井下作業(yè)教程

1、壓裂基礎(chǔ)知識(shí)壓裂的基本工序（包括壓前、壓中、壓后）：通井T洗井T射孔T壓裂T完井一、通井通井目的：用以清除套管內(nèi)壁上的雜物，探明從井口至井底是否 暢通無(wú)阻，并核實(shí)人工井底的實(shí)際深度，以確保射孔作業(yè)安全順利進(jìn) 行。通井原理：將通徑規(guī)接在油管柱的最下端，逐步加深管柱，下入 至井底。若中途遇阻嚴(yán)禁猛提、猛放，以免提斷或卡死管柱。通井規(guī)是檢查套管內(nèi)徑的常用工具，用它可以檢查套管內(nèi)徑是否 符合標(biāo)準(zhǔn)。二、洗井洗井：用清水將井筒壁上和井底污物帶出井口，保持井底干凈， 減少煤層污染，便于后續(xù)施工。1、洗井方式：通常分正循環(huán)洗井和反循環(huán)洗井兩種。 正循環(huán)洗井：指洗井液從油管進(jìn)入井筒，從油管與套管的環(huán)形 空間返出

2、地面的洗井方式。 反循環(huán)洗井：指洗井液從油管與套管的環(huán)形空間進(jìn)入井筒， 從 油管返出地面的洗井方式。洗井以出水口流出清水為合格。正洗井和反洗井各有利弊，正洗井對(duì)井底造成的回壓較小，但洗 井工作液在油套環(huán)空中上返的速度稍慢， 對(duì)套管壁上臟物的沖洗力度 相對(duì)小些；反洗井對(duì)井底造成的回壓較大，洗井工作液在油管中上返 的速度較快，對(duì)套管壁上臟物的沖洗力度相對(duì)大些。2、洗井程序及技術(shù)要求1）、按施工設(shè)計(jì)的管柱結(jié)構(gòu)要求，將洗井管柱下至預(yù)定深度。2）、連接地面管線(xiàn)，地面管線(xiàn)試壓至設(shè)計(jì)施工泵壓的1.5倍，經(jīng) 5mi n后不刺不漏為合格。3）、打入洗井工作液。洗井時(shí)要注意觀察泵壓變化，排量由小到 大，出口排液正

3、常后逐漸加大排量，排量一般控制在0.3 0.5m3/min。4）、洗井過(guò)程中，隨時(shí)觀察并記錄泵壓、排量、出口排量及漏失 量等數(shù)據(jù)。泵壓升高洗井不通時(shí)，應(yīng)停泵及時(shí)分析原因進(jìn)行處理，不 得強(qiáng)行憋泵。5）、嚴(yán)重漏失井采取有效堵漏措施后，再進(jìn)行洗井施工。6）、出砂嚴(yán)重的井優(yōu)先采用反循環(huán)法洗井，保持不噴不漏、平衡 洗井。若正循環(huán)洗井時(shí)，應(yīng)經(jīng)?；顒?dòng)管柱。7）、洗井過(guò)程中加深或上提管柱時(shí)，洗井工作液必須循環(huán)二周以 上方可活動(dòng)管柱，并迅速連接好管柱，直到洗井至施工設(shè)計(jì)深度。三、射孔是壓裂前的一道工序，指用電纜把射孔槍下入井內(nèi)，對(duì)準(zhǔn)煤層， 射孔彈穿透套管壁和水泥環(huán)，打開(kāi)煤層與井筒的通道，為壓裂施工做 好準(zhǔn)備。射

4、孔主要由射孔槍和射孔彈組成，目前我公司主要采用的是102型射孔槍?zhuān)?27型射孔彈?？酌埽褐该簩用棵缀穸壬系纳淇讛?shù)，單位為孔/米。一般有8孔/ 米、16孔/米、24孔/米。射孔發(fā)射率要求必須達(dá)到 90%以上，如果低于90%應(yīng)采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，并報(bào)甲方現(xiàn)場(chǎng)有關(guān)人員批準(zhǔn)。四、壓裂1、壓裂的概念：目前我公司主要采用套管水力壓裂水力壓裂實(shí)質(zhì)是利用液體傳導(dǎo)壓力的作用，將煤層壓開(kāi)，形成裂縫，從而改善瓦斯在煤層中的運(yùn)移通道，提高生產(chǎn)能力，達(dá)到增產(chǎn)、 高產(chǎn)的目的。壓裂過(guò)程中的液體傳壓作用是通過(guò)地面高壓泵組設(shè)備來(lái)實(shí)施的。壓裂施工時(shí)利用高壓泵組將具有一定砂比的的液體高速向煤層內(nèi)注 入。當(dāng)注入速度大于煤層的吸收速度

5、時(shí)， 就會(huì)在井底逐漸形成很高的 壓力，在外來(lái)壓力超過(guò)煤層的抗壓強(qiáng)度的時(shí)候， 地層就會(huì)發(fā)生破裂或 使原來(lái)的微小縫隙張開(kāi)，形成較大的裂縫。為了防止裂縫愈合，在不 斷注入的液體中加入支撐劑（石英砂），隨著液體的不斷注入，已形 成的裂縫就向煤層內(nèi)部延伸擴(kuò)展，這樣就在煤層中產(chǎn)生了一條或數(shù)條 滲流能力很強(qiáng)的人工填砂裂縫。2、煤層壓裂增產(chǎn)原理對(duì)煤層進(jìn)行壓裂后，可大大增加單井產(chǎn)氣量，增產(chǎn)原理表現(xiàn)在以 下幾個(gè)方面： 破除煤層段附近因前期施工造成的阻塞（主要是水泥環(huán)、泥漿 等），在井筒與煤層之間形成氣流通道。 煤層產(chǎn)生人工裂縫，以井筒為中間，平均半徑100米，使煤層 總體的滲透能力增強(qiáng)。 壓裂后可以溝通人工裂縫與

6、天然裂縫系統(tǒng)，使產(chǎn)量大大提高。 加強(qiáng)了井與井之間的溝通，使煤層氣運(yùn)移、釋放速度放快，使 整體煤田排采量增加。3、壓裂方式我公司目前采用的壓裂方式有：合層壓裂、單層壓裂。如何選擇 壓裂方式，主要根據(jù)地質(zhì)條件、井身狀況等因素來(lái)確定。 合層壓裂單井多個(gè)煤層同時(shí)壓裂，只適用于各煤層的特性（特別是滲透率） 相近、差異不大的井。如果各煤層差異大，采用合層壓裂，一般只能 壓開(kāi)強(qiáng)度低、滲透性好的層，起不到改造煤層的目的，甚至?xí)U(kuò)大各 煤層間的矛盾，造成出水不出氣或倒吸現(xiàn)象等。 單層壓裂即對(duì)一個(gè)煤層進(jìn)行壓裂。4、壓裂參數(shù) 煤層破裂壓力破裂壓力是指壓開(kāi)煤層時(shí)井底的壓力。它取決于煤層的深度、性 質(zhì)（強(qiáng)底、滲透率）、

7、煤層原始裂縫情況以及壓裂液的性質(zhì)等因素。 根據(jù)每個(gè)區(qū)塊的不同，井的破裂壓力相差也不同，甚至相差很大。實(shí) 際上，整個(gè)壓裂施工都是裂縫延紳和開(kāi)裂的過(guò)程，但由于近井污染和井眼應(yīng)力集中等作用，往往取裂縫起裂時(shí)的最高壓力為破裂壓力。根據(jù)我公司套管參數(shù)要求，例出所能承受的最大破裂壓力：J55型套管，限壓35Mpa ；N80型套管，限壓45Mpa。 施工壓力當(dāng)煤層破裂后，壓力會(huì)下降，整體承現(xiàn)一個(gè)相對(duì)比較平穩(wěn)的狀態(tài)， 即為施工壓力。 壓裂施工排量當(dāng)向井內(nèi)注入液體時(shí)，只有注入量大于煤層裂縫的吸入量， 才能 在井筒和煤層之間建立起使地層張開(kāi)裂縫的足夠的壓裂壓差。 壓裂壓 差與排量成正比，與壓裂裂縫面積及煤層滲透率

8、成反比。壓開(kāi)裂縫后， 隨著裂縫不斷延伸和擴(kuò)大，單位時(shí)間內(nèi)煤層吸入的液體量也不斷增大一般在井口限壓允許的條件下，應(yīng)盡可能提高施工排量，但由于 增加排量裂縫垂向延伸也將增加， 故此施工排量的選擇應(yīng)適當(dāng)，確保 提高排量時(shí)裂縫垂向延伸是有限的。 壓裂施工含砂濃度（砂比）含砂濃度是指每方液體中所含的支撐劑體積。 高的砂比使支撐裂 縫能夠添砂飽和，導(dǎo)流能力較強(qiáng)，但砂堵發(fā)生的幾率增大。 壓裂施工設(shè)備車(chē)輛名稱(chēng)及數(shù)量分項(xiàng)主壓泵車(chē)（臺(tái)）儀表車(chē)（臺(tái)）混砂車(chē)（臺(tái)）管匯車(chē)（臺(tái)）砂罐車(chē)（臺(tái)）立式砂罐（具）數(shù)量611111主壓泵車(chē)：是用于向井內(nèi)注入咼壓、大排量壓裂液，是壓開(kāi)煤層 的關(guān)鍵設(shè)備。儀表車(chē)：相當(dāng)于人的大腦。配備先進(jìn)

9、的電腦儀器，利用數(shù)據(jù)線(xiàn)， 將電腦與相關(guān)設(shè)備連接，可以直接進(jìn)行指揮及操作，直觀的觀察施工 的進(jìn)展情況。混砂車(chē)：是將所有預(yù)先準(zhǔn)備的壓裂液、石英砂，以預(yù)期的比例和 速率使其均勻混合，同時(shí)對(duì)含砂液增壓輸送至高壓泵車(chē)， 并注入到井 筒。5、壓裂所用材料 壓裂液的作用和性能壓裂液：水力壓裂工藝中使用的液體，統(tǒng)稱(chēng)壓裂液。我公司目前主要采用活性水（清水+殺菌劑+潤(rùn)滑劑）。按不同施工階段起著不同的作用，分為前置液、攜砂液和頂替液。壓裂液的作用主要是將地面設(shè)備的能量傳遞到煤層中， 將煤層擴(kuò)開(kāi)裂縫，再把 石英砂帶到裂縫中鋪設(shè)形成砂堤。由于壓裂液在施工的不同階段擔(dān)負(fù) 的任務(wù)不同，因而，不同階段的壓裂液具有各自不同的作

10、用和特點(diǎn)：前置液作用是破裂煤層，撐開(kāi)一定幾何尺寸的裂縫，為攜砂液的 進(jìn)入創(chuàng)造條件。攜砂液作用是將石英砂帶入裂縫，并將石英砂充填到預(yù)定位置。 同時(shí)攜砂液也具有擴(kuò)展、延伸裂縫的作用。頂替液作用是將攜砂液送到預(yù)定位置，而最后頂替液將井筒中攜 砂液全部替入裂縫。壓裂液的性能壓裂液是決定壓裂的成敗和效果好壞的重要因素，對(duì)壓裂液的性能有一定的要求。一種理想的壓裂液應(yīng)具備流變性好、濾失少、穩(wěn)定 性好、摩阻損失小、攜砂能力強(qiáng)、配伍性好、殘?jiān)秃蛯?duì)煤層損害小等特點(diǎn)。 支撐劑的作用和性能支撐劑指用來(lái)支撐已壓開(kāi)的裂縫， 使裂縫不再重新閉合，并使裂縫具有較高導(dǎo)流能力的固體顆粒（石英砂）O支撐劑的作用在裂縫中沉積排列后

11、支撐裂縫；增大孔隙度，提高滲透率，使裂 縫具有較高的導(dǎo)流能力；擴(kuò)大運(yùn)移通道，減少阻力，達(dá)到增產(chǎn)目的。 壓裂效果的好壞，與選擇支撐劑有關(guān)。因此，掌握支撐劑性能，并能 合理選用是一項(xiàng)重要工作。支撐劑的性能指標(biāo)支撐劑的粒徑范圍可分為 0.2240.45mm（粉砂），0.450.9mm（中砂），0.91.25 （粗砂）三種不同的規(guī)格。6、壓裂施工一個(gè)完整的壓裂施工一般分為 8個(gè)步驟：擺車(chē)接管線(xiàn)-沖管線(xiàn)-管線(xiàn)試壓-循環(huán)井筒-試擠-壓裂（預(yù)壓）宀加砂t頂替。 施工的原則施工必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求，資料齊全、準(zhǔn)確。施工過(guò)程中不能損害煤層，有利于氣井穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。完井后井口井場(chǎng)設(shè)備齊全、完好、規(guī)格，符合按時(shí)投產(chǎn)要求。

12、壓裂施工設(shè)計(jì)收集施工設(shè)計(jì)所需要的相關(guān)數(shù)據(jù)和資料， 設(shè)計(jì)出施工的材料和規(guī) 模。包括：射孔設(shè)計(jì)、壓前作業(yè)設(shè)計(jì)、壓裂設(shè)計(jì)、下泵設(shè)計(jì)等。 壓裂施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)煤層壓裂必須按區(qū)塊地質(zhì)條件確定實(shí)際可行的方案，壓裂液要保持清潔，不許污染、堵塞壓裂層。不同區(qū)塊的氣井，加砂量不一樣。氣井壓裂加砂后頂替液要嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)要求。壓裂前必須洗井合格。氣井壓裂后要注意擴(kuò)散壓力，禁止達(dá)不到要求放噴，以防吐砂。 壓裂施工操作規(guī)程與要求探清井底，目的煤層段無(wú)砂堵，井筒口袋無(wú)泥漿。井口閘門(mén)、法蘭、卡箍螺絲齊全上緊，各部件嚴(yán)密封，高壓井口 必須用地錨加固。壓裂井場(chǎng)布置應(yīng)緊湊，高壓管線(xiàn)盡量短，聯(lián)接管線(xiàn)不交叉，不重 疊，不懸空。任務(wù)明確，

13、各負(fù)其責(zé)，統(tǒng)一指揮，協(xié)調(diào)一致。各壓裂車(chē)循環(huán)排氣，壓裂車(chē)牌正常狀態(tài)后，按設(shè)計(jì)要求逐一試壓。正常壓裂，經(jīng)判斷確定已形成裂縫，開(kāi)始慢慢均勻加砂，逐漸加 大到設(shè)計(jì)要求的砂比，加完設(shè)計(jì)的總加砂量。注頂替液排量不能低于注攜砂液時(shí)的排量，頂替液量應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行 設(shè)計(jì)要求。參與正常壓裂施工人員必須堅(jiān)守崗位， 各負(fù)其責(zé)，其它人員不得 進(jìn)行，離開(kāi)井場(chǎng)20米以外，在此范圍內(nèi)不能吸煙，有明火等。五、完井壓裂結(jié)束待井內(nèi)壓力全部釋放到地層后，作業(yè)隊(duì)進(jìn)行完井作業(yè)。1、完井作業(yè)主要包括探砂面、沖砂、組配井下工具并下入井內(nèi)、裝井口等。探砂面是下入管柱實(shí)探井內(nèi)砂面深度的施工。通過(guò)實(shí)探井內(nèi)的砂面深度，一方面確認(rèn)壓裂后井內(nèi)套管的通暢情況

14、， 另一方面為下一步 沖砂提供數(shù)據(jù)依據(jù)。沖砂是向井內(nèi)高速注入液體，靠水力作用將井底沉砂沖散，利用 液流循環(huán)上返的攜帶能力，將井筒內(nèi)沖散的砂子帶到地面的施工。2、沖砂方式?jīng)_砂方式一般有正沖砂、反沖砂和正反沖砂三種。1）正沖砂沖砂工作液沿沖砂管向下流動(dòng)，在流出沖砂管口時(shí)以較高的流速?zèng)_擊井底沉砂，沖散的砂子與沖砂工作液混合后，沿沖砂管與套管環(huán) 形空間返至地面的沖砂方式。2）反沖砂沖砂工作液沿沖砂管與套管環(huán)形空間向下流動(dòng)，沖擊井底沉砂，沖散的砂子與沖砂工作液混合后，沿沖砂管返至地面的沖砂方式。3）正反沖砂采用正沖砂的方式?jīng)_散井底沉砂，并使其與沖砂工作液混合，然后改為反沖砂方式將砂子帶到地面。3、完井步驟1）、搬家：搬上作業(yè)設(shè)備及施工用管具、工具、搞標(biāo)準(zhǔn)化井場(chǎng)， 做開(kāi)工準(zhǔn)備。2）、沖砂：裝井口，下 73mm油管，下帶52mn筆尖落實(shí)砂面 深度，若有砂則沖砂至遇