王鑫（中國石油集團(tuán)長城鉆探工程有限公司壓裂公司，遼寧 盤錦 124000）

頁巖氣壓裂施工作業(yè)儀表指揮操作優(yōu)化

王鑫（中國石油集團(tuán)長城鉆探工程有限公司壓裂公司，遼寧 盤錦 124000）

面對近幾年來國際油價(jià)持續(xù)走低的大環(huán)境，公司在面對復(fù)雜的經(jīng)營形勢下力求蓬勃發(fā)展。頁巖氣項(xiàng)目部從2014年施工伊始秉承公司“挖潛增效”的戰(zhàn)略決策，以提高施工隊(duì)伍施工質(zhì)量為出發(fā)點(diǎn)，以強(qiáng)化日常管理，嚴(yán)格過程控制，狠抓制度落實(shí)為手段，圓滿的完成公司下達(dá)的各項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)。

頁巖氣壓裂施工存在著壓力高、排量大、液量大、砂量大、生產(chǎn)周期長的特點(diǎn)，耗費(fèi)大量的人力物力，本操作法從儀表施工著眼，從操作的安全性、及時(shí)性入手，經(jīng)過長期的總結(jié)實(shí)踐，積累了一種將整套壓裂泵車進(jìn)行編組操作，從而及時(shí)調(diào)整排量的方法，這一方法使壓裂施工的液量得到及時(shí)有效地控制，大大的節(jié)約了壓裂施工所用的液體、油料，降低高壓件使用時(shí)間，節(jié)約了生產(chǎn)成本、加快了施工進(jìn)度，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和品牌效益，具有非常好的應(yīng)用前景。

1 傳統(tǒng)壓裂施工泵車控制的弊端

在常規(guī)的水力壓裂過程中，施工過程分為前置液、攜砂液、頂替液三個(gè)階段，基本按照施工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行，但往往實(shí)際入井液量超過設(shè)計(jì)液量，這與加砂難易程度有關(guān)，同時(shí)也與泵控操作人員調(diào)整排量不及時(shí)有很大關(guān)系，比如前置液階段提高排量越慢，所用的前置液量越多，同樣頂替階段結(jié)束降低排量越慢，所用的頂替液量也越大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在常規(guī)的水力壓裂中，由于排量調(diào)整不及時(shí)所造成的液體浪費(fèi)為每段（井）10m3左右，在頁巖氣壓裂施工中可達(dá)到每段30m3左右，革新操作方法顯得尤為必要。

2 泵車編組操作的優(yōu)勢

頁巖氣壓裂施工大致分為替酸、大排量擠入膠液（快速提高排量）、大排量滑溜水?dāng)y砂（體積壓裂）、頂替幾個(gè)階段。

（1）在擠入膠液階段將泵車編組提高排量不僅滿足施工加大縫長需要，同時(shí)大大節(jié)約了膠液的用量，從而節(jié)約成本；

（2）在滑溜水?dāng)y砂（體積壓裂）階段將泵車進(jìn)行編組操作可以在施工壓力過高時(shí)及時(shí)降低排量從而降低超壓停車造成砂堵的風(fēng)險(xiǎn)；

（3）在頂替結(jié)束后將泵車編組停車可以快速的降低排量從而減少頂替液的用量；

（4）將泵車編組控制可以大大節(jié)約頁巖氣井單段的施工周期，可以減少高壓流體對泵頭、高壓管匯及高壓件的沖擊時(shí)間從而降低高壓區(qū)在施工過程中發(fā)生刺漏的概率，同時(shí)減少了對泵車燃油和小品油料的消耗，降低成本的同時(shí)使施工過程更加環(huán)保。

3 現(xiàn)場高壓區(qū)巡視監(jiān)控升級

水力壓裂現(xiàn)場施工過程中高壓區(qū)的安全性是所有壓裂服務(wù)隊(duì)伍高度重視的問題。由于高壓件經(jīng)受高壓力的砂子和流體打磨，內(nèi)壁逐漸變薄，在薄弱處極易發(fā)生刺漏甚至管線爆裂的危險(xiǎn)。而頁巖氣壓裂高壓力、長時(shí)間、大排量的特點(diǎn)使這一風(fēng)險(xiǎn)再一次提高。

施工過程中高壓件的刺漏的發(fā)現(xiàn)主要依賴于現(xiàn)場人員目視化觀察和攝像頭的觀察。在頁巖氣壓裂現(xiàn)場條件下，現(xiàn)場人員目視化的判斷具有非常大的局限性，從而主要依賴于攝像頭的監(jiān)控。然而原有的攝像頭不能滿足對整個(gè)高壓區(qū)的全角度監(jiān)控，本操作法就這一情況進(jìn)行了改進(jìn)，通過改進(jìn)視頻監(jiān)控的信道，把原有的2個(gè)落地式視頻監(jiān)控?cái)z像頭增加為4個(gè)，同時(shí)對監(jiān)控范圍及放大倍數(shù)進(jìn)行隨時(shí)調(diào)節(jié)，在施工過程中每隔一段時(shí)間進(jìn)行攝像頭巡視，滿足了高壓區(qū)的全角度監(jiān)控，在出現(xiàn)刺漏的初期-滴漏時(shí)就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，有效的避免了發(fā)生管線爆裂造成的危害。通過對這一方法的運(yùn)用，從2014年頁巖氣壓裂施工開始至今，攝像頭巡視發(fā)現(xiàn)管線滴漏、刺漏等情況多達(dá)上百次，有效的避免了高壓管線爆裂所造成的危害。

4 泵車編組操作

頁巖氣壓裂施工大致分為替酸、大排量擠入膠液（快速提高排量）、大排量滑溜水?dāng)y砂（體積壓裂）、頂替幾個(gè)階段。

（1）在擠入膠液階段將泵車編組提高排量不僅滿足施工加大縫長需要；

（2）在滑溜水?dāng)y砂（體積壓裂）階段將泵車進(jìn)行編組操作可以在施工壓力過高時(shí)及時(shí)降低排量從而降低超壓停車造成砂堵的風(fēng)險(xiǎn)；

（3）將泵車編組控制可以大大節(jié)約頁巖氣井單段的施工周期，可以減少高壓流體對泵頭、高壓管匯及高壓件的沖擊時(shí)間從而降低高壓區(qū)在施工過程中發(fā)生刺漏的概率，同時(shí)減少了對泵車燃油和小品油料的消耗，降低成本的同時(shí)使施工過程更加環(huán)保。

5 結(jié)語

經(jīng)過長時(shí)間的摸索及實(shí)踐總結(jié)，本操作法帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)收益和品牌效應(yīng)，獲得了甲方的一致認(rèn)可，在國內(nèi)壓裂施工服務(wù)中處于領(lǐng)先水平，為公司進(jìn)一步開拓市場提供了技術(shù)支持，將公司“挖潛增效”的戰(zhàn)略步伐推向新的高度。

附件2

泵車編組操作施工工作量統(tǒng)計(jì)（使用證明）

附件3

效益證明

壓裂施工泵控編組操作法2014年8月14日頁巖氣壓裂項(xiàng)目部開始了首個(gè)平臺(tái)正式施工，截止到2016年5月12日共完成15個(gè)平臺(tái)、38口井、670段的壓裂施工任務(wù)。每段以節(jié)省液體20m3計(jì)算，共節(jié)約液體成本140萬元，節(jié)約燃油9萬元，共計(jì)149萬元。節(jié)約了生產(chǎn)成本、加快了施工進(jìn)度，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和品牌效益，具有非常好的應(yīng)用前景。