)定，對頁巖氣壓裂現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)督檢查與技術(shù)支撐，嚴(yán)格遵守各項規(guī)章制度，結(jié)合現(xiàn)代化科學(xué)化管理方式，為頁巖氣壓裂現(xiàn)場安全有序、達(dá)質(zhì)達(dá)標(biāo)、順利進(jìn)行貢獻(xiàn)力量。