水平井水力喷射射孔环空加砂工艺安全分析及措施

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1、油水平井水力喷砂射孔环空加砂压裂工艺安全分析及应对措施开工以来，油井水平井压裂改造工艺发生了较大的变化，多数井压裂改造方式从水力喷射油管加砂分段压裂调整为水力喷射环空加砂分段压裂，由于工艺变更，产生了新的安全风险。为了确保新工艺技术成功应用，保障施工安全，各级技术管理者和现场操作人员必须严格执行操作规程和技术要求，认真进行工艺安全分析，制定有针对性的预防处置措施。一、水力喷射环空加砂压裂的优点1、环空过流截面大(是2⅞"油管内过流截面的2倍)，液体的流速低，与管柱的磨擦阻力小，对油管磨损小，可以延长油管的使用寿命。2、环空内流速低，可以降低压裂液在管内的流动剪切速率，提高携砂性能，降低

2、支撑剂在施工管柱内脱砂形成砂堵的概率。3、采用油管内喷砂射孔，环空内加砂压裂，喷枪只进行射孔作业，可以提高水力喷枪的使用寿命。4、管壁磨阻小，相对应施工压力就比油管内注入压力低，可以显著地降低施工水马力，降低压裂施工成本。5、该工艺管柱带有下封隔器，能够连续拖动进行分层压裂。二、风险识别1、环空容积大（25.0-35.0m3），一旦出现管内砂堵，环空沉砂量大，易造成沉砂卡钻，处理难度高。2、油层的渗透率低，施工排量大，形成的裂缝宽，压后地层吐砂严重，若放喷控制不好，易造成油管内外沉砂。3、多簇分段压裂簇间距一般在10-20m，反循环时，部分液流通过喷射器返出，如果反冲排量低通过底封隔器

3、的液体流量不能将封隔器以上的沉砂冲出，易形成卡钻。4、部分水平井分段多簇压裂带双喷射器，需要先将下喷点喷射后压开，上提管柱，将上喷点喷射后压开，再下放工具到下喷点位置，开始环空加砂压裂。该工艺需要动井口调整钻具三次，尤其是遇到地层致密压不开，酸处理后再动井口上提钻具，存在较大井控风险。5、根据目前方案，环空加砂注入排量多为2.8-5.5m3/min，由于是井口套管四通注入方式，在加砂过程中易对井口连接第一根油管造成冲蚀，存在油管断裂落井等工程风险。三、应对处置措施1、作业现场要严格按设计要求配制施工液体，压裂施工时，施工员要随时掌握液体交联情况，确保粘度一致、交联良好、加砂平稳，防止压

4、裂时在套管内脱砂形成砂堵。2、在进行水力喷射环空加砂压裂时，推荐使用环空注入井口装置配合耐冲蚀短节作业。在每段压裂结束后，调整钻具位置时要检查耐冲蚀短节外表面，如有冲蚀痕迹必须进行更换；在没有环空注入井口和耐冲蚀短节的情况下，井口上悬挂连接必须使用新油管或油管短节，每压裂一层，更换一个。3、环空加砂压裂施工油管的注入流量（1.0-1.8m3/min），摩阻小，能够反映出加砂时地层压力的瞬时变化，当出现砂桥现象时，应停止加砂，加大油管注入排量解除砂桥后，再进行正常加砂程序。4、若施工中途形成砂堵，切忌多次重复蹩压，要利用地层压力，进行套放和正洗，将套管内的砂液排出井外。5、出现压裂砂堵，

5、套管放喷不通时，应坚持采用正循环或正蹩压，切忌反蹩压，以免将砂塞压实形成砂柱不能解除。6、压后控制放喷时，要按照施工设计采用6-8mm油嘴严格控制放喷流量，确保裂缝闭合后再加大放喷流量，最大限度控制吐砂。7、起钻或调整钻具前，应以大排量（1.0m3/min以上）反洗，必须将水平段内的沉砂彻底冲干净，然后根据地层压力和油气比情况，替入压井液，再进行调整钻具或起钻。同时注意控制反洗泵压（油管不出液的情况下不得超过18MPa），防止油管和环空压差过大挤扁拉断油管。8、起钻时，出现遇阻，切忌大力上提，应采用向下活动，及时组织水泥车进行反循环冲洗后，再起钻；若反复出现遇阻，应采用边反冲边上提活动

6、起钻，确保施工安全。9、套管放喷管线出口必须接排酸筒，与井口必须接整体法兰连接的旋塞，确保井口操作施工安全。工程技术发展研发中心2013年3月25日