川渝頁巖氣水井平壓裂中試油監督工作分析淺談

王仁仕，張剛鋒

中國石油西南油氣田分公司工程技術監督中心（四川 成都 610017）

0 引言

川渝深層頁巖氣壓裂施工作業模式進入高速發展應用階段。西南油氣田公司持續加大探索頁巖氣新層系、新領域，新工藝技術，創新地質認識，強化工程技術攻關，開辟了四川盆地頁巖氣規模上產新陣地，對推動我國頁巖氣勘探開發，保障我國能源安全具有戰略性意義[1]。持續深化斷層、微幅構造、地應力等地質工程特征認識，持續優化工程設計，不斷完善學習曲線，保障優質儲層鉆遇率，降低井筒套變和壓竄風險，確保開發指標實現；充分發揮運行—地質—工程一體化優勢，克服地層高應力、高抗壓強度、強塑性特征、加砂難度大、形成復雜縫網的難度大等難題，不斷研究探索新技術、創新改善壓裂工藝，優化壓裂施工規模，才能實現頁巖氣資源高效開發，推進產量平穩持續增長。

西南油氣田工程技術監督中心已逐步成為油公司模式下井工程技術決策、支撐、實施“三位一體”的重要支撐單位，在工程技術監督中心的領導下，現場駐井監督支撐現場技術，排除現場隱患，為川渝頁巖氣壓裂現場提供了堅實的“工程監督力量”。

1 川渝頁巖氣水平井壓裂施工工程技術現狀

隨著科技的進步，人們日益豐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已成為川渝頁巖氣井壓裂開發的主導技術，被大規模應用在頁巖氣井開發現場。川渝頁巖氣水平井一般段數多、水平段長、地層壓力高，相較于封隔器分段技術、水力噴砂射孔分段技術，可溶橋塞/射孔聯作+套管壓裂的工藝更適合頁巖氣水平井壓裂施工現場應用，可減少施工時間，減少操作步驟，降低井控風險[2]。目前川渝頁巖氣水平井壓裂主要采用連續油管對首段第①簇傳輸射孔，進行診斷壓裂注入測試（DFIT），再補射首段其余簇，加砂壓裂第1 段，其余段采用可溶橋塞/射孔聯作+套管壓裂的工藝對頁巖氣井進行分段射孔、加砂壓裂。在施工過程中如因套變導致泵送可溶橋塞/射孔聯作遇阻，則使用連續油管對遇阻段下可溶橋塞/射孔聯作。

2 川渝深層頁巖氣壓裂中的難點

2.1 壓裂期間超壓砂堵

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

2.2 套管變形，泵送橋塞射孔槍遇阻卡

工程技術監督思路：監督同射孔隊技術人員一起判斷是否為硬遇阻，發生硬遇阻后，則上提橋塞，若接近電纜弱點安全范圍臨界值仍遇卡，則請示建設方原地坐封橋塞，射孔槍不點火，提出射孔槍。然后進行融塞，監督在融塞作業前組織召開技術交底會，核對施工參數、液量、排量，保證酸液融塞效果，準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，分析井徑數據，根據測井徑數據確定下步橋塞、射孔槍大小及后續工序。

2.3 壓串層，導致B、C環空或鄰井帶壓

壓裂期間高壓壓串層，監督要檢查壓裂時B、C環空砸門必須敞開，要提示施工隊伍重點監測B、C環空及鄰井壓力，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

監督同試油隊技術人員對現場實際情況分析，判斷是加大油嘴放噴還是調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，經管匯流程放噴管線排出，排盡后即可恢復正常生產。在此過程，監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 預防套管變形

工程技術監督分析：在壓裂過程中，經過數據比對，發現當壓裂施工最高壓力大于或等于110 MPa時容易發生套變（表1）。

表1 自225井壓裂施工部分數據表

工程技術監督建議：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]。

在出現以上難點時，監督要根據現場實際情況，分析判斷，做好提示工作，請示建設方和油公司監督中心，為現場生產提供強有力的技術支撐。

3 川渝頁巖氣水平井壓裂過程中的監督管理

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，水平段數多，容易發生井口和管線刺露，給現場安全生產帶來風險[5]。試油監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。壓裂作業期間旁站監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、油管頭及其側翼閥門上的所有螺栓、螺紋等連接部位進行巡檢，確保完整無滲漏；每壓完三段對所有螺栓、螺紋等連接部位進行檢查和緊固；每壓完六段對井口裝置閘閥進行維護保養，保養時應活動閘閥，確保閘閥開關靈活。壓裂開工前檢查油管頭四通5、6號閥門外側兩翼均可放噴泄壓，且無相互干擾。確保油管頭四通2、3、5、6號閥門無遮擋，方井中應保持清潔，杜絕方井內積水，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 號閥門之間不應安裝儀表法蘭，確保施工安全。發現不符合，現場工程監督應立即要求施工方進行整改直至合格。

3.2 加強對井控的監督管理

針對于川渝頁巖氣水平井壓裂施工井控工作的監督管理，可以分別從開工驗收、全過程跟蹤監督、日常巡井3個方面著手。首先，現場試油監督要加強對資質的核查驗收，陪同建設方開工驗收，檢查人員證件齊全，設備設施正常運轉，符合設計要求，保證施工現場的井控安全環保[6]。第一，在工作生活中監督要認真地學習井控細則、實施細則、安全生產法以及相關的標準規范；第二，在進行陪同建設方開工驗收的時候，檢查現場“六個評估”落實情況，按照相關的表格要求來對井場現場施工的人員、設備設施等進行相關檢查，并且做好資料存檔；第三，加強對施工井控安全隱患的檢查，一旦發現施工現場存在井控安全隱患，就應該下發整改通知單，并且督促施工單位按時完成整改，及時閉環銷項，保證之后的施工井控安全；第四，在施工過程中，必須嚴格地遵守相關的作業標準及法律法規，進行動態的巡檢，確保早發現、早整改、早閉環。最后，加強對現場施工人員的安全培訓和演練，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場安全有序平穩運行。

3.3 加強全過程管控，提升管理標準

每天定時組織各單位相關人員參加壓裂現場協調會議，明確各作業中存在的問題、作業風險及可能出現的復雜情況，做好相應的作業風險提示，要求相關單位要提前做好技術交底，做好監督日志的寫實工作，包括施工情況、監督檢查內容、存在問題、處理結果、需要協調處理的事情、會議記錄及匯報記錄。加強全過程管控，提升管理標準[8]。工程監督在現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，要高標準要求自己，嚴格按照井控細則及油公司規范標準執行，確保現場各項工作不打折扣。應重點對是否嚴格執行設計及相關規范、人員是否持證上崗、工作是否到位、材料和工序嚴格把關。工程監督在頁巖氣水平井壓裂施工過程中對以下環節進行旁站監督：①入井工具、短節的檢測、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。并且對采氣井口、接頭短接、井下工具和射孔器材檢查進行確認。

努力做到“工作過硬、高標準、嚴要求、多溝通”，不僅要做到主動地向監督中心和建設方匯報工作，還需要做到準確無誤地向井場施工單位傳遞工作指示，要時刻將高質量高標準安全管理理念貫穿到壓裂生產的每個過程，采取批評和鼓勵的雙向溝通方法，調動現場施工單位積極性，對各項工作真正高度重視。將高標準施工的態度傳遞到井場各施工人員[9]。

3.4 監督資料管理

試油資料的準確性，能夠直接反映出整個施工的過程。試油監督通過專業知識和豐富經驗，及時辨別錄取資料的錯誤、遺漏、真偽，分析其產生的根本原因，對不符合標準的資料，需要施工方采取整改措施[10]。現場試油監督要按時完成資料收集、對生產資料進行審核，確保數據準確無誤。詳實記錄生產情況及復雜處理情況，形成復雜專報留存，方便以后查找查閱。監督需要收集整理的資料很多，專業性強，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版資料分別建立目錄，建立對應的文件夾。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。紙質版資料亦是如此。監督保證資料齊全，不遺漏，方便查閱提交。

4 結束語

研究了川渝頁巖氣水平井壓裂工程技術研究，總結施工過程中的經驗，分析介紹了常見壓裂技術措施的應用概況。各類施工技術措施在頁巖氣開發過程中互補發展逐步成熟，施工過程中規模調整逐步成熟。經驗的積累、技術的不斷提升，在川渝頁巖氣開發施工的提速提效、減少復雜情況發生等方面均取得了良好效果。工程監督通過專業能力和豐富經驗，按照油公司各項規定，對頁巖氣壓裂現場進行監督檢查與技術支撐，嚴格遵守各項規章制度，結合現代化科學化管理方式，為頁巖氣壓裂現場安全有序、達質達標、順利進行貢獻力量。