井下壓裂施工管理設(shè)計與實施探討

黃旭

摘要：石油作為三大能源之一，一直以來都在社會的發(fā)展當中扮演著重要的角色，這也使人們在石油工程當中有了越來越多的關(guān)注。如今，社會的發(fā)展使人們對于石油有了更多的需求，這也使石油開采工作面臨著更加嚴峻的挑戰(zhàn)，為了提高石油開采的工作效率和工作安全，很多先進的技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于石油工程當中，其中井下壓裂施工技術(shù)便是其中發(fā)展最迅速的一種。就目前對于我國石油開采工程而言，井下壓裂施工過程中存在著一定的問題影響著石油的開采效率，因此選取何種井下壓裂施工技術(shù)是每一個石油開采企業(yè)都需要關(guān)注的事項。基于此，本文圍繞著石油工程展開論述，對其中壓裂施工技術(shù)進行深入探究，并分析該種技術(shù)在石油工程當中的應(yīng)用意義，同時對我國石油工程井下壓裂技術(shù)的應(yīng)用問題進行分析，針對問題提出科學(xué)的井下壓裂施工管理設(shè)計與實施方法，以供石油行業(yè)人員參考，從而推動我國社會經(jīng)濟的穩(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;問題;管理設(shè)計;實施方法

引言：

石油資源一直都是全球經(jīng)濟發(fā)展的重要能源，同時也是全世界各國正常運行的基礎(chǔ)所帶。當前，石油化工產(chǎn)品已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在人民的生活當中，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，石油行業(yè)的發(fā)展和進步也決定著一個國家的國際競爭力。在這樣的背景下，石油資源的需求越來越多，提高石油開采效率和開采安全性已經(jīng)成為了每一個國家都需要認真思考的問題。而目前由于大規(guī)模的石油開采，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)境下進行石油開采，這也給石油工程行業(yè)帶來了更多的困難。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，很多新技術(shù)被研發(fā)出來，這也逐步加大了石油開采的安全性和開采效率，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)要加強對該種技術(shù)的研究與應(yīng)用，以此來保證石油開采的安全性，進而推動我國社會飛速發(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，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。對于一些井筒裂縫大、壓力高的采油井，可考慮運用這種預(yù)酸處理方法對井筒進行油水事先處理。酸性混合物在正式油井壓裂方法實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)

該項技術(shù)不僅可以實現(xiàn)對不同地下層液體流動通道數(shù)的直接影響和自動調(diào)節(jié)，而且可以直接在不同地下層之間形成相對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可以直接進入，得到更多的壓裂液。在某些情況下，還會直接進入，形成較大的井下摩阻，使進入地下儲液區(qū)不能再進入，從而得到更多的水或壓裂液，使更多的壓裂液儲存在其他較低的地層中進行排液，使多個地下儲液區(qū)一次直接壓裂。

二、井下壓裂施工技術(shù)實施的意義

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程中造成的井眼損傷，這對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，能夠在油藏當中形成高導(dǎo)流裂縫，進而提高石油的開采效率。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。如果油井可以進行二次或是三次的采油，實施壓裂技術(shù)可以加強吸收能力。油井作業(yè)的過程中，底層張力強度會提升，在此過程當中，需要項底層注入相應(yīng)的壓裂力，以此來使油井底部產(chǎn)生裂縫，而此裂縫便為導(dǎo)流裂縫。油井生產(chǎn)的過程中，需要對井下的真實情況有一個準確的了解，了解油井的常用方法以測量為主，但這樣的方法缺乏準確性和科學(xué)性，壓裂工藝的實施，能夠監(jiān)測到不同油層壓裂段的參數(shù)，并對其進行分析，這對油井作業(yè)提供了重要的數(shù)據(jù)。壓裂工藝的實施，可以對油井實時監(jiān)控，這對于施工開展有重要意義。

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，所以要改進壓裂技術(shù)，必須要對相關(guān)數(shù)據(jù)進行優(yōu)化。整個壓裂的過程中，壓裂液返的排成效果對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)，施工的過程中還需要進行裂縫擴展，這一環(huán)節(jié)能有效的提高石油的產(chǎn)量。近年來，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加強對井下壓裂技術(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混砂比進行科學(xué)合理的控制。通常情況下，想要壓裂出較長且寬度較窄的縫隙時，石油企業(yè)所使用的壓裂混砂其比值為26.5%;想要實現(xiàn)低貫通程度的壓裂效果時，石油企業(yè)所使用的壓裂混砂其比值為20%;②在井下壓裂施工過程中能夠利用裂縫關(guān)閉技術(shù)來阻止裂縫擴散。施工過程中需要保證裂縫壁的壓實，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，就會超出正常的擴散標準，這對于底層的損耗會有一定程度的增加。過多的底層損耗，對于油井的石油產(chǎn)量會造成嚴重的影響，實施壓裂技術(shù)，可以很大程度的避免這一點，壓裂技術(shù)中具備強制關(guān)閉，這可以避免裂縫出砂，縮短擴散的時間，促進返排的成效。

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)對壓裂施工效率的影響

在井下壓裂施工過程中，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。在實際的井下壓裂施工過程中，需要相關(guān)施工人員采用封隔器來將井下油層分為多層，之后根據(jù)每一層油層的壓力和實際情況來選取合理的壓裂工藝，這樣能夠達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，當水力使油藏產(chǎn)生穩(wěn)定的裂縫時便達到了相應(yīng)的壓裂目的。而在實際的壓裂過程中，如果分層效果不良，或者封隔器并沒有將油層完全密封，導(dǎo)致在后續(xù)的壓裂施工過程中產(chǎn)生油層混流的情況，進而影響到壓裂效果，甚至?xí)a(chǎn)生安全事故。因此，相關(guān)施工單位需要加強對分層施工工藝技術(shù)的關(guān)注力度，以此來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，但如果在施工過程中壓裂液的指標難以達到施工設(shè)計要求，便容易影響到壓裂施工質(zhì)量。一般情況下，石油開采單位在使用壓裂液進行井下壓裂的過程中需要選擇流動能力強，粘度大的壓裂液，如此才能達到良好的壓裂效果。目前，在我國石油開采工程當中，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程中因為生物酶催化而形成保護石油儲層的作用，進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其效果的影響

操作方式是影響井下壓裂施工效果最常見的因素之一，不規(guī)范的操作方式會降低壓裂施工效果，甚至?xí)a(chǎn)生安全事故。因此石油開采施工單位需要對施工技術(shù)人員進行培訓(xùn)，加強其對壓裂施工技術(shù)和相關(guān)設(shè)備的熟悉程度，提高其專業(yè)能力，由此來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)的石油開采打下堅實的“基礎(chǔ)”。除此之外，在壓裂施工過程中，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)施工人員需要加強對施工設(shè)備的保養(yǎng)和維護力度，保障設(shè)備具有較高的應(yīng)用性能，以此來推進壓裂施工順利進行。

4.4地質(zhì)因素的影響

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

4.5設(shè)備影響因素

在石油工程壓裂施工過程中會使用到大量的設(shè)備工具，先進的設(shè)備能夠有效的降低施工難度，提高施工效率，進而增加油井的產(chǎn)量。如果在壓裂施工過程中采用的設(shè)備因老化、陳舊等原因造成性能不良，這不僅會對壓裂施工進度產(chǎn)生嚴重的影響，甚至?xí)l(fā)安全事故。因此石油企業(yè)應(yīng)當定時更新升級壓裂設(shè)備，在保障施工安全性的同時實現(xiàn)開采效率的提升。通常情況下，在井下壓裂施工過程中井口管柱處屬于危險區(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，便可能會造成壓裂失敗，導(dǎo)致實際的施工難以達到預(yù)期設(shè)計的目的。

五、我國石油工程井下壓裂技術(shù)的應(yīng)用問題

5.1安全問題

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

5.2井下壓裂施工管理方面存在著一定的問題

目前，管理問題是我國石油工程井下壓裂施工當中最常見的問題之一，該種問題不僅會對石油開采效率產(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)當中對于人員和設(shè)備的管理并沒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)的管理過程中便會出現(xiàn)松懈、混亂的情況，如此便會對石油工程企業(yè)產(chǎn)生不利的影響。

六、井下壓裂施工管理設(shè)計與實施方法

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)人員要針對石油工程井下壓裂施工技術(shù)進行優(yōu)化，在實際的優(yōu)化過程中，要加強對壓裂液的重視程度，保障所配置的壓裂液、混砂符合施工設(shè)計要求。并且石油工程單位需要不斷的升級改進井下壓裂技術(shù)工藝，以保證能夠達到預(yù)期的施工目的。除此之外，相關(guān)企業(yè)需要加強對整個施工過程的安全管關(guān)注力度，通過各類制度的更新和完善，以此來加強對施工人員的管理，保障施工人員在實際的施工操作過程中按規(guī)范要求執(zhí)行，避免因操作失誤而導(dǎo)致出現(xiàn)安全問題。并且石油企業(yè)人力資源管理部室也要加強對相關(guān)技術(shù)人員的培訓(xùn)，提高施工人員的專業(yè)能力和工作素養(yǎng)，以較強的責任心投入到實際工作當中，進而保障井下壓裂施工的安全性和高效性。

6.2對井下壓裂施工管理工作進行優(yōu)化

無論在任何行業(yè)當中，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中也是如此。為此相關(guān)石油企業(yè)需要加大對井下壓裂施工工作的管理力度，建立完善的管理制度，明確施工的目標和管理內(nèi)容，以此來實現(xiàn)壓裂施工效率的提升。除此之外，石油企業(yè)還應(yīng)當建立質(zhì)量監(jiān)督管理部門，組織專業(yè)的監(jiān)督管理隊伍對井下壓裂施工進行全面的監(jiān)督管理，對相關(guān)設(shè)備設(shè)施進行全方位的檢查，如果其中出現(xiàn)問題需要對責任人員進行考核，以此來保障井下壓裂施工的安全性。

七、結(jié)語

石油是我國乃至世界發(fā)展的重要能源，其對于工業(yè)化社會的進步有著極大的助力。為了實現(xiàn)經(jīng)濟的穩(wěn)定增長，全球各國都在加大對石油開采技術(shù)的研究和分析，而井下壓裂施工便是石油開采過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，想要進一步提高開采效率和開采安全性，相關(guān)石油企業(yè)應(yīng)當加大對壓裂施工技術(shù)工業(yè)的研究和應(yīng)用，通過科學(xué)的手段來提高井下壓裂施工的管理水平，進而提高開采效率，為國民經(jīng)濟的發(fā)展提供重要助力。

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