張文隆，王新強，段曉軍

(中國石油集團川慶鉆探工程有限公司長慶井下技術(shù)作業(yè)公司，陜西 西安 710021)

0 引言

文章針對在森林邊緣，河道沿岸，人口聚集區(qū)首次實施的大排量體積酸壓工藝設(shè)計及實施過程予以說明，實施該技術(shù)具有重大的意義，可打造敏感地區(qū)勘探開發(fā)“一體化”樣板，創(chuàng)新技術(shù)安全管理迎接挑戰(zhàn)。故需有針對性制定精細化施工方案，針對工藝危害性開展分析，編制可行性施工方案和應(yīng)急預(yù)案。

1 大型體積酸壓施工風(fēng)險

1.1 地理位置敏感

L-XH井緊靠葫蘆河河道和子午嶺森林邊緣，緊鄰國家二級保護動物棲息地，高壓輸電線位于井場邊沿，周邊人口居住較密集。若酸液泄漏或酸霧飄散存在環(huán)境污染，高壓輸電線腐蝕等風(fēng)險。

1.2 酸液儲運、匹配風(fēng)險

依據(jù)方案要求，稠化酸和轉(zhuǎn)向酸分別需要準備31%的鹽酸645.16 m3(746.5 t)和476.73 m3(551.6 t)，合計1 298.1 t，需要運酸車輛約45輛，添加劑運輸車5輛，清水拉運90車次。

(1)油氣重疊區(qū)域區(qū)井場狹小，進入井場土路距離較短，周邊柏油路相對狹窄，車流量大，運輸車輛?？匡L(fēng)險較高。

(2)現(xiàn)場儲存原酸過多存在酸液揮發(fā)刺鼻酸霧，存在影響周邊居民正常生活風(fēng)險，且臨近城鎮(zhèn)，環(huán)保管控嚴格。

(3)卸酸過程存在單罐酸液濃度過大，造成設(shè)備、高壓管線、井口、套管腐蝕等風(fēng)險。

(4)酸罐閘門連接短接為金屬材質(zhì)，金屬由壬，不耐酸。

(5)匹配過程中，存在酸料與空氣整體接觸面積增大，暴露時間長，且緩蝕劑等循環(huán)添加快速流動，揮發(fā)刺鼻氣味增大等問題，東南風(fēng)時酸霧氣味存在飄散至居民區(qū)的風(fēng)險；存在酸液灑落、飛濺傷人等風(fēng)險。

1.3 橋射施工風(fēng)險

(1)井筒存在進入酸液可能，造成全可溶橋塞溶蝕、電纜腐蝕斷脫等風(fēng)險。

(2)存在防噴溢流管酸性液體外溢，飄散傷人風(fēng)險。

1.4 酸壓施工風(fēng)險

依據(jù)工程和地質(zhì)方案，結(jié)合橋射聯(lián)作、空井筒作業(yè)和體積酸壓三種工藝的特點進行風(fēng)險識別：

(1)套管頭材料為DD-NL級(使用環(huán)境：標準內(nèi)件、無腐蝕)，存在酸壓過程中套管頭鋼圈槽或本體薄弱部分，以及壓裂井口的鋼圈酸腐蝕高壓刺漏風(fēng)險。

(2)儲層難以壓開或排量難以提至設(shè)計排量，持續(xù)高工作壓力會造成高壓管線、設(shè)備及井口存在刺漏風(fēng)險，高低壓反復(fù)存在套管滲漏或套管變形風(fēng)險。

(3)低壓管線由壬接頭材質(zhì)為尼龍，抗酸腐性能較差，存在接頭腐蝕嚴重，軟管與由壬接頭使用卡箍進行固定，酸化作業(yè)時容易腐蝕，接頭密封性差，存在滲漏風(fēng)險。

(4)施工壓力異常超壓，施工員沒有及時干預(yù)，存在薄弱點酸液刺漏風(fēng)險。

(5)套管頭側(cè)導(dǎo)流閥存在漏壓風(fēng)險。

2 體積酸壓工藝配套技術(shù)

2.1 優(yōu)化酸液體系，降低施工風(fēng)險

可重復(fù)利用速溶稠化酸體系作為稠化酸液體系，其優(yōu)勢在于溶解速度快、降阻效果好、可在線混配，且返排液可重復(fù)利用。該體系是為解決常規(guī)稠化酸增稠慢、添加劑刺鼻氣味大、放置易分層、提前配液、返排液不可重復(fù)利用等問題而開發(fā)，集成增稠、緩蝕、助排、起泡等多功能于一體，無其他添加劑，直接與鹽酸混合即可速溶增粘，溫控破膠，無殘渣，返排殘酸經(jīng)簡單沉淀除雜后可直接回配稠化酸[1]。

技術(shù)優(yōu)勢： 速溶速配施工模式直井縮短施工周期1.7天以上，大型酸化作業(yè)施工提速明顯； 一劑多能，配液簡便； 重復(fù)利用工序簡單，節(jié)能環(huán)保。

技術(shù)參數(shù)：增稠時間＜10 s；重復(fù)利用3次以上； 殘渣含量0 mg/L；90 ℃下緩蝕率＞99%，緩速率＞90%；90 ℃下1 h內(nèi)徹底破膠。

應(yīng)用可重復(fù)利用速溶稠化酸體系，可大幅度減少現(xiàn)場酸罐及百方罐數(shù)量。L-XH井酸壓工藝大罐需求優(yōu)化對比如表1所示。

表1 L-XH井酸壓工藝大罐需求優(yōu)化對比

2.2 設(shè)計優(yōu)化配供酸流程，杜絕酸液滴漏風(fēng)險

調(diào)整液體為可重復(fù)利用速溶稠化酸體系，優(yōu)化供液流程為“酸/水→連續(xù)混酸車→供酸泵車→壓裂泵”的連續(xù)“密閉”配酸、供酸作業(yè)模式，可以降低匹配、添加劑和原酸刺鼻氣味的揮發(fā)[2]。

2.3 酸中和處理裝置，減小末端處置風(fēng)險

放噴流程安裝酸(中和)處理裝置，操作人員在酸壓施工中全程待令運行。在放噴排液初期進行返排液pH值檢測，如發(fā) 現(xiàn)pH值酸性，即刻更換酸(中和)處理流程，即井口→油放管線→分離器(氣液)→高壓管道緩釋混合器(密閉式注入堿液、消泡劑)→放噴流程。

本井采用114.3 mm套管固井完井大通徑可溶橋塞分段酸壓工藝，橋塞最大外徑89 mm，應(yīng)用可重復(fù)利用速溶稠化酸體系，進行最大泵注排量10 m3/min，入地總酸量1 099.7 m3共9段的體積酸壓，在施工中充分利用壓裂車沖管線液體進行回收配酸，放噴排液使用連續(xù)酸(中和)處理裝置確保放噴排液安全，在施工各方的精準組織和密切配合下順利成功實施。

3 建立現(xiàn)場“一體化”聯(lián)合協(xié)調(diào)小組

強化甲乙雙方協(xié)同管理，建立公司、甲方項目組、施工項目部三方聯(lián)合管理小組，對現(xiàn)場工藝實施和方案執(zhí)行進行技術(shù)管控。施工項目部提前與甲方項目組對接施工方案，開展風(fēng)險評估，形成酸壓工藝、設(shè)備、環(huán)境風(fēng)險評估報告，根據(jù)風(fēng)險評估結(jié)果，與甲方項目組共同做好現(xiàn)場布局和工藝調(diào)整，升級管控模式，消減風(fēng)險因素，保障施工安全。另外，每日召開甲乙方晨會和施工小結(jié)會，建立甲乙方工作群，實時發(fā)布分享平臺動態(tài)，對施工進度和日程進行安排，提升運行效率。

4 模塊化分區(qū)，專業(yè)化管控

酸壓現(xiàn)場施工配合單位及施工車輛較多，為便于技術(shù)管理和安全管控，厘清崗位職責(zé)，落實酸壓施工安全環(huán)保管理責(zé)任，測試管控各工序pH值確認中性，現(xiàn)場嚴格按照工藝按照流程實施，確保施工安全順利。酸壓施工區(qū)域劃分及設(shè)備擺放圖如圖1所示。

圖1 酸壓施工區(qū)域劃分及設(shè)備擺放圖

5 升級壓裂井口材質(zhì)，預(yù)防腐蝕風(fēng)險

升級配置施工高壓件，保障耐防腐。首先，將KL180/130-70壓裂頭材料配置為EE-1.5級，優(yōu)選PFFG180-70手動平板閥材料配置為EE-1.5級，KQ78/65-105型11閥井口配置為FF-NL級，放噴管線采用80S油管，固定式節(jié)流管匯為EE級；其次，將套管頭四通材料等級由DD-NL(使用環(huán)境：標準內(nèi)件、不耐腐蝕)提高至EE-1.5級(使用環(huán)境：不銹鋼內(nèi)件、輕微腐蝕)，與壓裂頭及手動平板閥材料(EE-1.5級)同等條件使用，有效避免酸液的腐蝕風(fēng)險；再次，針對現(xiàn)場井口鋼圈進行樣品掛片測腐實驗，以滿足可重復(fù)利用速溶稠化酸體系現(xiàn)場施工需要。

6 結(jié)論與建議

6.1 結(jié)論

(1)在長慶油田高風(fēng)險(敏感)地區(qū)首次成功組織實施大排量體積酸壓工藝，對體積酸壓現(xiàn)場技術(shù)管控和應(yīng)急管理是一次成功的嘗試和演練，積攢了一定的經(jīng)驗。(2)可重復(fù)利用速溶稠化酸體系現(xiàn)場應(yīng)用成功，降阻明顯，性能指標穩(wěn)定。(3)設(shè)計優(yōu)化的密閉式配供酸流程：“酸/水→連續(xù)混酸車→供酸泵車→壓裂泵”和排液流程：“井口→酸(中和)處理裝置→排酸分離器→燃燒罐”的密閉式環(huán)保體系，大幅減小放噴弱酸性返排液飛濺，有效降低酸壓施工末端風(fēng)險，確保酸壓施工的安全高效運行[3]。

6.2 建議

(1)加快體積酸壓施工工藝整體配套裝備的體系化、自動化、智能化、可視化。(2)提升酸壓施工設(shè)備管匯接口的抗腐蝕性，對酸壓易損件材質(zhì)進一步優(yōu)選，確保施工安全。

7 結(jié)語

在長慶油田高風(fēng)險(敏感)地區(qū)首次成功組織實施大排量體積酸壓工藝的成功，為今后開展該技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。文章針對該技術(shù)首次應(yīng)用進行了較為詳實的闡述，為業(yè)界同仁提供了參考經(jīng)驗。