QC總口地區(qū)壓裂施工質(zhì)量控制

提高總口向斜壓裂施工質(zhì)量新技術(shù)推廣中心QC小組二00九年十月1目錄一、

現(xiàn)狀二、小組概況三、選題理由四、現(xiàn)狀調(diào)查五、設(shè)定目標(biāo)六、分析原因七、確定要因八、制定對(duì)策九、實(shí)施對(duì)策十、效果檢查十一、鞏固措施十二、體會(huì)與下一步打算2一、現(xiàn)狀總口向斜以低滲透和復(fù)雜斷塊油藏為主，斷層發(fā)育，且油層縱向上各砂層、泥層之間應(yīng)力變化頻繁，油層多而薄，隔層條件較差。新溝嘴組巖性特征潛江組巖性特征3油藏埋深2500-3400m，存在施工壓力異常高，加砂困難，造成加砂強(qiáng)度小，油層改造程度不充分?？偪谙蛐钡膲毫迅脑熘?，由于砂泥巖薄互層、斷層及天然裂縫發(fā)育等原因，暴露出了許多問題，措施工藝的成功率亟待提高。一、現(xiàn)狀破壓80,施工壓力70-92，停泵71破壓71,施工壓力58-78，停泵634二、小組概況5三、選題理由

總口向斜地質(zhì)儲(chǔ)量大，但動(dòng)用可采儲(chǔ)量小，采收率僅13.4%，由于開發(fā)效果差，儲(chǔ)量動(dòng)用率總體上偏低,為56%。08年總口向斜壓裂施工總井次27次，成功25井次，現(xiàn)場(chǎng)施工成功率為92.5%，存在提升空間。提高總口向斜地區(qū)壓裂施工質(zhì)量提高總口向斜壓裂施工質(zhì)量605~08年總口向斜壓裂70余井次，有25口井29井次施工質(zhì)量有待提高，其中有14井次出現(xiàn)了前期或中期砂堵：2005-2008年總口向斜砂堵井?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表四、現(xiàn)狀調(diào)查7無論是施工正常井還是砂堵井，砂比均低于20%，加砂規(guī)模偏小，加砂強(qiáng)度通常為1-2m3/m，反應(yīng)加砂難度大，且易出現(xiàn)砂堵。2005-2008年總口向斜壓裂正常井效果統(tǒng)計(jì)表為什么呢？8四、現(xiàn)狀調(diào)查通過調(diào)查分析，收集資料，綜合統(tǒng)計(jì)，繪出影響其壓裂施工質(zhì)量調(diào)查表，如下：影響總口向斜壓裂施工質(zhì)量調(diào)查表

制表：劉俊制表時(shí)間：2009年2月15日9四、現(xiàn)狀調(diào)查

從圖中可以看出，施工不成功和加砂強(qiáng)度小是影響總口向斜壓裂施工質(zhì)量的主要癥結(jié)，其累計(jì)頻率為72.4%。根據(jù)影響總口向斜壓裂施工質(zhì)量調(diào)查表，繪出排列圖，如下：加砂強(qiáng)度小48.2%0612182430010050累計(jì)頻率（%）

累計(jì)井次NN=2972.4%82.7%89.6%93.1%平均砂比低返排率低施工不成功其它無效加砂2123714影響總口向斜壓裂施工質(zhì)量排列圖10五、設(shè)定目標(biāo)

通過QC活動(dòng)，將總口向斜的壓裂施工合格率從92.5%提高到95%，為油田的穩(wěn)油上產(chǎn)提供有力的技術(shù)支撐。將質(zhì)量合格率由原92.5%提高到95%活動(dòng)前目標(biāo)值95%92.5%合格率目前總口向斜壓裂施工質(zhì)量合格率為92.5%，兩大質(zhì)量問題累計(jì)發(fā)生頻率為72.4％，若將兩大問題解決70%，那么，目標(biāo)質(zhì)量合格率=92.5%+（1-92.5%）*72.4%*70%=96.26%＞95%。11六、原因分析

針對(duì)總口向斜壓裂施工不成功、加砂強(qiáng)度小的問題進(jìn)行了分析：施工不成功缺乏經(jīng)驗(yàn)施工人員責(zé)任心不強(qiáng)地溫異常高指揮錯(cuò)誤壓裂液變質(zhì)液體攜砂性能差車組、管線故障儀表車信號(hào)線受干擾高壓管線、接箍刺漏破膠劑加量不合理縫寬偏窄壓力系數(shù)大工藝參數(shù)不合理地層濾失大前置液比例不合理支撐劑粒徑過大加砂強(qiáng)度小12

論證一責(zé)任心不強(qiáng)

現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)間通常不固定，電話就是命令，電話就是現(xiàn)場(chǎng)的召喚！對(duì)于推廣人來說，服從命令不是天職，而是一種習(xí)慣！經(jīng)調(diào)查，沒有因?yàn)樨?zé)任心問題影響成功率。此項(xiàng)幾率為零，為非要因。七、確定主因13

論證二儀表車信號(hào)線受干擾

施工過程中，儀表車信號(hào)可能受到干擾，造成顯示異常，或信號(hào)中斷，但憑借現(xiàn)場(chǎng)施工人員豐富的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí)，暫時(shí)的信號(hào)中斷或干擾，不會(huì)導(dǎo)致指揮判斷失誤。經(jīng)調(diào)查，此項(xiàng)為非要因。14

論證三高壓管線、接箍刺漏

總口向斜破裂壓力和施工壓力一般都比較高，地面高壓管線、接箍位置容易出現(xiàn)刺漏，被迫停止施工進(jìn)行整改，造成施工中斷。

經(jīng)調(diào)查有1口井，此項(xiàng)幾率為4.7%，為非要因。15

論證四破膠劑添加不合理

破膠劑的用量尺度很重要，過多則提前破膠，造成液體過早脫砂，施工壓力爬升，如果處理不當(dāng)，可能導(dǎo)致砂堵

；過低則壓后殘液難以返排，造成嚴(yán)重的地層傷害，不利于油井生產(chǎn)。

經(jīng)調(diào)查有1口井，此項(xiàng)幾率為4.7%

，為非要因。16

論證五壓裂液變質(zhì)

由于壓裂液中含有雜質(zhì)，其有機(jī)成分容易受細(xì)菌分解，可能導(dǎo)致耐溫性、粘彈性等各項(xiàng)指標(biāo)的下降，液體性能發(fā)生變化，不利于現(xiàn)場(chǎng)施工。經(jīng)調(diào)查分析，此項(xiàng)為非要因。17

論證六地層溫度異常高

在高溫條件下，液體性能發(fā)生變化，不利于現(xiàn)場(chǎng)施工。經(jīng)調(diào)查有5口井，此項(xiàng)幾率為23.8%，為要因。18

論證七前置液比例不合理

每口壓裂井的前置液用量，都是結(jié)合具體區(qū)塊的特點(diǎn)，通過室內(nèi)三維模擬軟件進(jìn)行優(yōu)化，并經(jīng)過經(jīng)驗(yàn)豐富的專家多次論證，并一致通過的。經(jīng)調(diào)查分析，此項(xiàng)為非要因。19

論證八地層濾失大

由于地層濾失較大，液體效率低，小型壓裂測(cè)試結(jié)果表明，該地區(qū)液體效率僅為15%左右，有的甚至更低，最低僅有10%。經(jīng)調(diào)查有9口井，此項(xiàng)幾率為42.8%

，為要因。20

論證九壓力系數(shù)大

由于地層壓力系數(shù)大，且油層埋藏較深，在現(xiàn)有條件下，裂縫張開困難，縫寬偏窄，支撐劑通過的難度大。

經(jīng)調(diào)查有6口井，此項(xiàng)幾率為28.5%

，為要因。21壓力系數(shù)大要因3通過對(duì)所有末端因素逐條確認(rèn)，確定造成施工不成功和加砂強(qiáng)度小的主要原因有：要因確定地層溫度高要因2要因1氣質(zhì)聯(lián)用儀不能連續(xù)自動(dòng)進(jìn)樣地層濾失大七、確定主因22八、制定對(duì)策主要原因?qū)Σ吣繕?biāo)措施負(fù)責(zé)人完成時(shí)間地層濾失大加強(qiáng)降濾失劑的研究降低液體濾失，保證液體利用效率>20%開展降濾試驗(yàn)、并確定最佳用量劉俊3月-4月地層溫度高優(yōu)選液體配方增強(qiáng)液體攜砂性能，剪切后粘度>45mPa.s，破膠液粘度<5mPa.s壓裂液性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)及應(yīng)用陳和平4月-5月壓力系數(shù)大調(diào)整泵注程序降低地層的破裂壓力，降幅>8%前置液階段加入低砂比段塞王小軍5月-6月23九、對(duì)策實(shí)施針對(duì)上述制定的措施計(jì)劃，逐一進(jìn)行實(shí)施：

實(shí)施一、加強(qiáng)降濾失劑的研究

常用降濾失劑類型粉砂JDS暫堵劑24①粉砂降濾試驗(yàn)序號(hào)初濾失量m3/m2濾失系數(shù)m/min1/2濾失速度m/min濾餅厚度（cm）及致密性描述0（未加粉砂靜態(tài)）5.27×10-31.24×10-52.07×10-66.00（未加粉砂動(dòng)態(tài)）4.44×10-31.11×10-51.85×10-60.131%（靜態(tài)）4.65×10-35.83×10-69.72×10-70.17，致密，無蜂眼1%（動(dòng)態(tài)）4.28×10-36.76×10-61.13×10-60.20，致密，無蜂眼3%（靜態(tài)）6.51×10-35.89×10-69.82×10-70.55，致密，無蜂眼3%（動(dòng)態(tài)）2.48×10-34.75×10-67.91×10-70.45，致密，無蜂眼5%（靜態(tài)）6.93×10-36.82×10-61.14×10-60.735%（動(dòng)態(tài)）5.69×10-35.27×10-68.78×10-70.58加入3~5%的粉砂后，有明顯的降濾失效果，濾餅厚度適中，能對(duì)地層產(chǎn)生良好的降濾作用。九、對(duì)策實(shí)施25序號(hào)初濾失量m3/m2濾失系數(shù)m/min1/2濾失速度m/min濾餅厚度（cm）及致密性描述0（未加降濾失劑靜態(tài)）5.27×10-31.24×10-52.07×10-66.00（未加降濾失劑動(dòng)態(tài)）4.44×10-31.11×10-51.85×10-60.131%（靜態(tài)）3.49×10-32.14×10-63.57×10-70.41，致密，少許蜂眼1%（動(dòng)態(tài)）2.89×10-32.44×10-64.01×10-70.203%（靜態(tài)）1.58×10-31.94×10-63.23×10-70.30，較致密，較多蜂眼3%（動(dòng)態(tài)）1.53×10-31.65×10-62.75×10-70.225%（靜態(tài)）1.28×10-31.12×10-62.03×10-70.88，松散，較多蜂眼5%（動(dòng)態(tài)）1.45×10-31.65×10-62.75×10-70.84，松散，較多蜂眼②JDS降濾試驗(yàn)加入1-3%的JDS暫堵劑后，有明顯的降濾失效果，且參與形成濾餅的JDS，能被地層原油逐漸溶解，對(duì)地層傷害很小。九、對(duì)策實(shí)施26效果檢驗(yàn)一：通過對(duì)降濾失劑的研究，確定了粉砂和JDS暫堵劑的最佳用量，取得了良好的降濾效果，液體效率分別提高到25.6%、24.5%，其值均大于目標(biāo)值20%。27實(shí)施二優(yōu)選液體配方選用耐高溫的羥丙基瓜膠有機(jī)硼交聯(lián)體系：基液濃度：由0.52-0.55%↑

0.58-0.62%；基液粘度＞70mPa.s交聯(lián)劑濃度：由4.0-4.5%

↑

4.5-5.5%C-200

；破膠劑：由過硫酸胺改為PJ-02。原來的液體配方：現(xiàn)在的液體配方：28效果檢驗(yàn)二：兩種配方在不同溫度條件下進(jìn)行試驗(yàn)，粘度分別保持在100mPa.s和50mPa.s以上，大于目標(biāo)值45mPa.s，耐溫剪切性能穩(wěn)定，攜砂性能強(qiáng)，均可以滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求。壓裂液耐溫抗剪切性試驗(yàn)老新壓裂液配方剪切穩(wěn)定性試驗(yàn)(120℃)總口壓裂液配方剪切試驗(yàn)(140℃)29溫度，℃（NH4）2S2O8濃度%破膠時(shí)間min破膠液粘度mPa.s破膠液表面張力mN/m140（總口配方）0.01未破//0.0345（10min水化）3.2624.170.05253.0123.31110（老新配方）0.075未破//0.08535（10min水化）2.8924.560.15202.7123.74高溫條件下，壓裂液在低濃度破膠劑作用下，破膠徹底，沒有返膠現(xiàn)象，破膠液粘度<目標(biāo)值5mPa.s，表明壓裂液體系對(duì)地層傷害較小。壓裂液破膠試驗(yàn)30九、對(duì)策實(shí)施實(shí)施三、注入支撐劑段塞在前置液階段注入低砂比（砂比5%或8%）支撐劑劑段塞，用以沖刷炮眼和近井地帶，降低地層破裂壓力。段塞段塞31效果檢驗(yàn)三：未加支撐劑段塞通過比較發(fā)現(xiàn)，注入段塞破壓降幅在10%左右，效果明顯，破壓降幅>目標(biāo)值8%，是解決總口向斜破壓高的有效手段。支撐劑段塞32十、效果檢查

經(jīng)過這次改進(jìn)活動(dòng)，6月到11月總口向斜施工25井次，其中24井次取得了良好的增油效果，施工合格率96%。2009年總口地區(qū)壓裂效果統(tǒng)計(jì)表33目標(biāo)完成情況活動(dòng)前活動(dòng)后95%目標(biāo)十、效果檢查92.5%95%96%目標(biāo)達(dá)成34對(duì)策實(shí)施后，6月-11月總口向斜的壓裂井累計(jì)增油937.3t，見到了顯著的增油效果。

總收入：937.3×7.33×78.53×6.77=365.14萬元壓裂成本：22.6萬元作業(yè)費(fèi)：25.4萬元采油成本：72.3萬元直接經(jīng)濟(jì)效益：101.14萬元十、效果檢查35十一、鞏固措施為使小組活動(dòng)成果得到鞏固和推廣應(yīng)用，我們制定了如下鞏固措施：（1）堅(jiān)持QC小組經(jīng)?；?、科學(xué)化管理，對(duì)單井壓裂分析總結(jié)，并將每次施工小結(jié)進(jìn)行歸檔。（2）編制《總口向斜儲(chǔ)層壓裂質(zhì)量控制方法》，納入壓裂設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，予以推廣。36十二、活動(dòng)體會(huì)

通過本次活動(dòng)，解決了生產(chǎn)中急需解決的問題，帶來了顯著