頁巖氣壓裂施工作業儀表指揮操作優化

王鑫（中國石油集團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儀表指揮操作優化

王鑫（中國石油集團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持續走低的大環境，公司在面對復雜的經營形勢下力求蓬勃發展。頁巖氣項目部從2014年施工伊始秉承公司“挖潛增效”的戰略決策，以提高施工隊伍施工質量為出發點，以強化日常管理，嚴格過程控制，狠抓制度落實為手段，圓滿的完成公司下達的各項生產任務。

頁巖氣壓裂施工存在著壓力高、排量大、液量大、砂量大、生產周期長的特點，耗費大量的人力物力，本操作法從儀表施工著眼，從操作的安全性、及時性入手，經過長期的總結實踐，積累了一種將整套壓裂泵車進行編組操作，從而及時調整排量的方法，這一方法使壓裂施工的液量得到及時有效地控制，大大的節約了壓裂施工所用的液體、油料，降低高壓件使用時間，節約了生產成本、加快了施工進度，具有良好的經濟效益和品牌效益，具有非常好的應用前景。

1 傳統壓裂施工泵車控制的弊端

在常規的水力壓裂過程中，施工過程分為前置液、攜砂液、頂替液三個階段，基本按照施工設計方案進行，但往往實際入井液量超過設計液量，這與加砂難易程度有關，同時也與泵控操作人員調整排量不及時有很大關系，比如前置液階段提高排量越慢，所用的前置液量越多，同樣頂替階段結束降低排量越慢，所用的頂替液量也越大，據統計，在常規的水力壓裂中，由于排量調整不及時所造成的液體浪費為每段（井）10m3左右，在頁巖氣壓裂施工中可達到每段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）、大排量滑溜水攜砂（體積壓裂）、頂替幾個階段。

（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，同時大大節約了膠液的用量，從而節約成本；

（2）在滑溜水攜砂（體積壓裂）階段將泵車進行編組操作可以在施工壓力過高時及時降低排量從而降低超壓停車造成砂堵的風險；

（3）在頂替結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間從而降低高壓區在施工過程中發生刺漏的概率，同時減少了對泵車燃油和小品油料的消耗，降低成本的同時使施工過程更加環保。

3 現場高壓區巡視監控升級

水力壓裂現場施工過程中高壓區的安全性是所有壓裂服務隊伍高度重視的問題。由于高壓件經受高壓力的砂子和流體打磨，內壁逐漸變薄，在薄弱處極易發生刺漏甚至管線爆裂的危險。而頁巖氣壓裂高壓力、長時間、大排量的特點使這一風險再一次提高。

施工過程中高壓件的刺漏的發現主要依賴于現場人員目視化觀察和攝像頭的觀察。在頁巖氣壓裂現場條件下，現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控。然而原有的攝像頭不能滿足對整個高壓區的全角度監控，本操作法就這一情況進行了改進，通過改進視頻監控的信道，把原有的2個落地式視頻監控攝像頭增加為4個，同時對監控范圍及放大倍數進行隨時調節，在施工過程中每隔一段時間進行攝像頭巡視，滿足了高壓區的全角度監控，在出現刺漏的初期-滴漏時就能及時發現，有效的避免了發生管線爆裂造成的危害。通過對這一方法的運用，從2014年頁巖氣壓裂施工開始至今，攝像頭巡視發現管線滴漏、刺漏等情況多達上百次，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）、大排量滑溜水攜砂（體積壓裂）、頂替幾個階段。

（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）在滑溜水攜砂（體積壓裂）階段將泵車進行編組操作可以在施工壓力過高時及時降低排量從而降低超壓停車造成砂堵的風險；

（3）將泵車編組控制可以大大節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間從而降低高壓區在施工過程中發生刺漏的概率，同時減少了對泵車燃油和小品油料的消耗，降低成本的同時使施工過程更加環保。

5 結語

經過長時間的摸索及實踐總結，本操作法帶來了巨大的經濟收益和品牌效應，獲得了甲方的一致認可，在國內壓裂施工服務中處于領先水平，為公司進一步開拓市場提供了技術支持，將公司“挖潛增效”的戰略步伐推向新的高度。

附件2

泵車編組操作施工工作量統計（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日頁巖氣壓裂項目部開始了首個平臺正式施工，截止到2016年5月12日共完成15個平臺、38口井、670段的壓裂施工任務。每段以節省液體20m3計算，共節約液體成本140萬元，節約燃油9萬元，共計149萬元。節約了生產成本、加快了施工進度，具有良好的經濟效益和品牌效益，具有非常好的應用前景。