压裂工程技术试题

工程技术试（管理人员）填空题部分破裂压力计算：直井：瞬时停泵压力+（射孔底界一射孔顶界）/2*100、水平井：瞬时停泵压力+垂深、如井下有封隔器，压裂时套管平衡压力一般采用地面泵压的1/3~1/5。常用压裂管柱的规格：（1）73mm（2?in）油管：外径73mm内径62mm内容积3.019L/m，外容积4.185L/m。（2）89mm（3in）油管：外径88.9mm内径76mm内容积4.536L/m，外容积6.207L/m。对于任意时间段的混砂比，可通过下式计算得出：平均混砂比二砂量排量*时间_0.64*砂量%，该式为石英砂（密度1.67x103Kg/m）混砂比计算公式，女口果为其它支撑剂，则视其密度，式中系数作相应变化。原地层的渗透率与有效厚度的乘积称为地层系数。喷砂器的作用：向地层喷砂液，造成节流压差，保证封隔器所需的坐封压力。压力系数是指某地层深度的地层压力与该深度的静水柱压力之比。在进行井下作业时，压井液压力的下限要能够保持与地层压力平衡，而其上限则不应超过地层的破裂压力以避免压裂地层造成井喷。理想的压裂液必须具有多种用途并满足以下条件：低滤失性，携砂性，降阻性，稳定性，配伍性，低残渣，易返排。施工时液体的流动过程：压裂液罐-混砂装置-压裂泵车-管汇-地面管线-井口-井下管线-喷砂器-油套环空-射孔炮眼-地层。地质构造的基本类型有四类：水平构造、倾斜构造、褶皱构造和断裂构造。天然石油是从油、气田中开采出来的；人造石油是从煤或油页岩等干馏出来的。根据圈闭的成因，圈闭分为构造圈闭、地层圈闭、岩性圈闭等。一个油气藏必须具备两个基本条件：同一圈闭内油气聚集；具有统一的压力系统。大庆长垣的原油属于石蜡基原油，含蜡量达20%〜30%凝固点为23〜32C,含硫量低，一般小于0.1%。前置液用量一般为携砂液量的25%--50%。树脂包层砂是采用一种特殊工艺将改性苯酚甲醛树脂包裹到石英砂的表面上，并经热固处理制成。支撑剂的物理性质包括：支撑剂的粒度组成、圆度与球度、表面光滑度、酸溶解度、浊度、密度及抗压强度。支撑剂的这些物理性质决定了支撑剂的质量及其在闭合压力下的导流能力。压裂结束，要关井一段时间。关井时间长短取决于最后泵入胶液的破胶时间和裂缝闭合时间。常把盐酸与氢氟酸的混合酸称为土酸。判断题部分限流法压裂是通过高（低）密度射孔、大排量供液，形成足够的炮眼摩阻，使井筒内保持较高的压力，从而达到连续压开一些破裂压力相近层的目的。x多裂缝压裂适用于层间隔层小、不能用封隔器分卡的已射孔的多个油层的分层压裂。V封隔器分层压裂是通过封隔器分层压裂管柱来实现的，适用于非均质程度大（小），层间含水率差异大（小），且已按常规射孔的高中低渗透、多油层的改造。x正常地层压力是指地下某一深度的地层压力等于地层流体作用于该处的静液压力。（V）压裂酸化施工作业车辆和液罐应摆放在井口上风方向。（V）做口对口吹气人工呼吸时应捏闭伤病者鼻孔不放，直到成功为止。（X）正确：做口对口吹气人工呼吸吹气时，应捏闭伤病者鼻孔；呼吸换气时应将手松开。大庆油田由于大型浅水湖盆受构造运动、气候物源等多因素控制，使湖区水的深度和沉积物频繁变化，形成了分布广、类型多、层较薄、总厚度很大的砂泥岩互层，使储层具有复杂的沉积结构类型和严重的均质性°X（非均质性）孔眼尺寸不会影响压裂液的粘度。如孔眼太小，孔眼通道处的高剪切速率将破坏冻胶结构，使高粘压裂液迅速降解，导致脱砂°X（会影响）名词解释部分29、CQ泡沫压裂：以液态CO2或CO2与其它压裂液混合，加入相应添加剂，来代替压裂施工中所使用的常规水基压裂液的压裂施工工艺技术。CO2压裂液主要成分是液态CO2原胶液和若干种化学添加剂。在压裂施工注入过程中，随深度的增加，温度逐渐升高，达到一定温度后，CO2开始汽化，形成原胶为外相，CO2为内相的两相泡沫液。由于泡沫液具有气泡稠密的密封结构，气泡间的相互作用而影响其流动性，从而使泡沫具有“粘度”，因而具有良好的携砂性能，在压裂施工中起到与常规水基压裂液相同的作用。30、多裂缝压裂：适用于一个压裂层段内有两个小层，而且夹层小的薄互层井。压裂时先压开一个小层，当加砂结束后，利用已压开层吸收液量大的特点，投可溶性高强度蜡球或橡胶炮眼球，暂时封堵已压开层的炮眼，然后逐步提高施工排量，致使第二个小层压开裂缝，从而达到一个压裂井段内压开多层的目的。这项技术施工简便，时间短，又因同一压裂井段小层间压差小，不易造成窜槽。31、限流法压裂：适用于一个压裂层段内有3-6个小层，小层间泥岩夹层小或存在小的水夹层的薄层压裂，通过严格限制炮眼的数量和直径，并以尽可能大的注入排量进行施工，利用压裂液流经孔眼时产生的炮眼摩阻，大幅度提高井底压力，并迫使压裂液分流，使破裂压力接近的地层相继被压开，达到一次加砂能够同时处理几个层的目的。32、复合膜剂：当复合膜剂溶液进入油层后，膜剂分子将在油膜局部脱落的岩石表面上吸附形成纳米级超薄分子膜，改变储层岩石表面的性质和他与原油相互作用的状态，使原油在压裂液冲刷的空隙的过程中轻易剥落和流动而被驱替出来从而提高驱油效率，增加油井产量。33、裂缝闭合压力：I）开始张开一条已存在的裂缝所必须的流体压力；2）使裂缝恰好保持不致于闭合所需要的流体压力。简答题：34、缝网压裂工艺原理：一般是指在直井中，通过大排量注入低黏液体（清水）、在较高的注入压力条件下，迫使地层在近井附近产生多条裂缝，这些裂缝在延伸过程中，进一步沟通储层内的天然裂缝，最后形成纵横交错的复杂裂缝网络系统，实现的储层的“打碎”目的，最大限度提高油气渗流到井筒的流动能力。35、地层压力与井底压力失去平衡后井下和井口会依次出现哪些现象？答：井侵、溢流、井涌、井喷、井喷失控36、套喷的原因有很多，主要分为四大类，试说明。1）压裂过程中地层窜槽引起的套喷（分上窜、下窜）；2）压裂过程中由于封隔器损坏引起的套喷；3）压裂过程中由于压断油管引起的套喷；4）作业队管柱配错或下错引起的套喷。问答题部分37、压裂施工前应检查的项目：1）井场准备情况检查。主要考虑是否有足够大的场地并方便施工车辆进出。它对施工进展、施工质量及安全都很重要。2）设备准备情况检查。要求施工设备使用状态良好，能完成现场施工，现场还必须备有足够的易损件。3）下井原材料检查。主要是指压裂液和支撑剂的检查。检查压裂液细菌污染情况及胶凝物的水化和交联性能，这些可简单通过检查液罐的清洁程度、配液时间、环境温度、压裂液颜色、气味等来确定。必要时，可对每一罐压裂液进行小规模交联和混合试验。对支撑剂要确认其型号，检查其杂质含量等。观察液罐中基液粘度，检查压裂液是否降解，采用标准计量器皿（量筒、烧杯），按实际交联比配制压裂液，观察冻胶粘度，合格的冻胶粘度均匀、能够挑挂、不粘杯壁、不脱水，能够满足现场施工需要。4）对管汇及地面管线各阀门检查。施工前应对管汇及地面管线上的各阀门的开、关进行检查（在冬季应用蒸汽刺通），在确认其开、关正确后方可进行下一步施工。论述题部分38、根据曲线分析压裂施工的整个过程，并阐述导致压裂失败的原因灌满管柱后，压力上升到38MPa停泵后重新起泵，排量逐渐提升，压力也逐渐上升，5分钟后压力和排量趋于稳定。7分后开始加砂，8分钟后提高施工排量0.5m3/min，9分钟后开始提高砂比，由于没有控制好砂比，砂比直接上升到700kg/m3,然后降至450kg/m3,继续加砂2.5分钟，压力逐渐上升，升至52MPa后被迫停车，造成砂堵。造成砂堵的原因，主要是提高砂比时，没有控制好幅度，导致砂浓度骤然升高，当高浓度砂段到达井底时，堆积在缝口，造成砂堵。39、论述施工井砂堵的几种原因及采取的应对。1）压裂液性能影响，易造成砂堵压裂液成胶不好，导致滤失过大，易造成缝端部脱砂，随着时间和砂比的增加，压力会逐渐增大，如不采取一定措施，当石英砂堆积到一定程度时，压力会突然上升，造成砂堵。在施工压裂液滤失大的层位时，前置液的黏度要稍大于携砂液，在发现脱砂迹象时，应及时采取保持砂比（或降砂比）观察，在压力允许的情况下，可尝试提高排量施工，如果压力上升没有放缓，必须果断停砂替挤。2）地层因素造成砂堵有断层的油层、非均质性油层、天然裂缝发育的地层等容易发生砂堵现象。一般水井压裂比油井压裂发生堵井的几率高。主要原因是地层长期注水产生许多微裂缝，当压裂时，泵压大于注水压力，微裂缝会重新开启吸液，增大了压裂液的滤失量，压开的裂缝宽度不够或者形成不了有规模的裂缝，这样高砂比阶段易发生砂堵事故。3）其他原因造成砂堵施工过程中，由于设备、仪表故障引起的混砂车供液中断、压裂车停泵、仪表车计算机系统失灵、压力传感器通道冻死等，等容易发生砂堵现象。40、压裂管柱解封困难的处理方法1）封隔器质量不好造成在高压作用下胶筒不收缩，而导致封隔器不解封，一是在配压裂管柱时，用合格的封隔器，保证质量，切忌不能重复使用；二是保持压裂管柱干净，无沉砂，无死油，无污染；三是认真做好井口的密封工作，保证套压不泄漏；四是计算好压裂施工的替挤量，保证管柱卡具内无支撑剂。2）封隔器的水嘴被堵死，导致封隔器不收这种情况并非是封隔器的质量问题，而是因为封隔器的胶筒内憋有压力，无法释放出来。处理方法：正向大排量向地层注入压裂液，然后停泵，瞬间憋放，再活动管柱。这种方法是将封隔器水嘴的堵塞物在憋放过程中排出，使胶筒内的压力释放，封隔器收缩。3）地层窜槽导致管柱活动不开发现地层窜槽，立刻停砂替挤，确认套管内无支撑剂后，活动并上提管柱。4）多层压裂时压力偏高，导致封隔器塑性变形，不能收缩，而使管柱活动不开为减少这种现象发生，在施工过程中，应选用质量好的封隔器，并控制施工压力，在封隔器能承受的压力范围内施工。5）作业施工过程中，油套环形空间掉下落物卡住封隔器，导致管柱活动不开封隔器胶筒与套管内壁之间的空隙很小，如果在作业施工过程中，不小心将管汇扳手或井口螺丝等小件掉入油管与套管环形空间中，刚好卡在封隔器上，将给施工带来很大不便，主要表现在油管只向下移动，向上遇阻。在施工过程中，我们只要提高警惕，文明施工，不麻痹大意，这种事故完全可以避免。6）套管变形，导致管柱活动不开遇到这种现象，在多次活动管柱无效时，无其它，只有将上封隔器以上管柱倒扣提出，然后用胀管处理变形的套管，最后再将下封隔器捞出。封隔器不解封的原因还有很多，其主要原因还在封隔器质量和压裂施工工序上，只要提前预防，正确处理，活动管柱的难题也会迎刃而解。