井下壓裂施工管理設計與實施探討

黃旭

摘要：石油作為三大能源之一，一直以來都在社會的發展當中扮演著重要的角色，這也使人們在石油工程當中有了越來越多的關注。如今，社會的發展使人們對于石油有了更多的需求，這也使石油開采工作面臨著更加嚴峻的挑戰，為了提高石油開采的工作效率和工作安全，很多先進的技術已經被應用于石油工程當中，其中井下壓裂施工技術便是其中發展最迅速的一種。就目前對于我國石油開采工程而言，井下壓裂施工過程中存在著一定的問題影響著石油的開采效率，因此選取何種井下壓裂施工技術是每一個石油開采企業都需要關注的事項?；诖?，本文圍繞著石油工程展開論述，對其中壓裂施工技術進行深入探究，并分析該種技術在石油工程當中的應用意義，同時對我國石油工程井下壓裂技術的應用問題進行分析，針對問題提出科學的井下壓裂施工管理設計與實施方法，以供石油行業人員參考，從而推動我國社會經濟的穩步發展。

關鍵詞：石油工程;井下壓裂技術;應用意義;問題;管理設計;實施方法

引言：

石油資源一直都是全球經濟發展的重要能源，同時也是全世界各國正常運行的基礎所帶。當前，石油化工產品已經廣泛的應用在人民的生活當中，并且很多石油產品也被應用在航天、軍事領域，由此可見，石油行業的發展和進步也決定著一個國家的國際競爭力。在這樣的背景下，石油資源的需求越來越多，提高石油開采效率和開采安全性已經成為了每一個國家都需要認真思考的問題。而目前由于大規模的石油開采，導致很多油田已經枯竭，人們不得不在一些較為惡劣的環境下進行石油開采，這也給石油工程行業帶來了更多的困難。隨著科學技術的發展，很多新技術被研發出來，這也逐步加大了石油開采的安全性和開采效率，其中井下壓裂施工技術便是其中最重要的一種。因此，相關行業要加強對該種技術的研究與應用，以此來保證石油開采的安全性，進而推動我國社會飛速發展。

一、石油工程井下壓裂施工技術

1.1前置液處理技術

預壓裂液處理技術主要是在預壓裂液正式注入前，采用常規鹽酸注入，以消除井筒和近井筒內泥漿以及其他污染物的淤塞，減少地層承受壓力與早期裂縫高度。在施工時，需向井內倒入10～15m3的HCl溶液，其可以使得壓裂壓力減少至30MPa以下，有效保障了油田作業安全。對于一些井筒裂縫大、壓力高的采油井，可考慮運用這種預酸處理方法對井筒進行油水事先處理。酸性混合物在正式油井壓裂方法實施前可用于擠注或重新注入生產井筒，從而降低油井的壓裂總壓力。在工程后期，也可實現良好的油井通道的油水滲漏處理效果，并降低油田鉆井作業的破裂壓力。

1.2限流壓裂處理技術

該項技術不僅可以實現對不同地下層液體流動通道數的直接影響和自動調節，而且可以直接在不同地下層之間形成相對不同的地下孔摩阻壓差，利用最大排量泵用于徑向注入壓裂液。早期壓裂留下的下部地層將來可以直接進入，得到更多的壓裂液。在某些情況下，還會直接進入，形成較大的井下摩阻，使進入地下儲液區不能再進入，從而得到更多的水或壓裂液，使更多的壓裂液儲存在其他較低的地層中進行排液，使多個地下儲液區一次直接壓裂。

二、井下壓裂施工技術實施的意義

壓裂技術在低滲透油氣藏領域有著十分廣泛的應用，不管是中滲油氣藏還是高滲油氣藏，壓裂技術在提高生產效率方面都有明顯的作用，可以起到良好的注水井增注作用。井下壓裂工藝可以降低鉆井過程中造成的井眼損傷，這對于油氣井正常作用的產量增加，有著重要的意義。除此之外，壓裂工藝還可以作用于低滲透油藏，能夠在油藏當中形成高導流裂縫，進而提高石油的開采效率。除此之外，井下壓裂施工技術與處理井下廢液也有著重要的關系。如果油井可以進行二次或是三次的采油，實施壓裂技術可以加強吸收能力。油井作業的過程中，底層張力強度會提升，在此過程當中，需要項底層注入相應的壓裂力，以此來使油井底部產生裂縫，而此裂縫便為導流裂縫。油井生產的過程中，需要對井下的真實情況有一個準確的了解，了解油井的常用方法以測量為主，但這樣的方法缺乏準確性和科學性，壓裂工藝的實施，能夠監測到不同油層壓裂段的參數，并對其進行分析，這對油井作業提供了重要的數據。壓裂工藝的實施，可以對油井實時監控，這對于施工開展有重要意義。

三、井下壓裂施工技術相關數據的優化

3.1完善壓裂液組成

壓裂的實際效果和壓裂工程的技術參數有直接的聯系，所以要改進壓裂技術，必須要對相關數據進行優化。整個壓裂的過程中，壓裂液返的排成效果對于工程的成效性有著直接的影響。粘性流體填充是初期工藝環節，施工的過程中還需要進行裂縫擴展，這一環節能有效的提高石油的產量。近年來，壓裂技術也不斷發展，壓裂粘液度的需求量也不斷增加。出現這一現象的主要原因是施工途中，工作人員需要利用壓裂液提升井壓的溫度和深度，所以要完善壓裂液的組成。

3.2加強對井下壓裂技術參數的控制

想要提高井下壓裂技術參數的控制力度，相關施工企業需要從以下幾方面入手：①要根據地質情況，壓裂需求以及油層深度等對混砂比進行科學合理的控制。通常情況下，想要壓裂出較長且寬度較窄的縫隙時，石油企業所使用的壓裂混砂其比值為26.5%;想要實現低貫通程度的壓裂效果時，石油企業所使用的壓裂混砂其比值為20%;②在井下壓裂施工過程中能夠利用裂縫關閉技術來阻止裂縫擴散。施工過程中需要保證裂縫壁的壓實，這是避免裂縫出砂的有效措施。裂縫如果有出砂的現象發生，就會超出正常的擴散標準，這對于底層的損耗會有一定程度的增加。過多的底層損耗，對于油井的石油產量會造成嚴重的影響，實施壓裂技術，可以很大程度的避免這一點，壓裂技術中具備強制關閉，這可以避免裂縫出砂，縮短擴散的時間，促進返排的成效。

四、影響井下壓裂施工效率的相關因素

4.1分層施工工藝技術對壓裂施工效率的影響

在井下壓裂施工過程中，分層施工工藝技術是其中最關鍵的環節，同樣也是影響壓裂效果最重要的因素之一。在實際的井下壓裂施工過程中，需要相關施工人員采用封隔器來將井下油層分為多層，之后根據每一層油層的壓力和實際情況來選取合理的壓裂工藝，這樣能夠達到不同壓裂效果的目的。通常情況下，壓裂工藝主要選用水力壓裂，當水力使油藏產生穩定的裂縫時便達到了相應的壓裂目的。而在實際的壓裂過程中，如果分層效果不良，或者封隔器并沒有將油層完全密封，導致在后續的壓裂施工過程中產生油層混流的情況，進而影響到壓裂效果，甚至會產生安全事故。因此，相關施工單位需要加強對分層施工工藝技術的關注力度，以此來提高壓裂施工的效率和安全性。

4.2壓裂液所產生的影響

壓裂液是油田井下壓裂施工過程中最重要的物質之一，該種物質相比較水力具有更好的壓裂效果，但如果在施工過程中壓裂液的指標難以達到施工設計要求，便容易影響到壓裂施工質量。一般情況下，石油開采單位在使用壓裂液進行井下壓裂的過程中需要選擇流動能力強，粘度大的壓裂液，如此才能達到良好的壓裂效果。目前，在我國石油開采工程當中，常用的壓裂液主要以果速溶胍膠壓裂液為主，此種壓裂液在使用的過程中因為生物酶催化而形成保護石油儲層的作用，進而避免油層被其他雜質污染。

4.3井下壓裂施工操作方式對其效果的影響

操作方式是影響井下壓裂施工效果最常見的因素之一，不規范的操作方式會降低壓裂施工效果，甚至會產生安全事故。因此石油開采施工單位需要對施工技術人員進行培訓，加強其對壓裂施工技術和相關設備的熟悉程度，提高其專業能力，由此來提高井下壓裂施工的質量，在油層中形成穩定均勻的裂縫，為后續的石油開采打下堅實的“基礎”。除此之外，在壓裂施工過程中，壓裂設備是其中最關鍵的部分，為了有效的提高施工效率，相關施工人員需要加強對施工設備的保養和維護力度，保障設備具有較高的應用性能，以此來推進壓裂施工順利進行。

4.4地質因素的影響

在石油工程井下壓裂施工過程中，不同地質特征下的油層圍巖強度也會有所差別。因此，為了提高壓裂施工的效率，保障壓裂施工能夠順利開展，相關施工人員在實際的施工之前需要針對施工區域的地質情況進行探究，分析油層圍巖的性能參數，以此作為依據來選取最佳的壓裂施工技術。只有通過對地質情況的合理分析，加大對壓裂工藝的控制力度，才能夠在油藏中壓裂出適宜開采的裂縫，進而提高油層的滲透率，實現石油開采產量增加的目的。在施工過程中，由于地質環節的特殊性可能會在其中對壓裂施工產生一定的不良影響，為此施工人員應當加大對地質因素的控制力度，采用先進的技術來降低壓裂過程中所出現風險的概率，最大程度的降低地質因素對壓裂施工所產生的影響，以此來有效的提高開采效率。

4.5設備影響因素

在石油工程壓裂施工過程中會使用到大量的設備工具，先進的設備能夠有效的降低施工難度，提高施工效率，進而增加油井的產量。如果在壓裂施工過程中采用的設備因老化、陳舊等原因造成性能不良，這不僅會對壓裂施工進度產生嚴重的影響，甚至會引發安全事故。因此石油企業應當定時更新升級壓裂設備，在保障施工安全性的同時實現開采效率的提升。通常情況下，在井下壓裂施工過程中井口管柱處屬于危險區域，此區域便需要加裝保壓、泄壓裝置，如果該處所安置的裝置設備性能不佳，便可能會造成壓裂失敗，導致實際的施工難以達到預期設計的目的。

五、我國石油工程井下壓裂技術的應用問題

5.1安全問題

相比較其他行業，石油開采工程屬于一種高危行業，在井下壓裂施工過程中安全問題也是困擾我國石油工程行業發展的重要問題之一。由于井下壓裂施工主要是在地下進行，并且相關工藝較為復雜，同時油井的開采周期較長，在此種情況下，很多設備設施的零部件會在開采過程中出現嚴重腐蝕、老化的問題，這便可能導致出現井噴、管道破損的情況，進而導致石油開采過程中產生安全問題。

5.2井下壓裂施工管理方面存在著一定的問題

目前，管理問題是我國石油工程井下壓裂施工當中最常見的問題之一，該種問題不僅會對石油開采效率產生不利的影響，甚至會引發安全事故。在石油工程當中，參與井下壓裂施工的人員和設備較多并且復雜，在很多企業當中對于人員和設備的管理并沒有形成一套完善的管理體系，導致很多管理工作虎頭蛇尾，在后續的管理過程中便會出現松懈、混亂的情況，如此便會對石油工程企業產生不利的影響。

六、井下壓裂施工管理設計與實施方法

6.1井下壓裂施工技術安全優化

為了提高井下壓裂施工的安全性，相關人員要針對石油工程井下壓裂施工技術進行優化，在實際的優化過程中，要加強對壓裂液的重視程度，保障所配置的壓裂液、混砂符合施工設計要求。并且石油工程單位需要不斷的升級改進井下壓裂技術工藝，以保證能夠達到預期的施工目的。除此之外，相關企業需要加強對整個施工過程的安全管關注力度，通過各類制度的更新和完善，以此來加強對施工人員的管理，保障施工人員在實際的施工操作過程中按規范要求執行，避免因操作失誤而導致出現安全問題。并且石油企業人力資源管理部室也要加強對相關技術人員的培訓，提高施工人員的專業能力和工作素養，以較強的責任心投入到實際工作當中，進而保障井下壓裂施工的安全性和高效性。

6.2對井下壓裂施工管理工作進行優化

無論在任何行業當中，正確的管理是提升工作效率和工作安全性的基礎保障，在石油工程井下壓裂施工當中也是如此。為此相關石油企業需要加大對井下壓裂施工工作的管理力度，建立完善的管理制度，明確施工的目標和管理內容，以此來實現壓裂施工效率的提升。除此之外，石油企業還應當建立質量監督管理部門，組織專業的監督管理隊伍對井下壓裂施工進行全面的監督管理，對相關設備設施進行全方位的檢查，如果其中出現問題需要對責任人員進行考核，以此來保障井下壓裂施工的安全性。

七、結語

石油是我國乃至世界發展的重要能源，其對于工業化社會的進步有著極大的助力。為了實現經濟的穩定增長，全球各國都在加大對石油開采技術的研究和分析，而井下壓裂施工便是石油開采過程中的關鍵環節，想要進一步提高開采效率和開采安全性，相關石油企業應當加大對壓裂施工技術工業的研究和應用，通過科學的手段來提高井下壓裂施工的管理水平，進而提高開采效率，為國民經濟的發展提供重要助力。

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