1．壓裂措施的提出

    沈268井是一口預探井。本次用壓裂試油的結果對該井作最后勘探評價。

    該井在S4段油藏的3216.1~3256. 8m井段進行常規試油，試油結果不理想，平均液面2897. 5m，平均日產量1.35t。

    2．油井基本數據

    該井為復合套管完井：D177. 8mm×3611. 69m，水泥返高2911m，D127. 0mm×(3465. 48~3946. 79) m；水泥返高：3560m；射孔井段：3216.1~3256. 8m，40. 7m/3層，89槍射孔，16孔/m，總孔數621；儲層物性：有效孔隙度10. 9%，滲透率1.7×10^-3μm2，粘土含量43.6%，小層物性相差不大，巖性為砂礫巖；原油物性：地面密度0. 86g/cm3，含蠟量41. 06%，凝固點50℃，高凝油；目的層壓力系數：0. 95；地溫：112. 75℃。

    3．壓裂優化設計

    在壓裂設計前，處理該井的鉆井、測井、錄井、試油等數據、曲線，獲取壓裂模型參數。并且通過巖心礦物組成分析實驗，對泥質含量進行再評價，結果表明泥質含量為10.8%，僅為測井解釋數據的1/4。

    按照壓裂中對油氣層保護的要求，優化壓裂液配方，包括pH值調節劑優化復配、破乳劑、防膨劑的篩選以及針對綠泥石含量高篩選絡合劑、高溫破膠劑，并進行室內壓裂液、巖心配伍性實驗。速敏實驗滲透率損害率為3. 95%，水敏指數為4. 86%，鹽敏性曲線非常平緩，總體的壓裂液濾液對巖心平均傷害率為4. 9%，優化后的壓裂液達到了與地層極好的配伍性，最終作出方案。

    1)壓裂施工參數

    中、高溫壓裂液700m3，高密陶粒( 20~40目)144t，排量2~7m3/min，砂比23.3%，破裂壓力71. 2MPa，破裂泵壓85. 3MPa。

    2)壓裂工具準備

    KL105 - 65千型壓裂井口和Y511 - 148壓裂封隔器。

    3)壓裂設備

    哈里伯頓雙千型壓裂車組。

    4)壓裂管柱設計

    壓裂施工管柱結構如圖2-30所示。管柱設計為：封隔器Y511-148×3185.0m(N80)+油管88.9mm。

    圖2-30    壓裂管柱結構圖

    測試壓裂泵注和主壓裂泵注程序見表2-29和表2-30。

    表2-29    測試壓裂泵注程序表

    表2-30    主壓裂泵注程序表

    4．壓裂施工監督內容及要點

    (1)壓裂管柱、壓裂井口及壓裂設備的監督。

    ①井下管柱必須清潔、試壓合格、數據準確，封隔器地面試驗合格、有合格證。

    ②井口設備、套管升高短節要嚴格檢查，強度達到壓裂要求，試壓合格，按設計要求地錨固定。

    ③壓裂車組要進行施工前的壓裂泵注測試，運轉正常，滿足設計要求。

    ④地面施工管線按要求試壓合格、地錨固定。

    ⑤高壓作業過程中，高壓區嚴禁站人，以保障人員安全。

    (2)入井材料、入井液的監督。

    ①支撐劑：支撐劑規格、數量是否滿足設計要求，支撐劑在裝運前要提交支撐劑檢測合格報告、合格證，圓球度及清潔程度進行目視抽檢。

    ②壓裂液：對壓裂液的配制和發液按照設計要求實行全程監督，施工前和施工中還要對壓裂液pH值、交聯狀況及液量等進行檢查。

    ③入井液用水必須滿足設計要求，嚴禁造成地層傷害。壓裂車組及人員必須在施工前再次強調施工配合，突發情況的應對預案以及HSE防范設備是否齊全好用。

    (3)壓力、排量、砂比是否按設計執行是壓裂監督施工質量的主要內容。因此對壓力的各種變化形式如緩升、緩降、急升、急降、波動等能做到正確判斷客觀原因，根據需要現場修改施工參數；杜絕危險操作或無效壓裂。

    (4)施工剩料、殘液應妥善處理，嚴禁亂排、亂倒，污染環境。

    5．測試壓裂過程監督

    階梯排量測試：現場采集壓力一排量的關系曲線，經模擬計算，排量為4.5m3/min時地層的低應力區啟裂，延伸壓力梯度為0.0181MPa/m；近井筒摩阻1.2MPa。

    關井測試：通過雙對數曲線、G函數曲線計算出地層閉合壓力為57. 62MPa。

    結論：使用矯正后的參數模擬主壓裂，模擬凈壓力值偏低，施工會在大井段內形成多裂縫，后段加砂困難。

    對策：現場立即制定了增加井底凈壓力的措施，即在設備允許的范圍內，提高施工排量到7m3/min時。經模擬計算，排量為7m3/min時地面施工泵壓會達到77. 95MPa，設計中要求的試壓90MPa的安全施工壓力可以滿足。

    6．主壓裂過程監督

    1)泵注前置液

    現場施工打前置液階段壓力為79±0. 5MPa，反映出壓裂層井段長，沒有遮擋性的隔層存在。在加砂前曲線沒有反映異常的液體濾失和彎曲摩阻。監督意見：前置液造縫前期階段正常。

    施工第18. 5min時，報告壓裂井口大四通存在輕微的滲液，盡管KL105 - 65壓裂井口大四通僅承受30MPa平衡壓，大部分壓裂施工都可以在該情況下正常施工。但若封隔器意外失效、油管意外破裂，在接近80MPa的地面泵壓下，井口部分便可能失去控制?，F場必須立即停泵。

    但停泵必須做到有順序按步驟執行。因為在排量為7m3/min，泵壓為79MPa，平衡壓為30MPa的情況下，瞬間停泵會出現井底壓力激動，平衡壓力放壓不及時，可能造成封隔器解封，反而出現危險狀況。

    大四通有漏液的現象，有以下兩種可能。

    (1)作業隊未按要求清理鋼圈槽或鋼圈有破損。

    (2)法蘭螺栓未上緊。

    首先要求作業隊立即重新上緊螺栓，若嘗試繼續施工后仍然滲液，必須重新坐井口和四通。上緊螺栓后，繼續壓裂施工未再出現滲液現象，分析滲液問題就是法蘭螺栓未上緊造成的。

    監督意見：井口大四通因法蘭螺栓未上緊，造成壓裂施工意外中斷；整改耗時6min，不影響壓裂施工的繼續進行。

    2)加砂

    陶粒進入地層后，壓力在76.4~77.4MPa之間波動，是攜砂液中陶粒固體顆粒的存在，增加了近井筒和地層摩阻，影響范圍在1MPa以內。監督意見：屬于壓力正常波動范圍，要求施工隊伍嚴格執行現場優化后的壓裂設計。

    第66min，混砂車外輸低壓軟管線爆裂，立即有序停止施工。現場判斷，該軟管線內壁有瑕疵，有足夠的強度經受小排量攜砂液的沖刷，但該井大排量施工，混砂車的排量較大、排出壓力也較高，超過了該軟管線的強度，引起爆裂。由于是低壓管線且向上爆裂，僅僅是砂漿噴出后散落在了混砂車上的施工員身上。更換軟管線后，立即進行了壓裂軟硬管線的排查工作，確認都能滿足強度后，繼續壓裂施工。

    由于施工中斷了近20min，要求壓裂隊補泵35m3壓裂液才繼續加砂，施工壓力80. 6MPa，高于整改前的壓力。隨著現場排量、交聯劑協調穩定，施工壓力基本恢復平穩，壓力在76.5~81. 5MPa間波動，雖然波動幅度較大，分析是多裂縫干擾、支撐劑摩阻影響的作用，不是前端砂堵跡象。

    監督意見：低壓軟管線爆裂是該軟管線受高排量砂漿沖刷、輸出排量過高所致。施工中斷了17 min，濾失量不會導致后續壓裂失敗，但需要補充壓裂液。

    第106min，一壓裂泵因長時間施工出現故障，壓力降到74MPa。

    分析壓裂施工接近尾聲，壓力平穩，沒有前端砂堵跡象，決定降排量施工，其他設計參數不做改動。

    結論：雖然壓裂過程有兩次中斷，但壓力曲線沒有顯示砂堵跡象，在有的壓裂設備出現長時間高負荷拋錨的情況下，臨近尾聲可以降排量施工，不會影響壓裂裂縫的幾何形態和鋪置濃度、方式。

    3)頂替

    第113 min頂替，壓力74MPa，分兩次降排量停泵。

    7．監督提示

    (1)大排量、大規模、高砂比或施工時間較長的壓裂施工前，要求壓裂隊伍能夠認真檢查壓裂泵車、壓裂管匯，往往這類壓裂施工對壓裂泵車工況要求較高、對壓裂管匯的磨損較大，尤其管匯彎頭要使用新的，對軟硬管線內壁有較大磨損的，在這類壓裂施工中要堅決替換掉。

    (2)作業隊在裝大四通和壓裂井口時，確認鋼圈槽、鋼圈清潔完好，一定要按規范對角緊固法蘭螺栓，必要時投油管堵塞器對井口大法蘭及以上部分試壓，否則小處的疏忽輕則會造成壓裂施工意外中止，重則會出現嚴重人身、工程事故。

    (3)現場遇到問題首先要確保安全施工，再者解決問題要果斷，時間拖得越長，對后面的施工越不利。

    (4)本井為預探井，初期常規試油未達到預期，進而提出壓裂試油，這就為壓裂設計增加了兩個要素：一是測井解釋數據的符合率，二是試驗巖心的代表性。

    (5)全部設計方案須在甲乙方間、施工隊伍與輔助施工隊伍間詳細交底。監督人員的監督方案應傳達相同范圍。

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