压裂基础知识

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1、压裂的根底学问1、什么叫油层水力压裂？利用水力传压的作用，使埋藏在地层深部的油层形成裂缝的方法叫油层水力压裂。2、油层水力压裂的根本原理是什么？油层水力压裂一般是指利用液体传压的原理，在地面用高压大排量的泵，将具有确定粘度的液体以大于油层所能吸取的力气向油层注入，使井筒压力渐渐增高， 当压力增高到大于油层裂开所需要的压力时，油层就会形成一条或几条水平的或是垂直的裂缝。当裂缝形成以后，随着液体的不断注入，裂缝还会不断地延长和扩展，直到液体注入的速度与油层所能吸取的速度相等时为止，此时假设取消外力裂缝还会重闭合。为了保持裂缝处于张开的状态，随压裂液注入的同时混入确定比例的具有较高强度的固体颗粒做支

2、撑剂来支撑裂缝。由于支撑是经过严格筛选的，它具有良好的粒度和强度，沉淀在裂缝中，使转变了井筒四周地层的导流力气，从而降低了液体由地层流入井筒的阻力。3、油层水力压裂的目的是什么？油层水力压裂的目的在于改造油层的物理构造，人为地在油层中形成一条或几条高渗透力气的通道，以降低近井地带的流淌阻力，增大渗流力气，使油井获得增产效果。4、油层水力压裂有哪些作用?对油层进展水力压裂有以下作用： 解除钻井或修井过程中由于压井液造成的油层污染和堵塞。 改善厚油层上下渗透性不均匀的层内冲突。 提凹凸渗透油层的渗透力气，调整油井的层间和平面冲突，改善开发效果； 扩展和沟通油层原有的裂缝和通道，提高油井的产油力气和

3、注水井的吸水力气。5、水力压裂所形成的油层裂缝有哪几种？油层通过水力压裂后所形成的裂缝，一般可以归纳为两种根本类型，即水平裂缝和垂直裂缝。与油层层面相平行的裂缝叫水平裂缝，与油层层面相垂直的裂缝叫垂直裂缝。6、压裂液有几种类型？在压裂过程中向井内挤入的液体总称为压裂液。压裂液有很多种，大致可分为油基压裂液和不基压裂液两大类。油基压裂液通常用原油或成品油为基液；水基压裂液通常承受清水、田菁胶、海藻胶、稠化水和生活水平包油乳化液等。7、压裂液应具有哪些根本性质?压裂液要直到传压、劈开裂缝，携带支撑剂进入油层的作用。因此它要具有如下五个方面的根本性质： 滤失量小，不易漏入油层，有利于造缝； 摩擦阻力

4、小，以削减设备的动力损失； 悬浮力气好，能够大比例地携带支撑剂进入油层； 与油层不发生化学反响，压裂后易于返排，不污染和堵塞油层； 材料来源便利，配制简洁，本钱低。8、什么叫支撑剂？有几种类型？在压裂过程中用于支撑和充填油层裂缝的固体颗粒称为支撑剂。常用的支撑剂有： 石英砂、陶粒、玻璃球等多种类型。9、压裂施工中压裂液分哪几局部使用？各有什么作用？ 在压裂过程中压裂液分前置液、携砂液、顶替液三局部：前置液一般是在加砂以前使用的液量，包括压裂施工中试挤和压裂这两道工序所用的全部液量。前置液的任务在于建立井底压力，渐渐到达地层的裂开压力， 将地层压开裂缝。携砂液顾名思义是指输送支撑剂到油层裂缝中所

5、需要的液体总量。顶替液是在施工的最终阶段用以顶替携砂液进入油层裂缝所用的液体总量。10、油水井水力压裂有哪几种常用的根本方法？油水井水力压裂分一般压裂和选择性压裂两种根本方法。一般压裂因注液通道不同又可分为：套管压裂、光油管压裂、环空压裂、环空与油管混合压裂。选择性压裂是当油层厚度较大或者层数较多时，将层间渗透性差异较大的油层用封隔器进展分层压裂或者用暂堵剂在确定排量下堵塞高渗透层的炮眼将预压层压开。11、压裂施工前对油水井要做哪些调查工作？压裂施工前，要依据地质设计供给的井号和方案，对施工井进展调查，目的是对油水井的现状作全面的了解，为施工供给依据，调查的内容大致包括： 可供压裂车组通行的道

6、路状况； 井场是否能摆下所需要的压裂车辆； 查看采油树型号，是否能承受压裂施工的最高泵压，是否能与不压井作业装置相配套； 查看井内管柱构造和是否有落物； 查看套管状况是否完好，能否下入分层压裂的井下工具。12、接到压裂施工井号后作业队要做好哪几项预备工作？在作业队接到施工设计时，要针对施工要求逐项做好预备，一般状况下有 8 项预备工作必需做好： 预备好加深油管，以便加深原井管柱探砂面； 预备好特别法兰，以便和各种采油树配套不压井作业； 预备好冲砂工具和水龙带，在需要冲砂时进展冲砂作业； 预备好打捞工具，在需要打捞井下落物时进展打捞； 查看原井管柱是否符合压裂要求，必要时更换全井管柱； 预备好井

7、口球阀、投球器和分层压裂所需要的钢球； 预备好数量足够的清水，以便平衡、冲砂和反洗用； 预备好管汇配件，包括各种油壬、弯头和大小头等。13、哪些油管不能用来做压裂管柱？但凡弯曲、变形、有裂缝和有砂眼的一般油管不能用于压裂，经过酸化或其它缘由腐蚀过的一般油管不能用于压裂；玻璃衬里油管和涂料油管不能用于压裂；丝扣有损伤和使用过久的油管也不能用于压裂。14、进展油水井压裂为什么要首先验串？由于压裂过程中井筒内要承受很高的压力，假设固井质量不好一旦发生管外串槽， 就 会使高压携砂液体在非目的层形成裂缝，简洁造成夹层被压开或者水层被压开的不利状况。所以，但凡对有串槽显示的油层都要查清状况，以便实行措施进

8、展封堵。15、压裂施工的井场布置有什么要求？压裂施工的井场布置应分为四个区，即高压区、低压区、井口区和关心区。在井场布置上应以高压区为中心向外开放，首先应确定高压管汇的位置，尽量离井口区稍远一些。16、压裂施工时对高压管汇有什么要求？压裂施工中不管使用哪种管汇都要满足以下要求： 必需能够承受高于本地区最高裂开压力的 1.52.0 倍的高压； 管汇与各压裂车的连通局部必需装有闸阀或者单流阀，以便进展单车把握； 管汇上不允许有直角弯头； 管汇上应有足够接口以便接满压裂车后，还可以进展高压管线放空等项作业； 管汇上的全部阀门必需灵敏好用，易于快速开关。17、压裂施工的根本工序有哪些？压裂施工尽管方法

9、很多，但是根本工序是一样的，大致可以分为 7 个步骤：循环、试压、试挤、压裂、加砂、替挤、活动管柱或反洗。18、压裂施工时为什么要有循环工序？由于压裂施工前首先要检查各台设备的工作性能，看泵的上水状况是否良好，管汇是否畅通，同时还要把贮罐内的压裂液进展搅拌，使其粘度和温度到达均匀。冬季施工还要检查管线或闸阀有无冻结的现象，所以必需要有循环这道工序。 19、压裂施工前为什么要对地面管线试压？由于压裂施工中各道是连续进展的，中间不能停顿。因此，要求管线各个连接部位必需接牢，无刺漏现象，以便保证在裂开压力的条件下管线安全工作，所以要对地面管线进展试压。20、压裂施工中试挤的目的是什么？试挤的目的是检

10、查井下管柱的各局部如封隔器、喷砂器、水力锚等工作是否正常。检查管柱下入的位置是否正确。更重要的是，通过对油层的试挤可以把握地层吸液力气，以便估算最高的裂开压力。21、压裂施工中怎样推断油层是否形成裂缝？依据压力与排量的变化推断油层是否形成裂缝：在压裂时，随着压力的上升，排量也随着上升，两者之间保持着确定的比值关系。但是当裂缝形成时， 它们之间原来的比值关系就被打破。这时，可能会消灭两种状况：第一，泵压快速下降排量上升。其次，压力不变，排量上升。这时就可以推断油层已被压开裂缝。依据机械设备的变化推断油层是否形成裂缝：在油层没有形成裂缝以前，由于压力比较高，压裂车上的柴油机负荷大，发出的声音很沉重

11、，排出浓烟。从混砂车的砂罐里可以观看到液体排量不大，砂罐内的液体翻腾也小。可是一旦裂缝形成，柴油机马上会转变声音，砂罐中的液体排量突然增加，形成很大的翻腾浪花。这时推断油层已被压开裂缝。利用地层吸水指数的变化推断油层是否被压开裂缝：在地层未形成裂缝的时候，由于地层本身的渗滤面和渗透率是固定的，则吸水指数也是一个固定值。当油层被压开裂缝后，由于有了的裂缝面，从而使地层吸液力气增加，此时吸水指数明显增加，推断油层已经被压开了裂缝。22、加砂过程中要留意哪些问题？加砂是压裂成败的关键工序。加砂前应快速检查一下各台车的工作状况是否正常， 管线和井口设备是否有问题，假设觉察问题，必需在加砂前停车处理。加

12、砂时应先小后大，开头时混砂比可把握在 57%左右，此时可以进一步验证油层是否真的形成了裂缝。假设油层没有形成裂缝，砂子就会在井筒内沉积而引起压力上升。发生这种状况要马上停顿加砂，进展放空和反洗。加砂过程中要使含砂比渐渐加大，保持均匀加砂。此时不许减档，严禁停泵。23、压裂施工后为什么要替挤？为了把携砂液全部挤入油层裂缝，所以要进展替挤。顶替液的用量格外关键，替挤多了会把支撑剂推向地层深部而使井筒四周的地层裂缝闭合，从而影响了压裂效果。替挤少了又会使支撑剂残留在井筒里易造成砂堵事故。所以压裂施工加砂完了以后，必需要适量进展替挤。24、压裂施工后为什么要马上反洗井或活动管柱？目前的压裂工艺绝大多数

13、承受的是以封隔器为主的分层选压管柱。在施工完成后， 必定有一局部支撑剂残存在井筒里，往往会造成两级封隔器卡距之间的沉积，假设 不准时消退，很简洁造成卡管柱事故。所以替挤以后要快速活动管柱，使封隔器收缩解除砂堵或反洗井将沉砂冲上来，以防砂卡住管柱。25、为什么有时会消灭压不开的现象？ 产生压不开的现象，有如下几种缘由： 管柱下入位置有错误，封隔器卡在未射孔井段上； 射孔质量差，油井不完善，地层吸液阻力大； 油管或是地面管线有堵塞物，造成卡阻； 地层渗透性差，吸液力气太低； 钻井过程中造成泥浆污染油层，泥饼堵死了地层孔道； 井下工具失效。26、压裂中途为什么有时压力会突然上升？遇到这种状况如何处理

14、？压裂开头时压力正常，但是加砂后消灭了压力猛升的现象，其主要缘由是加砂不均匀，在管柱中造成了砂堵。或因混砂比过高形成的堵塞所致。也有因杂质积存在炮眼四周或压裂液中的纤维质物品堵塞了油层孔隙而造成的。发生这种状况后应马上停顿加砂，降低排量，使泵压先降到安全负荷以内，但不要全部停车，以免造成更严峻的砂堵事故。这时还要进一步观看泵压与排量的变化，假设砂堵有所解除还可考虑连续加砂。27、压裂施工中为什么有时套压会突然上升？压裂施工中产生套压突然上升的现象有如下缘由： 喷砂器与封隔器启开压力协作不好； 套管外有串槽； 油管刺漏； 上封隔器损坏。28、压裂中为什么有时压力会突然下降？在压裂过程中，当井口压

15、力升到确定高度时，突然消灭压力大幅度下降的现象。其缘由可能是由于套管损坏、封隔器失效或是串槽所致。此时应马上停车进呈现场分析，则同时应有套压上升的现象；假设是封隔器损坏或是下部油管断脱，同时应有管柱上顶现象。29、压裂中途排量突然下降是什么缘由？ 在压裂施工中产生排量突然下降的缘由是： 压裂泵上水凡尔盘根损坏； 上水管线堵塞； 压裂液储罐面过低； 压裂泵抽空。30、压裂过程中管线发生刺漏如何处理?遇到压裂管线发生刺漏的时候，确定要酌情慎重处理。假设在某一台压裂车与高压管汇之间的连接收线发生刺漏，可将此车停下来，在降低砂比的状况下，将高压管汇上的闸门关闭后再进展处理。假设在井口等处有严峻刺漏时，

16、就应当停顿加砂进展反洗，在去除井内沉砂后再进展处理。总之，处理管线刺漏必需在保证井内不被砂堵的状况下进展。31、分层压裂管柱对封隔器有什么要求？对压裂封隔器的构造要求是：耐高压、防砂卡、密封性能好，并能反洗，对套管的适应性强，简洁操作。32、压裂封隔器下井之前怎样进展检查？压裂封隔器在下井前主要检查两端的丝扣是否完好，胶筒外表有无破损，封隔器编号与合格证是否相符。假设觉察问题，封隔器不能下井使用。33、弹簧式滑套喷砂器的构造及工作原理是什么？在喷砂器的上下接头之间装有一个弹簧，使之对凡尔产生一个预压力，预压力的大小可以通过调整环来把握。当油管内布满高压液体时，压裂液通过中心管上的孔眼进入凡尔座

17、的内腔，随着压力的上升可推动凡尔向上移动，使凡尔与凡尔座脱离。此时，压裂液可以从凡尔四周喷出并注入油层。由于定压弹簧的作用，凡尔只有在压力到达确定值时才会翻开，当压裂液的压力降低到确定值时，凡尔还会在定压弹簧的作用下自行关闭。在多级分层压裂时，在喷砂器上还需用固定销钉装有直径不同的滑套最下一级喷砂器不装滑套。当第一层压裂完毕时，用一个直径与滑套相协作的钢球投入井中，在压裂液的作用下，钢球便会坐在滑套上憋起高压，剪断固定销钉，使上一级喷砂器的滑套落入下一级喷砂器内，使之封闭了出液通道。这样其次级喷砂器便会象第一级喷砂器那样开头工作。如此重复便可实现多层连续压裂。图6-6-134、处理压裂砂堵事故

18、有哪几种常用的方法？ 处理压裂砂堵事故有四种常用的方法：平稳挤压裂液解堵：当消灭泵压猛增，排量下降，确认为砂堵时，应马上停顿加砂，用大排量平稳挤压裂液的方法进展解堵，待正常后再连续加砂；反洗解堵：消灭砂堵后，马上停顿加砂进展反洗，将管柱内的全部沉砂冲出后，再试加砂，连续压裂；水击解堵：水击解堵是用少局部压裂车，在安全压力范围内，从油管正憋压， 然后猛放压，形成一个水击现象，产生冲击和振动。经正冲击与反振动的往复作用，冲击或振活沉砂段解除砂堵。活动管柱反洗解堵：这种方法是活动管柱与反洗井相结合来解除砂堵。在砂堵比较严峻的状况下，快速活动压裂管柱，将油套环形空间的沉砂解除。然后， 再用反洗或水击法

19、解油管沉砂。35、怎样预防压裂砂堵事故？预防压裂砂堵事故最主要的是在地面上做好如下几项工作： 下井工具从加工组装、试压直至发送现场，都要进展严格的质量把关； 下井管柱要做到“三丈量”、“三对口”。尤其是下封隔器的分层压裂管柱确定要做到卡点准确； 地面高压管汇和井口把握器、投球器、球型闸门、管线上的高压油壬要做到定期检修，准时保养，保证做到安全牢靠，操作灵敏； 储存压裂液的各种容器要定期清洗； 支撑剂要做到清洁无杂质，防止泥砂等脏物混入； 压裂设备要定期保养，准时检修，带病的设备不能上井编入车组进展冒险施工； 压裂指挥人员，要严格按施工设计要求合理使用设备，推断要准确，指挥要得当。特别井要提前做

20、好预防砂堵事故预备工作。36、什么状况下可承受下击解卡处理砂堵？消灭砂卡以后，假设活动管柱无效时，可用下击法处理。处理时要留意，假设管柱没有动，下击时最好使用 24 米高的井架，用较大直径的钻杆做重物，用滑杆扶正器把重物和被卡管柱连接起来，然后提钻下砸，摧毁砂桥，解除砂卡。虽然用这种方法解卡效果比较好，但要留意当井口有油气渗漏现象时，不能用此方法解卡，以防造成火灾。37、压裂造成砂堵、砂卡的缘由有哪些？压裂造成砂堵、砂卡的缘由主要有： 压裂液悬砂性能差使砂子沉淀； 压裂液的含砂比过高； 压裂中途停泵时间过长； 管柱卡距太大或发生故障而大量沉砂； 替挤液缺乏。38、砂卡时应怎样活动管柱？压裂砂卡

21、后，应准时活动管柱，使井内封隔器收拢，造成卡点四周的砂桥松散。在活动管柱时不能猛提，应慢提快放，以免将管柱卡死或将油管拔断。39、压裂施工中消灭断管柱时有哪些特征？ 压裂施工中消灭断管柱时一般有三种特征：管柱在井口四周断脱：表现为泵压突然下降，套压猛升，井口有较大振动和响声，同时油管上顶；在封隔器以上距井口较深的部位油管断脱：表现为泵压突降，套压快速上升， 井口有振动，管柱稍有上顶；在两封隔器卡点间管柱断脱：表现为泵压稍有波动，井口突然上顶，套压可能上升。假设停泵再缓慢起动，油、套必需连通。 一般来讲，封隔器以上管柱断脱时悬重削减，但凡上部管柱断脱，反洗周期短。40、怎样处理压裂断脱管柱事故？

22、假设管柱是在封隔器以上断脱，特别是在井口四周断脱时，一般处理方法如下： 加深管柱进展对扣，假设能对扣成功，马上进展反洗井，将井内沉砂冲出。假设反洗不通，要试提管柱进展活动解卡。如油管断时，应当用母锥倒出所断油管，然后再进展对扣反洗和活动管柱。假设管柱在封隔器卡距连续脱时可实行如下措施处理： 马上开泵反洗，冲出沉砂后试活动管柱； 压井起出上部管柱； 打捞落井管柱。41、压裂施工中为什么要安装特别的井口球阀？压裂施工后，要求尽开心动管柱，促使封隔器胶筒尽快收拢。万一发生砂卡，最有利的解卡方式就是下放管柱解卡，因此要在井口安装外径 114mm 的特别球阀。这种球阀与井下封隔器的外径一样，在必要时不但可以快速开关，而且还可以通过井口把握器下放管柱活动解卡。