連續油管作業過程中質量控制措施(生產技術輔導：石油天然氣開采過程的主要危險及其控制)

油氣井完成的步驟有哪些？

完井(即油氣井完成)是鉆井工程的最后一個重要環節,主要包括鉆開生產層、確定井底完成方法、安裝井底和井口裝置以及試油投產。完井質量直接影響油井投產后的生產能力和油井壽命，因此必須千方百計地把完井工作做好，為油氣井的順利投產、長期穩產創造條件。

一、打開生產層完井就是溝通油氣層和井筒，為確保油氣從地層流入井底提供油流通道。任何限制油氣從井眼周圍流向井筒的現象稱為對地層損害的“污染”。實踐證明：鉆開生產層的過程或多或少都會對油氣層產生損害。因此，保護油氣層是完井所面臨的首要問題。過去，世界范圍內油價較低、油源充裕，在很大程度上忽視了對油氣層的保護。自20世紀70年代中期，西方一些國家出現能源危機以來，防止傷害油氣層，最大限度地提高油氣井產能才上升到重要地位，成為目前鉆井技術中最主要的熱門課題之一。

1.油氣層傷害的原因油氣層傷害機理的研究工作開展以來，有各式各樣的說法。最近比較精辟的理論認為：地層損害通常與鉆井液固體微粒運移和堵塞有關，還與化學反應和熱動力因素有關。在復雜條件下，要充分掌握油層損害機理是比較困難的。因此，目前的研究結果大多只能定性地指導生產實踐，離定量評價還有一定的差距。

鉆生產井常用的鉆井液為水基泥漿。由于鉆進過程中鉆井液柱壓力一般大于地層壓力，在壓差作用下，鉆井液中的水、粘土等會侵入油氣層，對油氣層造成各種不同性質的傷害。

1)使產層中的粘土膨脹研究得知，油砂顆粒周圍一般都有極薄的粘土膜。砂粒之間的微孔道非常多，油氣層內部還有許多很薄的粘土夾層。在鉆井液自由水的侵入作用下，砂粒周圍的粘土質成分將發生體積膨脹，使油氣流動通道縮小，降低產出油氣的能力。

2)破壞油氣流的連續性油氣層含油氣飽和度較高時，油氣在孔隙內部呈連續流動狀態。少量的共生水貼在孔隙壁面，把極微小的松散微粒固定下來，在相當大的油氣流動速度下也不會被沖走。當鉆井液濾液侵入較多時，會破壞油氣流的連續性，原油或天然氣的單相流動變成油、水兩相或氣、水兩相流動，增加了油氣流動阻力。一旦水成為連續的流動相，只要流速稍大，就會把原來穩定在顆粒表面的松散微粒沖走，并在狹窄部位發生堆積，堵塞流動通道，嚴重降低滲透率。

3)產生水鎖效應，增加油氣流動阻力滲入油氣層中的鉆井液濾液是不連續的，而是呈一段小水栓一段油氣的分離狀態。在有些地方還會形成油、水乳化液。由于彎曲表面收縮壓的關系，會大大增加油氣流入井的阻力。

4)在地層孔隙內生成沉淀物

2鉆開生產層的鉆井液類型鉆井液類型對生產層的損壞成 本清水適用于裂縫性油氣層最低低固相(無固相)鉆井液較小中水包油乳化液較小中油包水乳化液小較高油基鉆井液小高原油小中空氣(天然氣)最小中二、井底完成方法井底完成方法是指一口井完鉆后生產層與井底所采用的連通方式和井底結構。從采油氣的觀點來看，對各種完成方法的共同要求有如下幾點：

(1)油氣層和井筒之間的連通條件最佳，油氣層受到的傷害最小；(2)油氣層和井筒之間的滲流面積盡可能大，油氣流入的阻力最小；(3)有效封隔油層、氣層和水層，防止各層之間互相竄擾；(4)有效控制油層出砂，防止井壁坍塌，保證油氣井長期穩定生產；(5)能滿足分層注水、注氣、壓裂、酸化、人工舉升以及井下作業等要求；(6)稠油開采能達到注蒸汽熱采的要求；(7)油田開發后期具備側鉆的條件；(8)工藝簡便，成本低廉。

油氣井完成之后，其井底結構不易改變。所以應根據油氣層的具體情況，參照各地的實踐經驗慎重選定合理而有效的井底完成方法。目前國內外常用的井底完成方法有裸眼完井、射孔完井、割縫襯管完井及礫石充填完井等。

1.裸眼完井法不用套管封固而直接裸露油氣層的井底完成方法稱為裸眼完井法。油氣層以上井筒固井完畢后，再換小鉆頭打開油氣層稱作先期裸眼完井。圖5-11為直井先期裸眼完井示意圖。后期裸眼完井則是不更換鉆頭直接鉆穿油氣層后，才對油氣層以上的井段進行固井作業。圖5-12為直井后期裸眼完井示意圖。裸眼完井法的最大優點是油氣層直接與井底相通，流通面積大、流動阻力小、施工簡單、成本低、產量高。

圖5-11先期裸眼完井

圖5-12后期裸眼完井

用裸眼完井方法完成的井，產層容易坍塌，不能控制油氣層出砂，一般只適用于巖層堅硬致密且無油、氣、水夾層的單一油氣層。油氣層性質相近的多油氣層的井也可采用，但無法進行分層開采。裸眼完井法是一種早期的完井方法，隨著高效能、大威力油氣井射孔技術的出現，裸眼完井法油氣層全裸露的優點也不如過去那么突出。裸眼完井可用于直井、定向井以及水平井中。裸眼完井法有多種變形以提高其適應性。

2.射孔完井法射孔完井方法是目前國內外使用最廣泛的完井方法。在直井、定向井以及水平井中都可采用。射孔完井包括套管射孔完井和尾管射孔完井。

套管射孔完井是用同一尺寸的鉆頭鉆穿油氣層直至設計井深，下油層套管至油氣層底部并注水泥固井，然后再用射孔器射穿套管和水泥環，并射入生產層內一定深度。油氣就可通過射孔所形成的孔道流入井內。圖5-13為直井套管射孔完井示意圖。

圖5-13套管射孔完井

尾管射孔完井是在鉆達油氣層頂部時，下技術套管注水泥固井，然后換小鉆頭鉆穿油氣層直至設計井深，用鉆具將尾管送下一并懸掛在技術套管上(尾管和技術套管的重合段一般不小于50m)。再對尾管注水泥固井，然后射孔。油氣層部位的結構與射孔完井方法完全相同。圖5-14為直井尾管射孔完井示意圖。

圖5-14尾管射孔完井

射孔完井法的優點是：

(1)能有效支撐疏松易塌的生產層；(2)能有效封隔油層、氣層和水層，防止氣竄、水竄；(3)可以進行分層測試、分層開采和分層酸化等各種分層工藝措施；(4)可進行無油管完井、多油管完井等。

(5)除裸眼完井方法外，比其他完井方法都經濟。

射孔完井法的主要缺點是：在鉆井和固井過程中，油氣層受鉆井液和水泥漿的侵害較為嚴重；由于射孔孔眼的數目和深度有限，油氣層與井底連通面積小，油氣流入井內的阻力較大。

3.割縫襯管完井法割縫襯管完井法是在裸眼完成的井中下入割縫襯管的完井方法。與裸眼完井相對應，割縫襯管完井也分先期和后期兩種工序。先期割縫襯管完井是在鉆達油氣層頂部時下套管固井，然后換小鉆頭打開油氣層，最后在油氣層的裸露部分下入一根預先在地面打好孔眼或割好縫的襯管，并用卡瓦封隔器將襯管懸掛固定在上部套管上。圖5-15為直井先期割縫襯管完井示意圖。后期割縫襯管完井是直接鉆穿油氣層后，才對油氣層以上的井段注水泥固井。圖5-16為直井后期割縫襯管完井示意圖。油氣只能經過襯管的孔眼或割縫才能流入井中。割縫襯管完井法可以防砂和保護井壁，但無法進行分層開采。它工藝簡單、操作方便、成本低，多用于出砂不嚴重的中粗砂巖油氣層，可在直井、定向井以及水平井中采用。

圖5-15先期割縫襯管完井

圖5-16后期割縫襯管完井

4.礫石充填完井法對于膠結疏松、出砂嚴重的地層一般采用礫石充填完井方法。該方法能夠有效保護井壁、解決防砂問題，但施工工序復雜。礫石充填完井法分為裸眼礫石充填完井和套管礫石充填完井兩種方法。

裸眼礫石充填完井是在套管下到油氣層頂部固井后，再鉆開生產層，并用井下擴孔器對油氣層部位進行擴孔，然后下入繞絲篩管，采用循環的方法用液體把預先選好的礫石帶至井內，充填于井底。裸眼礫石充填完井的優點是流動面積大、流動阻力小，缺點是無法進行分層開采。圖5-17為裸眼礫石充填完井示意圖。

套管礫石充填完井是在鉆開油氣層后，下套管固井、射孔。清洗射孔炮眼后，下入繞絲篩管，充填礫石。用該方法完井可以進行分層開采。套管礫石充填完井現在多采用高密度充填，其效率高、防砂效果好、有效期長。圖5-18為套管礫石充填完井示意圖。

圖5-17裸眼礫石充填完井

圖5-18套管礫石充填完井

礫石充填完井方法在直井、定向井中都可采用。但在水平井中應慎用，因為在水平井中易發生砂卡，礫石充填失敗則不能達到防砂目的。

三、完井井口裝置在油氣井測試和生產過程中，都必須有一套絕對可靠的井口裝置，以便能有控制、有計劃地進行井內作業和油氣生產。完井井口裝置是裝在地面用以懸吊和安放各種井內管柱，控制和引導井內油氣流出或地面流體注入的井口設備。完井井口裝置通常包括套管頭、油管頭和采油樹三大主要部件。

完井井口裝置的類型應根據油氣層的特點來確定。低壓油氣井的井口裝置比較簡單，只要密封環形空間，裝上油管頭和采油樹即可。對于高壓油氣井，則要求具有足夠的強度和可靠的密封性。同時還必須滿足安全測試、酸化壓裂和采油、采氣等工藝的要求。對于含硫化氫的油氣井應該采用防硫井口裝置，以保證安全生產。

1.套管頭如果油氣層壓力較低，且各層套管的固井水泥均返至井口，可以不裝套管頭，只需用環形鐵板將環形空間封焊住，采油樹直接裝在油管頭的法蘭盤上。

對于要求較高的油氣井，固井后一般要裝上套管頭，以密封兩層套管間的環形空間、懸掛第二層套管柱并承受部分重力。套管頭鉆井時可用于安裝井口防噴器。

套管頭下端的絲扣與技術套管連接，油層套管通過卡瓦坐在套管頭的斜坡內。卡瓦上有用鋼墊圈壓緊的抗油密封，密封其環形空間。套管頭上端法蘭用于連接油管頭。

如果水泥未返至井口，水泥固結點以上為自由套管柱。當井內溫度、壓力等變化時，套管長度會隨之伸長或縮短，從而引起套管柱自身及套管頭的受力情況發生變化。影響井內自由套管柱受力的因素有套管自身重力、溫度變化、井內鉆井液、油氣或注入流體的密度變化、套管柱內液面高度變化等。安裝套管頭時應對這些影響進行分析和計算，確定合理的套管柱初拉力值。保證自由套管柱的下部不至于受壓彎曲、失去穩定而破壞；上部套管柱要能承受最大拉力負荷，不發生絲扣滑脫或套管斷裂。目前已有比較成熟的計算方法，保證在油井開采過程中，自由套管柱處于有利的受力狀態而不至于發生破壞。

2.油管頭油管頭用于密封油管和生產套管的環形空間，懸掛油管柱和安裝采油樹。高壓油氣井目前多采用由特殊四通和錐形油管掛組成的油管頭。

在油層套管固井后，將油管頭的四通裝在套管頭的法蘭上。下完油管后將錐形油管掛連接在油管柱的上端，再用提升短節送至特殊四通的錐面座上，并用頂絲將錐形油管掛頂緊。油管和油層套管之間的環形空間通過油管掛及其上的密封環和O形密封圈密封。

應注意坐入錐形油管掛時不能猛提猛頓，不要碰傷其密封部位。

3.采油樹采油樹是由各類閘閥、四通或三通以及節流閥等配件組成的總成。采油樹安裝在油管頭上面，用以控制油氣流動，進行有計劃的安全生產以及完成測試、注液、酸化壓裂等作業。

四、完井工藝完井工藝因油氣井完成方法不同而異。經常進行的工作有射孔，下油管，安裝井口裝置，誘導油氣流，完井測試，酸化投產等。

1.射孔目前國內外大多數井都采用射孔完井方法完成。廣泛使用聚能射孔器(即射孔槍)完成射孔作業。射孔槍裝好射孔彈后，被輸送到井內的預定位置。引爆聚能射孔彈就可產生高溫、高壓、高速的噴射流直奔目標位。

射孔彈炸藥的爆炸是迅速的物理化學熱反應，溫度高達3000～5000℃。由于溫度極高，產生了極熱的氣態物質，體積迅速膨脹到原來的200～900倍，將處于強烈壓縮狀態的勢能瞬間變成動能。該動能沖擊波的速度可達200～800m/s，使爆炸點周圍壓力急劇升高，可達幾千至幾萬兆帕。利用爆炸時具有方向性的特點，將炸藥做成錐形凹槽狀。其聚焦作用導致在焦點上的聚能射流具有最大的密度和最大的穿透能力，很容易穿透套管壁、水泥環，并在地層中形成一定深度的孔眼。

射孔時井底壓力大于油氣層壓力叫做正壓射孔。正壓射孔后的殘渣和碎屑難以從地層中排出，會造成射孔通道的堵塞，極大地傷害油氣層。射孔時井底壓力小于地層壓力叫負壓射孔。負壓射孔后在壓差作用下地層流體馬上可以流向井底，從而能帶出殘渣，不污染產層。負壓射孔是近年發展起來的新型射孔技術，已廣泛地用于生產。

現代射孔工藝有電纜輸送套管槍射孔、電纜輸送過油管射孔、油管輸送射孔、油管輸送射孔聯作、高壓噴射和噴砂射孔、定方位射孔、超高壓正壓射孔、連續油管輸送射孔等工藝技術。

過油管射孔的工藝過程如下：將油管下到井內，在采油樹上安裝封井器、防落器、防噴管、防噴盒。將射孔槍、電纜接頭和井下儀器裝入防噴管內，并與電纜相連。安裝就緒后，打開防落器和封井器，借助于電纜把射孔槍下出油管鞋。放射性測井校對井深后對準層位引爆射孔。然后起出電纜，當射孔槍和井下儀器進入防噴管后，立即關閉采油樹總閘門。放掉防噴管內的壓力，再卸掉采油樹以上的裝置。

過油管射孔具有負壓射孔的優點，特別適合不停產補孔和打開新層，避免關井和起、下油管。但由于受油管直徑的限制，無法實現高孔密和深穿透，一次射開的產層厚度受限。目前多用于海上油氣井和不停產井。

油管輸送射孔工藝是把射孔槍接在油管柱上，借助于油管把射孔槍送到射孔位置。射孔前用射孔液造成負壓環境。坐好油管串，安上封井器，放射性測井校深后，對準層位引爆射孔彈，丟槍后試油。引爆方式有投棒引爆、油管加壓引爆、環空加壓引爆、電引爆等多種，從油管內投入鐵棒撞擊引爆最簡單、也最常用。

油管輸送射孔工藝的特點是能實現高孔密、深穿透，負壓清潔孔眼效果好、安全性高，特別適用于斜井、水平井以及稠油井，高壓地層和氣井必須采用。

2.下油管油管是地下油氣流向地面的通道，也是用來實現洗井、壓井、酸化、壓裂等措施的工具。油管是用優質鋼材制成的無縫鋼管，用接箍連接成油管柱。油管柱最下端的油管鞋是一個小內徑的油管短節，用于防止井下壓力計及其他入井工具掉落井底。

下在油層部位的篩管即為割縫或帶眼油管。長度一般在6～8m，孔眼直徑為12mm。所開孔眼的總面積要大于油管內截面積，目的是增大油氣流動通路，防止較大巖屑進入油管內，彌補由于油管鞋截面積過小而影響產量。

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由于油管柱與套管間的環空由油管掛密封，由地層流入井內的油氣只能進入篩管并沿著油管上升到地面。采油樹與地面采油管線相連,有控制地將油氣從井內輸出。

3.誘導油氣流下完油管、安裝好井口裝置后，下一步的工作一般是誘導油氣流。對于因井內液柱壓力過高而不能自噴的油氣井，應設法降低井內液柱高度或流體密度，從而降低液柱壓力，誘導油氣流進入井內。常用的方法有替噴法、提撈誘噴法、抽汲誘噴法和氣舉法等。

1)替噴法用原油或清水等低密度液體將井內的鉆井液循環替出，降低液柱壓力以誘使油氣流入井內的辦法稱為替噴法。替噴時清水從油管注入井內，逐步替出井內鉆井液。對于高壓井或深井，為了不致造成井內壓力變化過猛，可以先用輕鉆井液替出重鉆井液，再用清水替出輕質鉆井液的辦法進行替噴，確保井身安全。

2)提撈法提撈誘噴法是用特制的提撈筒，將井筒中的液體逐筒地撈出來，以降低液柱高度、誘導油氣流進入井內。這種方法一般是在替噴后仍然無效的情況下采用。

提撈誘噴法的一種變化稱為鉆具排液法。可以把裝有回壓閥的下部鉆具視為一個長的提撈筒，速度較快地將井內液面降低1000～1500m。

3)抽汲法抽汲法實際上是在油管柱內下入一個特制的抽子，利用抽子在油管內上下移動形成的部分真空，將井內部分清水逐步抽出去，從而降低井內液柱高度，達到誘噴的目的。

抽汲法可將井內液柱高度降到很低。抽子下行時閥打開，水從抽子中心管水眼流入油管內；上提抽子時閥關閉，油管內的水柱壓力使膠皮脹開緊貼油管內壁而起密封作用。抽子之上的水柱隨抽子上移而被排出井口。替噴后仍不能自噴的井，可采用抽汲法誘噴。

4)氣舉法氣舉法與替噴法的原理類似，只是替入井內的不是清水而是壓縮空氣。氣體是從環空注入而不是經油管注入。由于氣體密度小，只要油氣層傷害不是很嚴重，一般氣舉后可達到誘噴的目的。在某些有條件的地區，還可以用鄰井的高壓天然氣代替壓縮機進行氣舉。對替噴無效的井，也可采用氣舉法誘噴。

4.完井測試完井測試的主要任務是測定油氣的產量、地層壓力、井底流動壓力、井口壓力以及取全取準油、氣、水的資料，為油氣開采提供可靠的依據。

1)油氣產量的測定從油氣井中產出的油、氣、水進入分離器后，氣體經分離傘從上部排出，油和水沉降下來。玻璃連通管中的液面高度能反映分離器內油水液面的變化。記錄玻璃管中液面上升一定高度所需的時間，就能算出每口井的產液量，經采樣分析可得到油水含量。

通常用節流式流量計測定天然氣的產量。流量計的孔板直徑要適應天然氣的產量范圍。

2)地層壓力和井底流動壓力關井待井內壓力恢復到穩定后，用井下壓力計測得的井底壓力即為地層壓力。也可用關井井口壓力和液柱壓力計算得出地層壓力。對于滲透性差的地層，關井使井內壓力恢復需要很長時間。為了節省時間，可根據一段時間內的壓力恢復規律推斷地層壓力。

井底流動壓力是指穩定生產時測得的井底壓力。如果是油管生產，由套壓和環空液柱壓力可算得井底流動壓力。

3)井口壓力油氣井井口壓力包括油壓和套壓。油壓反映井口處油管內壓力，套壓反映井口處油管與套管環形空間的壓力。生產時油壓和套壓不同，關井壓力穩定后油壓和套壓應相等。可以在地面上通過壓力表讀得這兩個壓力值。

4)油、氣、水取樣取樣是為了對產層流體進行分析和評價。因此，要求取出的樣品具有代表性和不失真。一般情況在井口取樣。有時為了保持油氣在地下的原始狀態，需要下井下取樣器到井底取樣并封閉，然后取到地面用于測試和分析。

思考題

1.鉆井的作用是什么?2.現代旋轉鉆井的工藝過程特點是什么?3.井身結構包括什么內容?4.鉆井工藝發展經歷了幾個階段?有些什么特點?5.石油鉆機由哪些系統組成?各個系統的作用是什么?6.防噴器有哪些類型？各有什么用途？

7.鉆柱主要由哪幾種部件組成？

8.方鉆桿為什么要做成正方形?9.扶正器、減振器、震擊器等輔助鉆井工具各有什么用途?10.普通三牙輪鉆頭主要由哪幾部分組成?11.石油鉆井使用的金剛石鉆頭有哪些類型?各在什么條件下使用?12．鉆井液的功用是什么?13．水基鉆井液由哪些部分組成？屬于什么樣的體系？

14．鉆井液性能的基本要素有哪些？

15．鉆井液密度與鉆井工作的關系如何?16．怎樣優選鉆頭？

17．井斜控制標準是什么?18．壓井循環的特點是什么？

19．常規井身軌跡有哪幾種類型？

20．井內套管柱主要受哪些外力作用？設計套管柱的基本原則是什么?21．套管柱由哪些基本部件組成？

22．描述注水泥的基本過程。

23.鉆開油氣層時常采取哪些保護措施?24．目前常用哪幾種完井方法?25.誘導油氣流的主要方法有哪些?26.完井井口裝置有哪些部件?各起什么主要作用?

生產技術輔導：石油天然氣開采過程的主要危險及其控制

【考試大綱要求】：

1、了解輸油氣站場、儲油（氣）庫、輸油氣管道的防腐絕緣與陰極保護，管道安全監控技術；

2、熟悉管道檢測、管道維修與搶修等安全技術。

【教材內容】：

第三節石油天然氣開采過程的主要危險及其控制

一、硫化氫防護

在含硫化氫的油氣田進行施工作業和油氣生產時，所有生產作業人員都應該接受硫化氫防護的培訓；來訪者和其他非定期派遣人員在進入硫化氫危險區之前，應接受臨時安全教育，并在受過培訓的人員隨同下，才允許進入危險區。

硫化氫作業現場應安裝硫化氫報警系統，該系統應能聲、光報警，并能確保整個作業區域的人員都能看見和聽到。第一級報警值應設置在閾限值[硫化氫含量15 mg／m3 (10ppm、)]，達到此濃度時啟動報警，提示現場作業人員硫化氫的濃度超過閾限值，應采取相應措施；第二級報警值應設置在安全臨界濃度[硫化氫含量30mg／m3(20ppm)]，達到此濃度時，現場作業人員應佩戴正壓式空氣呼吸器，并采取相應措施；第三級報警值應設置在危險臨界濃度[硫化氫含量150mg／m3 (100ppm)]，報警信號應與二級報警信號有明顯區別，應立即組織現場人員撤離作業現場。

應在作業現場有可能出現硫化氫氣體的部位安裝固定式硫化氫探測儀，此外還應配備便攜式硫化氫探測器；在作業人員易于看到的地方應安裝風向標、風速儀等標志信號。

鉆入油氣層時，應依據現場情況加密對鉆井液中硫化氫的測定；在新構造上鉆預探井時，應采取相應的硫化氫監測和預防措施；鉆進中發現硫化氫時，濃度達到30 mg／m3 (20ppm)，應暫時停止鉆進，循環泥漿，采取相關的措施；在鉆探含硫化氫地層時應使用適合于含硫化氫地層的鉆井液，鉆井液的PH值保持在9．5以上；鉆到含硫化氧地層后，起鉆時應使用鉆桿刮泥漿器；鉆穿含硫化氫地層后，應增加對工作區的監測；在鉆井工程設計中，各層套管固井應盡量提高水泥上返高度或采取其他措施，防止套管腐蝕損壞；從巖心筒取出巖心時，操作人員要戴好正壓式空氣呼吸器。運送含硫化氫巖心時應密封好，并寫明巖心含硫化氫字樣；在預計古硫化氫的地層進行中途測試時，應落實防硫化氫措施，并將測試工作安排在白天進行，測試器具附近盡量減少操作人員；嚴格限制在含硫化氫地層中用常規的中途測試工具進行測試；在含硫化氫地層試油時應制定專門的防硫化氫措施，落實人員防護器具、人員急救等應急措施；在試油設備附近，人員減少到最低限，保證人員安全；含硫化氫井作業，應嚴格按照井控要求控制井噴。防噴器組及其管線閘門和附件應能適于硫化氫條件下使用，并能滿足預期的井口壓力。

在作業現場，應根據現場作業人員情況配備相應數量的正壓式空氣呼吸器和空氣補充裝置。正壓式空氣呼吸器應存放在人員能迅速取用的安全位置，并應配備備用的正壓式空氣呼吸器。危險區通風設備的動力應符合防爆要求。在有可能形成硫化氫和二氧化硫聚集的地方應有良好的通風。

二、石油地震勘探安全要求

營地是地震隊臨時性的生產、生活基地。營地應選擇在地勢平坦、干燥、道路暢通、取水便利、水源無污染和背風的地方，并應避開易燃、易爆或有毒、有害物品的工廠或場所及易受自然災害侵襲的地方，同時應避開傳染病、地方病的高發區。

在荒漠、沼澤等無人煙地區施工時．施工人員應至少2人以上同行，并確保通訊聯絡暢通；若遇險情，應采取求生措施，發出求救信號，及時組織營救；穿越陡坡、江河、急流、湖泊、沼澤、險溝、陡崖等地段，應提前實地察看，并采取防止淹溺、摔跌等安全監護措施。

沙漠地區測量時，應在已確定的營地中心至測線工區道路兩旁設置明顯、牢靠的路標，路標間隔一般為300～500 m，高差起伏大的地段應加密路標。

進行爆炸作業時，在接近危險區的邊界處應設警戒崗哨和安全標志，禁止人、畜、車(船)進入危險區域內；對盲炮應采取引爆方式處理，不應采用捅、挖的辦法。

三、鉆井

(一)井場

井隊生活區距井口300 m以上；井口距高壓線及其他永久性設施不少于75 m；距民宅不少于100m；距鐵路、高速公路不少于200 m ；距學校、醫院和大型油庫等人口密集性、高危性場所不少于500 m。

(二)井控及復雜情況處理

鉆井施工中應設專人坐崗觀察，及時發現、控制溢流。起鉆前應充分循環，排除鉆井液中的油氣，每起3～5柱鉆具至少應向環空和鉆具內灌滿一次鉆井液。起下鉆應控制速度，防止激動壓力過大造成漏失或抽吸導致井下復雜，同時記錄鉆井液增量，警惕溢流發生。在溢流突然發生搶接回壓閥無法實現井噴失控的情況下，可扔掉或剪斷井內鉆具、工具、電纜等，以達到迅速關井控制井口的目的。

高壓天然氣井、新區預探井、含硫化氫天然氣井應安裝剪切閘板防噴器；防噴器組合應根據壓力及地層特點進行選擇，節流管匯及壓井管匯的壓力等級和組合形式要與全井防噴器相匹配；應制定和落實井口裝置、井控管匯、鉆具內防噴工具、監測儀器、凈化設備井控裝置的安裝、試壓、使用和管理的規定。高壓天然氣井的放噴管線應不少于兩條。出口距井口大于75 m；含硫天然氣井放噴管線出口應接至距井口100 m以上的安全地帶．固定牢靠，排放口處應安裝自動點火裝置。

(三)固井

天然氣井各層套管水泥漿應返至地面，未返至地面時應采取補救措施；針對低壓漏失層、深井高溫高壓氣層或長封固段固井應采取尾管懸掛、懸掛回接、雙級注水泥、管外封隔器以及多凝水泥漿和井口蹩回壓等措施，確保周井質量。對天然氣井優選防氣竄水泥添加劑，防止氣竄；對漏失井，應在下套管前認真堵漏，直至合格。

四、錄井作業安全要求

當發生井噴時，應按鉆井施工單位的統一指揮，及時關閉所有錄井用電，滅絕火種，并妥善保管資料；遇中途測試、泡油解卡、爆炸切割、打撈套銑等特殊作業，應嚴格遵守鉆井施工單位的有關安全規定和應急措施；在新探區、新層系及已知含硫化氫地區錄井時，應進行硫化氫監測，并配備相應的正壓式空氣呼吸器；吊套管上鉆臺作業時，核對入井套管編號的錄井人員，應遠離鉆臺大門坡道15 m以外；固井時，錄井人員不應進入高壓警戒區；帶電檢修儀器應有可靠的安全措施，操作時應至少有2人在現場實施監護。

五、測井作業安全要求

測井車接地良好，地面儀器、儀表應完好無損，電器系統不應有短路和漏電現象，電纜絕緣、電阻應達到規定要求。地滑輪應及時保養，做到靈活好用，牢固可靠。井口馬達齒輪嚙合良好，銷子及齒輪軸不松不曠；深度系統、張力傳感器的連線絕緣、導通良好，定期按標準校準。固定地滑輪尾鏈應完好無損，承受拉力不低于120 kN并定期檢查。檢查絞車鏈條固定處，應無開焊、脫焊；深度、張力傳感器和馬籠頭應定期檢查保養。馬籠頭拉力棒應每10口井更換一次，遇硫化氫應隨即更換，電纜應定期做拉斷試驗并存檔。

在測井作業中，若有井涌跡象，應按井控要求處理。遇有硫化氫氣體等特殊測井作業，應制定測井方案，待批準后方可進行測井作業。

六、射孔作業安全要求

1．在射孔前應按設計要求壓井；在鉆井平臺上(現場)存放爆炸物品時，應放在專用釋放架上或指定區域；射孔時平臺上(現場)不應使用電、氣焊。平臺上或停靠在平臺(作業現場)周圍的船舶(車輛、人員)不應使用無線電通訊設備。

2．裝炮時應選擇離開井口3 m以外的工作區，圈閉相應的作業區域。聯炮前，操作工程師應拔掉點火開關鑰匙和接線排上的短路插頭，并安裝好控制閘門或井口裝置和防噴裝置。

3射孔時應有專人觀察井口，有外溢現象時應立即采取措施。下深未超過200m時，不應檢測井內的槍身或爆炸筒。

七、試油(氣)和井下作業安全要求

1．起下管柱應連續向井筒內灌入壓井液，并控制起下鉆速度；對井漏地層，在起下管柱前，應向射開井段替入暫堵劑暫堵地層。

2．起出井內管柱后，在等待時，應下入部分管柱，并裝好采油(氣)樹，嚴防空井井噴事故發生。

3．壓井作業中，當井下循環閥打不開時，可采用連續油管壓井或采用向地層擠入法壓井，然后對油管射孔或切割，實現循環壓井。

4．進行油氣層改造時，施工的壓力不能超過油管、工具、井口等設施中允許的最小許可壓力范圍；若油管注入泵壓高于套管承壓，應下入封隔器，并在采油(氣)樹上安裝安全閥限定套管壓力。

5．井口操作應避免金屬撞擊產生火花。修井機排氣管道應安裝火花捕捉器。對特殊井應裝置地滑車，將通井機安放在距井口18 m以外的位置，進入井場車輛的排氣管應安裝阻火器。

6．發現封隔器失效，應立即終止測試，采用反循環壓井。

7出現環空壓力升高，應通過節流管匯及時泄壓，若泄壓仍不能消除環空壓力上升，立即終止測試。

8．發現地面油氣泄漏，視泄漏位置及時關閉油嘴管匯，緊急切斷閥或采油樹生產閥門，對泄漏設備進行整改。

9．測試過程中若發現管柱自動上行，應及時關閉防噴器，環空蹩壓平衡管柱上行力。環空憋壓不應達到井下壓控測試閥操作壓力。

10．壓裂、酸化、化堵

地面與井口連接管線和高壓管匯，應按設計要求試壓合格，各部閥門應靈活好用。井場內應設高壓平衡管匯，各分支應有高壓閥門控制。壓裂、酸化、化堵施工所用高壓泵安全銷子的切斷壓力不應超過額定工作壓力。設備和管線泄漏時，應停泵、泄壓后檢修。高壓泵車所配帶的高壓管線、彎頭要按規定進行探傷、測厚檢查。施工井口或高壓管匯如發生故障，應立即采取措施，進行處理。壓裂作業中，不應超壓。壓裂施工時，井口裝置應用鋼絲繩繃緊固定。

八、采油、采氣

(一)油氣井、站設計的安全原則

高溫、高壓、高含硫及二氧化碳的油氣井應有自動關井裝置。井場、計量站、集輸站、集氣站及其工藝管道設計應由有資質的單位編制完成，場站設計應符合相關技術要求并按程序審批。工藝流程應安全、先進、合理，工藝管道的設計應有防腐、防凍、防堵、防爆裂內容。天然氣集輸站宜設非實體圍墻，若設實體圍墻，集輸設施周圍30 m內應按爆炸危險區布置，井場、計量站、集輸站的平面布置與周圍建(構)筑物、設施的防火間距及內部埋地集輸管道與周圍建(構)筑物、站與外部區域的防火間距應符合GB 50183和GB 50350的規定。計量站、集輸站避雷設施、電氣裝置及設備的接地，執行GB 50169的規定；進出集輸站(包括天然氣凈化廠)兩端管道防爆區外的安全位置，應設置緊急關斷閥和水封井。

(二)油氣井站

油氣井井場、計量站、集氣站應有醒目的安全警示標志，建立嚴格的防火防爆制度；場站區消防器材應按照GB 50140的規定配備齊全，不同類型的滅火器應分別存放，專人管理，定期檢查。運行的壓力設備、管道等設施設置的安全閥、壓力表、液位計等安全附件齊全、靈敏、準確，按時校驗。

井口裝置及其他設備應完好不漏，油氣井口閥門應開關靈活，油、氣井進行熱洗清蠟、解堵等作業用的熱洗清蠟車的施工管線應安裝單流閥。施工作業的熱洗清蠟車應距井口20 m以上。污油(水)罐離井口不應小于20 m。

(三)油氣井生產作業安全

采油(氣)樹應符合工作壓力等級等于或大于生產和施工壓力的要求，高壓油氣井井下宜安裝井下安全閥。自噴井開關井、更換油嘴、清蠟等操作時，操作人員應避開油氣出口方向。

用天然氣氣舉采油、注氣和注蒸汽開采時，要做到：

1．氣舉井、注氣井、壓氣站、配氣站之間的管線及注蒸汽井口管線應安裝單流閥，并無滲漏；

2．壓氣站向配氣站輸送含水天然氣時，應進行降低露點的預處理，在配氣站內管線上應安裝冷凝液分離器；

3．壓氣站到配氣站的輸氣管線上要安裝緊急放空管，放空管上應裝阻火器；

4．壓氣站如向多個配氣站分輸時，則每個分支管線上應安裝截止閥。

九、油氣集輸與處理安全要求

(一)原油集輸站、集輸管道防火、防爆基本要求

集輸站、集輸管道的工程建設設計及竣工驗收按GB 50183、GBJ 16的規定。電氣設備應按GB 50058規定執行；輸油站的生產區與辦公區、生活區應有明顯的分界標志，并設有“嚴禁煙火”等醒目的防火標志，機動車輛進入生產區，其排氣管應裝有阻火器；在生產區從事生產、檢修、施工和搶修的職工，應穿戴防靜電防護服、安全鞋和使用防爆工具，禁止使用手機等非防爆通信工具；生產區內不應使用汽油、輕質油、苯類溶劑等擦地板、設備和衣物；生產區域內應做到無油污、無雜草、無其他易燃易爆物。站內的設備、管網做到完好無滲漏；集輸泵房、閥組間、計量間、集輸罐區應裝有可燃氣體濃度報警器，并符合GB 50183和GB 50350的要求。

(二)天然氣集輸站場、管網的擴建、改建壓檢修與搶修

天然氣集輸管線放空時，應先點火后放空，當采取多處放空管對輸氣管線的天然氣進行放空時，處于低洼位置的放空管將先于高處放空管放完，放空管口火焰高度降到1 m以下時，應立即關閉放空閻，以避免負壓吸入空氣。天然氣放空應有統一指揮，放空點應有專人監護。

集輸氣管線動火修理，管線直徑在250mm以上的，應在更換管段兩側3～5 m處開孔放置隔離球，以隔絕管線余氣。切割隔離孔時，宜采用機械開孔。隔離球充氣應用惰性氣體(氮氣或二氧化碳氣)，不應用氧氣及其他可燃氣體。在坑內或閥室內進行割焊作業時，應先用天然氣檢漏或測爆儀器對操作環境中的氣體進行檢測。如有天然氣散發現象時，應采取強制通風措施，排除集聚余氣，達到動火條件后，再進行動火作業。

管線組焊、修口或封焊隔離球孔前，應先作可燃氣體濃度檢測試驗，當可燃氣體的濃度達到爆炸下限的25％以下時，方可進行動火作業。

(三)天然氣的儲存與計量

氣柜應裝有容量上、下限標志，上限高度為氣柜設計容積高度的85％．下限高度為設計容積高度的15％；經常檢查氣柜導輪系統，避免導輪卡死，防止氣柜超壓，氣柜應有應急放空裝置，并將氣體引入火炬系統；天然氣壓力儲罐(球罐、臥式罐)應裝有緊急放空、安全泄壓設施及壓力液位顯示儀表；天然氣儲罐、氣柜應有良好的防雷、防靜電接地裝置，接地電阻不大于10Ω；天然氣儲罐(柜)檢修動火時，應經放空、蒸汽吹掃、清洗、強制通風、取樣分析，經檢驗氣體中可燃介質濃度應低于其爆炸下限的25％為合格；凡與外界可燃氣體連通的進、出口法蘭應加鋼制盲板隔離，厚度不小于6 mm；加強氣柜的使用與安全管理，水槽內要保持正常水位，冬季要有保溫防凍措施。固定式儲罐，夏季應有噴淋水或遮陽設施。

十、石油工程建設施工安全要求

施工現場及其周圍的山崗、懸崖、陡坡處應設置安全護攔。影響安全施工的坑、洼、溝等均應填平或鋪設與地面平齊的蓋板，其他障礙應予以清除。坑槽施工時，應經常檢查土質穩固情況，采取加固措施，防止裂縫、疏松或支撐偏移造成坍塌事故。開挖管溝時，應根據土質情況決定邊坡坡度，防止塌方。施工現場的排水設施應做全面規劃，合理布局，上部需承受負荷的溝渠應設有蓋板或修筑涵洞、敷設涵管。

施工用水、水蒸氣、壓縮空氣、乙炔氣、氧氣、氮氣等管網應布設適宜、固定牢靠，并按介質要求對管網進行沖洗、吹掃、除油、脫脂等處理，合格后方可使用。施工現場的供、用電線路及設施應按總平面圖布置，并應符合有關要求。大型設備吊裝、射線作業、電氣耐壓試驗、設備、容器及管道脫脂、試壓和爆破作業等施工區域應設置明顯的警告標志，并制定相應的安全應急措施。

應對地溝、閥門井、排污井和低層設備、管道、閥門和儀表等采取隔離或封閉措施；進入容器、地溝等有限空間內進行施工或其他作業前，應對易燃、易爆、有毒、有害氣體進行分析，并辦理作業許可證。與容器相連的管道應采取隔離措施。

在易燃、易爆施工現場內進行易產生火花的作業時應辦理用火證，制定詳細的作業方案和應急預案。在有易燃、易爆危險的場所內用火，應經氣體取樣分析合格后方可用火。高處用火應采取遮擋措施，防止火花飛濺。

連續油管工作作業強度大了?累不累

還可以，肯定比鉆井、修井輕松一點，但也別想有多好，野外作業肯定會很辛苦的，即使干活少但條件就那樣，做好心理準備，連續油管就是前期準備工作累一些，裝井口、管匯等，開始施工后就輕松一些了

連續油管作業里 采油樹是什么 它的英文名是什么

采油樹

[詞典] Christmas tree; proction tree;

[名] x-tree;

[例句]法蘭廣泛用井口裝置、采油樹及其它井控設備，作連接用。

Flange widely used wellhead equipment, oil trees and other well 買粉絲ntrol equipment for 買粉絲nnecting with

所謂采油樹，就是在采油井上樹起一根主干，上面枝生各種儀表，石油人習慣地把這套采油設備形象地稱為“采油樹”。 而由于其安裝在上面的各類儀表看起來就像圣誕樹上面的裝飾品，所以外國人的單詞本來就不多，所以就用圣誕樹來代替了。

酸壓技術在塔河3號、4號油田的應用

楊蘭田

（西北石油局規劃設計研究院烏魯木齊市830011）

摘要根據塔河油田奧陶系儲層特征，確立了酸壓施工的目標，分析了酸壓的技術難點，介紹了塔河油田所采用的酸液體系、酸壓工藝類型、工藝技術措施、酸后工藝、酸化管柱及具體施工參數。通過不同階段增產效果對比與原油產量增加數據說明了酸壓對于塔河油田開發具有的積極意義，并對塔河油田酸壓中的問題進行了討論。

關鍵詞塔河油田酸壓工藝類型酸液類型酸壓管柱殘酸返排

塔河油田奧陶系碳酸鹽巖儲層存在嚴重的不均一性，由于受碳酸鹽巖儲集空間類型、發育程度和分布規律制約，各井間的物性及產能差異很大。酸化壓裂作為碳酸鹽巖類儲層有效的改造手段，以沙23井成功為標志，已在該油田廣泛、深入開展起來。開展初期由于對儲層認識不足，未重視選層、控水問題，采取長裸眼“籠統酸壓”的方式施工，參數較小，施工有效率低，而且產生出水問題。在總結經驗、教訓的基礎上，西北石油局加深了對儲層的認識，加強避水控縫、選層封隔、深度酸壓等工藝技術的探索。裸眼回填、5＂尾管射孔完井、封隔器裸眼分層技術、前置液酸壓、多級交替注入酸壓等工藝技術先后在該油田得到應用，取得了豐碩成果。現階段又進一步提出“大酸量、大排量、降濾、緩速、深穿透”的技術方針，使得酸液類型及處理液體系、工藝技術體系的研究與應用逐步深化并日趨完善。酸壓不僅作為一種儲層改造工藝，更作為一項完井作業的內容，為塔河油田的開發發揮著積極作用。

1儲層特征

1.1儲層地質特征

塔河油田奧陶系儲層埋藏深（5300 m以下），地層溫度高（124℃），巖性為微晶灰巖、（含）顆粒微晶灰巖、亮晶顆粒灰巖、微晶顆粒灰巖、含云質灰巖、礫屑灰巖和巖溶巖。巖石的礦物成分主要為方解石，大多數樣品的方解石含量高達99％以上；其次分布相對較廣的礦物有黃鐵礦、硅質和白云質等，但含量多＜1％，個別樣品的白云質含量達25％。巖石的化學成分主要是碳酸鈣，含量在80％以上，碳酸鹽總含量平均在90％以上。

該儲層屬于潛山碳酸鹽巖儲層類型，儲集空間屬于成巖后生與表生作用形成的次生孔、洞、縫類型，其基本特征是：

（1）基質孔隙度很低，滲透性能較差。

（2）次生裂縫和溶蝕孔洞發育程度決定了儲集性能的好壞。

（3）儲集空間縱橫非均質性強，其分布情況在2個油田間、井間、層間差異很大。

塔河油田奧陶系可分為裂縫型、裂縫－孔洞型、裂縫－溶洞型3種儲集類型。巖心物性分析（小樣品）發現孔隙度分布區間為0.1％～4.8％,＜1％的占81.75％，平均孔隙度為0.8％；滲透率分布在＜0.1×10-3～252×10-3μm2,＜1×10-3μm2的占91.69％，平均滲透率＜0.1×10-3μm2，溶洞發育段不能在巖心中反映，要用測井解釋孔隙度。裂縫是塔河油田下奧陶系儲層最發育、巖心中最常見的孔隙空間，其中又以垂直或中—高角度、張開度＜0.1mm的裂縫為主。

1.2儲層的傷害

塔河油田地層壓力當量密度為1.08～1.10g/cm3，鉆進過程中使用鉀基聚合物或聚磺泥漿體系，密度一般在1.13～1.16 g/cm3，在壓差作用下，鉆井液（完井液）濾液和固相顆粒進入地層，形成顆粒堵塞、乳狀液封堵、水鎖效應、儲層潤濕性反轉等，對儲層造成傷害；儲層物性好的井不同程度存在漏失問題，對地層造成更為嚴重污染；油氣層浸泡時間較長（12天以上），增加了儲層傷害的程度。

塔河3號、4號油田原油總餾量較低，膠質、瀝青質及石蠟含量相對較高。如塔河3號油田S47井總餾量為52％～67％；塔河4號油田T401井總餾量18.5％～27.5％。鉆井、完井過程中，地層溫度、壓力的波動會使儲層中原油分解出膠質、瀝青及石蠟，堵塞油氣孔道，極大地降低儲層滲流能力。

1.3儲層敏感性分析

經室內巖心實驗，得出儲層敏感性分析結果。

水敏性：弱。主要因為地層水敏性粘土礦物含量少。

酸敏性：弱—中。主要由于酸溶蝕造成微粒的運移引起。

堿敏性：中。是由燧石遇強堿形成的硅酸鹽溶液的不穩定性引起的。

速敏性：弱。3號構造的臨界速度為0.75ml/min,4號構造的臨界速度為1.5ml/min。由于酸壓過程中的流速遠小于0.75ml/min，因此，不會引起速敏傷害。

2酸壓工藝

2.1施工目標與技術難點

酸化壓裂可以通過酸液的溶蝕和剝蝕作用解除近井地帶堵塞，改善儲層儲集、滲透性能。同時，酸壓形成的裂縫可以延伸、穿過近井地帶的低滲透區，形成穿透較長距離、具有高導流能力的溶蝕通道，若與裂縫發育的高滲透區相通，可以獲得理想的增產效果。

要獲得理想的酸壓效果，應充分考慮井位、層位因素，分析、解決施工難點，制定施工目標，合理選擇酸液體系、工藝類型、技術參數。

結合塔河油田奧陶系酸壓改造目標，根據儲層特征，對技術難點進行分析，得出如下結果：

（1）天然裂縫發育且以垂直或中—高角度縫為主的地層，酸壓降濾失技術、垂直控制縫高的技術是其難點。

（2）儲層埋藏深，管串長度增加，管道摩阻勢必增加，進而限制了注入流量的提高，不利于酸液有效作用距離的提高。

（3）溫度是影響酸巖反應速度的重要因素，井溫高，酸巖反應速度快，酸液有效作用時間將縮短。

（4）碳酸鹽巖含量高、溶蝕率高是選擇酸壓改造的重要條件，同時，溶蝕速度快，勢必增加近井消耗，不利于深穿透。

（5）稠油膠質、瀝青質含量高，一方面容易形成酸渣，另一方面容易與殘酸形成乳化液，對儲層造成二次傷害；稠油相對密度高、粘度大也不利于殘酸返排。

（6）地層壓力低，不利于排液。

2.2酸液類型

2.2.1酸液的基本要求

（1）酸液要與待處理儲層巖石、流體相匹配，耐溫性能要好。

分析、掌握儲層巖石和流體物理、化學性質，通過實驗進行處理劑篩選，確定酸液體系配方。

（2）增大酸液的有效作用距離，確保儲層改造的深度、力度。

酸液的濾失、酸巖反應速度是影響酸液有效作用距離的重要因素，可采取如下措施以降低這兩項性能指標。

①理選擇酸液（HC1）濃度。

②高酸液的粘度，如使用膠凝劑、乳化劑配制成高粘度的膠凝酸、乳化酸。

③使用降濾失劑、緩速劑。

（3）降低酸液對油、套管的腐蝕。

使用緩蝕劑以達到減緩酸液對油、套管腐蝕的作用。

（4）有效解除地層堵塞，避免二次傷害。

①有效預防二次沉淀和酸渣的形成。

使用防膨劑，預防地層中粘土礦物膨脹、運移；使用防酸渣劑，預防酸液與稠油作用可能生成的酸渣沉淀；使用鐵離子穩定劑，預防酸液由地層、油（套）管中溶解、生成的鐵離子在地層中沉淀。

②具備一定懸浮能力，能將不溶于酸的惰性顆粒和酸巖反應的沉淀物攜帶返排出井筒。

③有效防止殘酸乳化并使已生成的乳化液破乳，以利于返排，避免形成新的堵塞。

④能夠迅速、及時返排殘酸。

使用助排劑，降低殘酸表面張力，提高排液效果。

2.2.2酸液配方與性能

根據巖心酸巖反應試驗及酸壓基礎理論，鹽酸（HCl）濃度選用20％的。

塔河油田酸壓所使用的酸液配方與性能見表1。

稠化（膠凝）酸體系具有一定的粘度，可以大大減小酸液的濾失，大大減小酸液向裂縫表面的傳質速度，降低酸巖反應速度，提高酸液的有效作用距離，同時該體系可減小管路摩阻，提高井底作用壓力，因此，該體系造縫能力強于常規緩速酸體系。

塔河油田僅在前期使用了常規緩速酸體系，現主要使用稠化（膠凝）酸體系。

2.3酸壓工藝類型

（1）常規緩速酸酸壓

表1酸液類型、配方與性能Table1The types,買粉絲ponents and performances of acidizing fluid

即使用常規緩速酸進行酸化壓裂的工藝類型。塔河油田僅在初期階段采用了該酸壓工藝類型，如沙23井。

（2）稠化（膠凝）酸酸壓

即使用稠化（膠凝）酸進行酸化壓裂的工藝類型。是塔河油田采用的主要酸壓工藝類型之一。如TK408井、TK409井。

（3）前置（壓裂）液＋酸液交替注入酸壓

即先行注入高粘前置（壓裂）液壓開儲層或延伸儲層中原有裂縫，后注入酸液，多次重復上述注入過程的酸壓工藝。

前置（壓裂）液降低了裂縫溫度和后續酸液的濾失，改善了裂縫的幾何形狀，通過粘性指進使酸液在裂縫面上產生不均勻侵蝕，增強穿透距離，提高裂縫的導流能力。交替注入前置（壓裂）液和酸液有利于進一步擴張并加寬裂縫，增加酸液侵入深度，提高酸液利用率。前置（壓裂）液＋酸液交替注入酸壓是一種造縫能力較強的工藝類型。

塔河油田一般采取2～3級注入，選取前置（壓裂）液＋稠化酸的類型組合，所用稠化酸配方見表1中稠化酸（3）。根據前置（壓裂）液的類型與性能，可分為兩種類型：

①同性壓裂液交替注入酸壓

即壓裂液類型與性能相同，在施工過程中不發生改變。如T403井（第2次）、TK404井。

塔河油田前置（壓裂）液粘度為70mPa·s左右（剪切速率為170s-1），與酸液粘度比3左右。

配方組成：5%HPG+1%AR+1%PJ+2%A-25+0.5%ZA-5+0.5%SP169。

②異性壓裂液交替注入酸壓

即壓裂液類型或性能不同，或在施工過程中會發生改變。如TK411井。

塔河油田采用該工藝類型施工順序為：

線性壓裂液＋凍膠壓裂液＋稠化酸＋凍膠壓裂液＋稠化酸＋……。

壓裂液配方組成：

基液：6%HPG+1%AR+1%PJ+2%A-25+0.5%ZA-5+0.5%SP169；

交聯液：1%BCL-6(A)+0.5%BC1-6(B）；

破膠劑：0.5％破膠劑。

基液在170s-1剪切速率下粘度為69～73mPa.s；成膠液在90℃、1708-1剪切速率下，90min粘度為600～210mPa.s,120min后破膠，破膠液粘度為6mPa.s。

2.4工藝技術措施

（1）采取有效措施，提高酸壓的針對性，確保選定改造層位的處理力度。

①長裸眼回填

風化殼溶蝕孔洞、裂縫發育帶是塔河油田奧陶系油藏主要的儲層，對于采用裸眼完井方式的井，采取打水泥塞或填砂回填原井眼的方式，將裸露井段縮短至100 m以內，提高酸壓針對性，減小與下部水層連通的可能性。塔河油田裸眼完井的井多采取這種方法。

②改變完井方式

采用5＂尾管完井方式，選層射孔，進行酸化壓裂施工。TK404井是塔河油田第一口采用5＂尾管完井方式、酸壓獲高產的井。

對于套管射孔完井方式，固井質量是保證層間有效封隔的關鍵。塔河油田5＂尾管固井存在井深、井段短、管徑小、間隙小與地層易漏失等問題，固井施工有一定的難度，應加強水泥漿體系與施工工藝研究與應用工作，提高5＂尾管固井質量，為后續施工提供必要的保證。

③裸眼封隔器分層酸壓

裸眼封隔器分層酸壓存在一定風險，如封隔器上下可能竄封、可能發生井壁失穩等，應嚴格選擇座封位置，并制定相應的安全措施。

a．裸眼雙封分層

塔河油田TK304X井采用雙裸眼封隔器分層酸壓工藝，封隔器選擇45/8＂膨脹式封隔器，采取正打壓方式座封。

b．裸眼單封分層

塔河油田TK413井采用單裸眼封隔器分層酸壓工藝，封隔器類型、座封方式同上。

（2）在進行酸壓處理前，先注入清除液，解除有機質堵塞，提高酸處理效果，同時，有利于減少或避免酸渣的生成。

塔河油田使用的清除液配方與所配合的酸液體系見表2。

（3）頂替液充分考慮清洗、返排、降溫和與地層及其他處理液配伍性等因素，并與工藝類型、施工要求相配合。

塔河油田使用的頂替液配方與所配合的酸液體系見表2。

（4）提高注入排量是提高酸液有效作用距離的重要措施。

注入排量是影響酸液有效作用距離的重要因素，提高注入排量，增加酸液在裂縫中的流動速度，雖然會引起酸巖反應速度的增加，但是能使酸液在地層深處保持一定的活性，從而提高酸的穿透距離，使酸化后形成的酸蝕裂縫具有較高的導流能力。塔河油田酸壓初期階段注入排量1.5m3/min，數值偏低，后在綜合分析施工曲線、施工效果與層間連通（水層）可能性的基礎上，將注入排量提高至2.5～3.5m3/min，收到了良好的施工效果。

表2輔助處理液配方與酸液配合關系Table2The ralationship between auxiliary treatment fluid and acidzing fluid

當然不能盲目追求提高注入排量，注入排量提高到一定程度時，酸穿透距離的增長幅度會變小，而垂向縫高的增長幅度有可能增大。因此，應視井的具體情況，綜合考慮技術、經濟因素對注入排量進行確定。

2.5酸后工藝

2.5.1關井反應

頂替液擠完后，關井候酸反應。塔河油田初期酸壓關井反應時間為60～120min，現階段則采取縮短關井反應時間，盡快排液的措施，關井反應時間控制在30min以內。

2.5.2排液工藝

開井后，對殘酸迅速實施返排，返排率要求不低于70％。返排時，通過油嘴對排液實施控制，油嘴直徑視井口壓力而定，排液油嘴制度見表3。

表3排液油嘴制度Table3The choke systems when resial add returning

排液工藝采取層內助排與人工排液相結合的方式，以提高排液速度與返排率。

（1）層內助排

①使用助排劑

在酸液中加入助排劑，降低酸液的表面張力，改變巖石的潤濕性，增大酸液與巖石的接觸角，從而降低巖體的毛細管阻力，提高殘酸的返排量，達到層內助排的目的。塔河油田酸液中使用的助排劑有ZP-1、ZA-5等。

②混注液氮

注酸時在酸液中混注液氮，酸壓后井口卸壓，注入氮氣膨脹增能，可以加快自噴排液速度，提高返排效果，另外，酸液中混注液氮還可以減緩酸巖反應速度，降低酸液濾失，增大酸作用距離。塔河油田液氮混注量為20～30 m3，具體視施工情況而定。

（2）人工排液

若油井不能自噴或停噴，為防止殘酸形成二次污染，應迅速采取人工排液的措施。塔河油田初期采取抽汲的方式，因其效果不佳，現多采用連續油管車和液氮泵車聯合氣舉排液的方式，該方式有如下優點：實現管內排液，封隔器不解封，殘酸不能進入環空，保護套管；氮氣利用率高，排液速度快，施工安全；氣舉深度可達4500m。

2.6酸化管柱

2.6.1油管方案

采取

組合油管方案。

長度2000～3500 m，具體視施工要求與井的具體情況而定。

2.6.2封隔器方案

出于保護套管和井口、保證施工安全的目的以及特殊的施工要求（如裸眼卡封），塔河油田酸壓均使用封隔器。根據完井方式與卡封位置的不同，封隔器方案可分為如下幾種：

（1）裸眼完井

①裸眼酸壓

采用7＂可回收式封隔器，采取打壓或旋轉座封方式，7＂套管內座封。

管串組合方案：

喇叭口＋油管＋7＂封隔器＋7＂水力錨＋油管＋循環閥＋壓井閥＋油管串組合。

②裸眼雙封分層酸壓

酸壓層位上、下使用兩個

膨脹式封隔器，采用正打壓座封方式，裸眼內選層座封。

管串組合方案：

盲接頭＋

封隔器（下）＋油管＋壓控循環閥＋伸縮接頭＋

封隔器（上）＋伸縮接頭＋油管＋循環閥＋壓井閥＋油管串組合。

③裸眼單封分層酸壓

使用

膨脹式封隔器，采取正打壓座封方式，裸眼內選層座封。

管串組合方案：

底堵＋油管＋

封隔器＋壓井閥＋油管＋7＂水力錨＋伸縮接頭＋油管串組合。

（2)5＂尾管射孔完井

可根據井眼情況，采取5＂可回收式封隔器，5＂尾管內座封方式。

管串組合方案：

喇叭口＋油管＋5＂封隔器＋5＂水力錨＋油管＋循環閥＋壓井閥＋油管串組合。

2.7施工情況

酸液與處理液類型、用量、配比關系和施工參數無疑是影響酸壓施工效果的重要參數，表4集中反映了塔河油田使用各種不同工藝技術手段時的各項參數。

塔河油田初期酸壓未采取封堵回填措施，采取常規緩速酸酸壓、稠化酸酸壓兩種工藝類型，酸液使用量小（折算為每米酸量），裸眼段長，施工參數小，施工效果不甚理想。隨著認識的加深，優化施工工藝，提高了各項參數指標，收到了很好的效果（見表4）。

表4施工數據Table4The data of acid fracturing jobs

3酸壓效果

塔河油田已進行酸壓作業的井除T302井外，酸壓前均未生產，部分井進行過測試，但結果均不甚理想，經酸壓使一大批井獲得了產能，甚至高產。塔河油田酸壓效果綜合分析見表5。

表5塔河油田酸壓效果綜合分析Table5Comprehensive analysis of acid fracturing effictiveness

塔河油田1998年底施工的沙23井效果較好，1999年1、2季度酸壓施工增產效果不理想，由表5可以看出這期間酸壓增產原油日均值偏低，產能貢獻有限。具體表現為：投產井數少、單井產量低、衰減快、有效期短。究其原因，除井位、層位與酸壓選擇方面的因素外，還包括施工井次少、工藝與措施存在不足、施工參數偏低、壓后出水等。這期間施工7井次，增產4井次，為1999年全年增加了1.9383×104t的原油產量，占1999年全年酸壓累計增加產油量的8.1％，占西北石油局1999年原油總產量的1.69％，每井次增產原油為0.2769×104t，僅沙23井一直保持正常生產，TK405井、T302井、沙64井均在1999年11月以前停噴。1999年3、4季度隨著認識的進步，工藝的改進，措施的完善，酸壓在塔河油田更加廣泛、深入開展起來，這期間共計施工17口井，18井次，增產11井次，為1999年全年增加了21.9979×104t的原油產量，占1999年全年酸壓累計增加產油量的91.9％，占西北石油局1999年原油總產量的19.22％，每井次增產原油為1.2221×104t，各項指標與前期相比都有大幅度提高，產生了一批高產井，如沙65井、沙67井、TK404井、TK408井、TK409井、TK410井、TK411井等，其中TK404井產量達555.70 t/d(1999年12月，11mm油嘴）；第一次酸壓無效的T403井經二次改造獲得高產（136.81t/d1999年12月，7mm油嘴）。

1999年塔河油田酸壓累計增產原油為23.9362×104t（探井7.6919×104t，開發井16.2443×104t）。西北石油局1999年全年生產原油為114.4249×104t（單井計量），酸壓增產占全年原油總產量的20.9％。

由表5中可見塔河油田酸壓有10井次施工無效，占總施工井次的40％，究其原因有：①塔河油田奧陶系儲層非均質性強，溶蝕孔洞、裂縫發育帶橫向展布規律很難掌握，受儲層本身的發育特征、各井在構造上的位置等客觀因素的制約，很多井未達到與油氣富集、物性發育的地帶連通的目的。②施工方案是否合理，技術措施是否完善，施工力度是否足夠直接影響施工的最后效果。酸壓力度不足與酸壓后出水是個別井酸壓無效的原因，如T403井第1次、TK405井第2次酸壓。③對個別井重復酸壓的無效，增加了無效次數，如TK406井。

4問題與討論

（1）酸壓出水與酸壓裂縫縫高

塔河油田奧陶系儲層非均質性強，裂縫較為發育，其中以垂直或中—高角度、張開度小于0.1mm的裂縫為主。酸壓裂縫勢必受到儲層裂縫發育特征與走向的影響，在提高酸壓裂縫水平延伸的同時，控制垂直方向縫高的發展，避免與奧陶系水層連通，對于塔河油田是一個非常重要的課題。出水直接影響到原油開采，影響到酸壓效果的評價和進一步措施的制訂與實施。因此，在加強理論研究的同時，應采取工程技術手段，對裸眼井吸酸層位、裂縫高度等進行測定，進而提高對奧陶系儲層酸壓機理的認識，指導酸壓方案的制定與施工。根據塔河油田技術現狀，可采用如下方法：

①利用電測曲線

利用綜合測井（全部或部分項目）曲線、六電極側向曲線、流體電阻和井溫測井曲線，對酸壓前后電測曲線分析、對比。

②進行生產測井

通過旋轉流量計測井、溫度測井、放射性示蹤測井、噪聲測井測量流動剖面，測量裂縫高度，掌握各層段產能貢獻，進行酸壓改造效果評價。

（2）重復酸壓與效果

針對長裸眼“籠統”酸壓存在的弊端，造成的結果，西北石油局選擇初期酸壓的幾口井，采取打水泥塞回填的方法縮短裸眼段長度，進行了重復酸壓改造。根據首次酸壓結果，重復酸壓的4口井可分為兩類：一類是首次酸壓后產水的井，如TK405井、T302井；另一類是首次酸壓后不出的井，如TK406、T403井。重復酸壓后1302井（2次）、TK406井（3次）不出液，TK405(2次）出水，T403井（2次）獲高產。

分析認為：

①儲層本身的發育特征是酸壓能否獲得產能的根本原因，對于低孔、低滲，孔、洞、縫不發育的儲層，酸壓雖可以穿透較長距離，但如不足以連通油氣富集、物性發育地帶，則不能獲得理想的改造效果。

②重復酸壓用酸強度、規模以及施工參數均應大于前次酸壓，應選擇造縫能力較強的工藝類型。

③前次酸壓出水將大大增加以后的處理難度，因裂縫可能在層內延伸、連通，打水泥不能保證有效充填，重復酸壓并不能保證有良好的效果。類似這樣的井，應具體分析區別對待。

④水源在井眼下部奧陶系地層，采取打水泥塞回填井眼的方法可以減小或避免連通水層，加強酸壓的針對性。

（3）殘酸返排中的問題

奧陶系地層壓力低（密度為1.08～1.10 g/cm3），排液的水樣分析數據表明奧陶系地層水礦化度高，密度接近甚至高于奧陶系地層壓力當量密度值，酸壓后出水量大或含水率高將抑制地層自噴排液的能力，對返排殘酸造成極為不利的影響。如酸壓未實現與油氣富集、物性發育帶的連通，未根本改善井底能量供應，殘酸返排難度將變大，殘酸返排不出會對儲層造成二次傷害。因此必須加強科學選井、選層工作，加強殘酸助排工藝的研究和應用工作。

塔河4號油田原油總餾量低，粘度高，油流在井筒中的壓力損失大，應開展塔河4號油田原油流動特性及井筒降粘技術研究和應用工作，提高油井排液能力。

（4）施工參數優選

注入量、注入速度等施工參數的選擇，一方面要考慮到實際施工能力、井內安全和施工對改造力度、深度的要求；另一方面也要考慮到垂直方向裂縫發育情況與應力變化情況，對已酸壓的井應利用電測井、生產測井、試井分析等方法進行酸壓效果綜合評價，加強對奧陶系酸壓裂縫擴展范圍和走向的認識，建立適合塔河油田奧陶系儲層特點的模型，科學計算、合理選擇注入量、注入速度等施工參數。

（5）酸壓方案的優化

塔河油田奧陶系儲層非均質性強，對于低孔、低滲、低產層，是否達到與油氣富集、物性發育地帶連通的目的決定了酸壓的最后效果，盡可能提高酸液的穿透距離至關重要。應從分層、控縫、緩速、降濾等多方面入手，如使用多級酸、調整各級前置（壓裂）液與各級酸液的液量、性能配比關系等，進一步優化工藝方案，提高酸壓效果。

Application of acid fracturing technology in Tahe oil field

Yang Lantian

(Academy of planning and designing,Northwest Bureau of Petroleum Geology，Ürümqi 830011)

Abstract:By the analysis of reservoir characteristics of Ordovician in Tahe oil field,we defines the targets of acid fracturing,Analyzes systems of acidizing fluid,Types of acid fracturing technology, technology after acidizing,acid fracturing pipe assembly and parameters ring the job being used in Tahe oil field.By the 買粉絲parison of crude oil increasing effictiveness and data ring the different periods,introces the significance using acid fracturing technology.Finally discusses the problems existing acid fracturing job in Tahe oilfield.

Key words:Tahe oilfieldTypes of acid fracturing technologysystems of acidizing fluidacid fracturing pipe assemblyresial acid returns

頁巖氣開采技術的國外頁巖氣開采技術

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