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[摘要]随着油田的不断开发，压裂已经成为油井增产，水井增注的重要手段，压裂井的数量也在不断增加。在现场施工过程出现的问题中，技术人员最怕遇到的就是压力的异常波动，分析压力的异常波动以及提出解决的办法，对于在今后的施工中避免损失具有重要的意义。本文着重论述了在压裂施工过程中，压力异常波动的原因及处理措施，旨在对以后的施工过程中遇到此类问题时能够提供参考与指导，尽可能地降低损失，进一步提高压裂施工的一次成功率，为油田的可持续发展做出贡献。
[关键词] 压力 异常波动 处理
中图分类号：TE357.1 文献标识码：A
压裂施工是一个系统工程，其间任何一个环节出现异常，都可能导致整个施工的失败，导致压力异常波动的原因大致可以分为两种情况：人为因素和非人为因素。下面就这两种因素进行详细的论述。
1.人为因素分析
在整个施工过程中，因人为因素引发的压力异常波动占有一定的比例，通常有以下几种原因。
（1）前置液量是否符合压裂施工设计要求
每口井压裂成功与否，与前置液量有极大的关系。只有前置液量符合设计要求，才能破开地层，并在地层中形成一条具有足够长度的填砂裂缝，为以后支撑剂的进入做好铺垫。反之，如果前置液量不足，则会为以后的施工埋下隐患：由于前置液量的不足，导致造缝长度不足，随着施工时间的延长，当砂量达到一定程度时，裂缝无法继续向前延伸，地层就会出现“饱和”现象，如果在加砂过程中出现压力升高，并且判断其原因是由于前置液量不足引起的，应采取的措施是立即停砂，进行替挤，以避免更大的损失。
（2）是否为交联前置液
如果前置液量充足，但是没有混合交联，在施工过程中，随着时间的推移，愿者上钩液会慢慢地滤失，同样不能形成足够长度的填砂裂缝。最终会导致缝端脱砂。正确的做法应是：在地层压开，排量达到设计要求后，就应该进行交联混合，使前置液保持应有的造缝机能。如果前置液没有混合交联，那么出现压力上升时，也应该立即停砂，进行替挤。如果强行加砂，则极有可能导致砂堵事故的发生。
（3）加砂过程中是否供液或供砂间断
在压裂施工中，尤其是在加砂过程中，最禁忌的就是供液间断，也就是俗称的“抽空”。引起抽空的人为因素就是罐车看液人员的疏忽，造成液罐内空气进入混砂车水泵内，从而引起混砂车上水困难，或是由于混砂车操作人员的误操作，使混砂斗内液面过低，不能向泵车提供充足的液量，继而泵车向地层间断性供液，则推动支撑剂进入地层的动力不足，易造成支撑剂在地层内发生堆积，尤其是在高砂比阶段时，极易造成压力异常上升，导致砂堵。所以在施工中，看罐人员及混砂车操作人员应增强责任心，避免发生抽空现象。一但因抽空引发压力上升，则应降低砂比，视压力变化加砂。其次，供砂不连续，有可能是砂罐不到位或是混砂车加砂间断，在施工过程中都会引起压力地异常变化，如果施工员不及时采取措施，将会导致施工失败。
（4）交联比是否合理
在加砂过程中，交联比的控制是否合理，对整个施工的成败同样也有着举足轻重的作用。控制好交联的大小，需要一定的施工经验，如果交联过小，则冻胶压裂液的携砂能力变差，随着施工时间的推移，进入地层内的支撑剂会慢慢沉积，形成砂桥，阻止后续支撑剂的进入，从而会形成砂堵，尤其是在外围探井施工中，多使用延时交联，如果控制不好基胶比，携砂液在进入地层后仍不成胶，则极易发生砂堵。这一过程是缓慢的，压力通常会呈缓慢上升趋势，这种情况发生后应立即停砂，随着压力上升，应逐渐减小排量，
（5）排量是否符合设计要求
全三维水力裂缝模拟结果表明，当上下岩层与压裂目的层的地应力差小于5MPa时，泵注排量的大小将对裂缝高度的延伸产生较大影响。在现场施工中，有时因为某种情况，施工泵注排量达不到设计要求，这就使得裂缝高度达不到预期值，当泵入较高浓度的砂比时，高浓度的支撑剂就会堆积在裂缝口，造成压力的迅速上升。所以在现场施工中，应严格遵守作业指导书的要求，以足够的排量进行施工。
（6）泵入错误的砂比或设计砂量、砂比不合理
在施工中，如果施工人员错误的泵入了较高浓度的砂比，或者设计人员在做设计时，由于对欲压目的层的地层参数分析有误，设计了过高的砂比或砂量，或前置液量相对不足、基胶比不合理、裂缝高度限制等因素，均可导致压力异常上升。现场施工时如果压力上升，应进行判断分析，及时采取相应的措施（降砂比或提高施工排量）。
2.非人为因素分析
2.1地质因素
由于地层渗透率过大导致缝端脱砂而引起压力异常上升，在施工中也比较常见。有些微裂缝发育区块，在施工中也容易导致压裂液滤失量过大或者形成不了有效主裂缝，而导致脱砂现象的发生。对于本身渗透性较好的水井，由于长期注水，导致微裂缝被水中杂质所充填或堵塞，随着注水压力的提高，新的裂缝产生，随着时间的推移，新裂缝又被杂质充填，这样周而复始，使得这一区块的施工破压较高，并且随着施工的进行，微裂缝相继被压开，施工压力极不稳定，并且伴随着滤失量增大，容易造成砂堵。所以在施工此区块的水井时，应该适当增加前置液用量，同时增大交联比例，当压力有上升趋势时，可适当提高排量，增加缝宽以减缓压力的上升。
2.2设备因素
在施工过程中，由于设备的突发故障，导致泵注排量不足，或者供液系统的故障，均可导致原有施工状态改变，井底流质状态发生变化，进而导致压力波动。
（1）泵车故障原因
泵车是压裂施工中泵注下井原材料的动力源，如果其发生故障，也将会引起相应的施工故障。如某台车的变速箱系统或柴油机发生故障，可导致该车大泵运转偷停或者挡位混乱，造成排量不准确。或者由于大泵阀系统工作故障，间断性供液，均可导致压力异常。在施工中，要求泵工对台上设备勤检查，发现异常及时调整车辆，保证排量的稳定。
（2）混砂车故障原因
混砂车由于使用率较高，易磨损部位也容易发生故障。例如水泵或砂泵，由于长期使用，均可导致叶轮的磨损。水泵发生故障，则上水困难。砂泵发生故障，则供液量不足。在施工排量增大的情况下，使得混砂车不能及时供给泵车充足的液量，使泵车抽空，最终导致压力的异常波动。所以当混砂车的易损部件工作到一定的年限时应进行检查、更换。
2.3井下管柱因素
射孔孔眼是流体进入地层的通道，压裂施工时，压裂流体需经孔眼进入地层，孔眼的数量及尺寸都会对压裂施工产生一定的影响。孔数过多将增加压裂液的滤失，孔数过少又会产生很大的孔眼摩阻，使泵注排量受到限制。孔眼尺寸应与支撑剂粒径的大小和施工时泵入支撑剂的浓度相匹配，否则会出现砂堵孔眼的现象。孔眼的尺寸还影响到压裂液的黏度，如孔眼太小，孔眼通道处的高剪切速率将破坏冻胶结构，使高黏度的压裂液迅速降解，导致脱砂。
对于使用普通喷砂器的施工井，如果在施工过程中出现压力上升，发生砂堵，不应该再进行连续的憋放，因为连续高压憋放，会导致卡具段油套环空内的支撑剂紧密堆积，而是应该在采取一些辅助措施（如油套平衡压力等）的配合下立刻活动管柱，尽可能将损失降至最低。
3.结论与建议
（1）压裂施工过程中，施工人员应增强责任心，同时加强设备的保养及维护，这样就可以避免很多人为原因及设备原因造成的异常情况。
（2）在施工中逐步总结经验，对各区块的地质特点，尤其是一些断层及油水过渡带地区要有所了解及掌握。
参考文献
[1]张士诚;限流法压裂射孔方案优化设计[J]石油钻采工艺;2000年02期
[2]颜晋川;定向井压裂优化设计及现场应用[J]油气地质与采收率;2008年05期
[关键词] 压力 异常波动 处理
中图分类号：TE357.1 文献标识码：A
压裂施工是一个系统工程，其间任何一个环节出现异常，都可能导致整个施工的失败，导致压力异常波动的原因大致可以分为两种情况：人为因素和非人为因素。下面就这两种因素进行详细的论述。
1.人为因素分析
在整个施工过程中，因人为因素引发的压力异常波动占有一定的比例，通常有以下几种原因。
（1）前置液量是否符合压裂施工设计要求
每口井压裂成功与否，与前置液量有极大的关系。只有前置液量符合设计要求，才能破开地层，并在地层中形成一条具有足够长度的填砂裂缝，为以后支撑剂的进入做好铺垫。反之，如果前置液量不足，则会为以后的施工埋下隐患：由于前置液量的不足，导致造缝长度不足，随着施工时间的延长，当砂量达到一定程度时，裂缝无法继续向前延伸，地层就会出现“饱和”现象，如果在加砂过程中出现压力升高，并且判断其原因是由于前置液量不足引起的，应采取的措施是立即停砂，进行替挤，以避免更大的损失。
（2）是否为交联前置液
如果前置液量充足，但是没有混合交联，在施工过程中，随着时间的推移，愿者上钩液会慢慢地滤失，同样不能形成足够长度的填砂裂缝。最终会导致缝端脱砂。正确的做法应是：在地层压开，排量达到设计要求后，就应该进行交联混合，使前置液保持应有的造缝机能。如果前置液没有混合交联，那么出现压力上升时，也应该立即停砂，进行替挤。如果强行加砂，则极有可能导致砂堵事故的发生。
（3）加砂过程中是否供液或供砂间断
在压裂施工中，尤其是在加砂过程中，最禁忌的就是供液间断，也就是俗称的“抽空”。引起抽空的人为因素就是罐车看液人员的疏忽，造成液罐内空气进入混砂车水泵内，从而引起混砂车上水困难，或是由于混砂车操作人员的误操作，使混砂斗内液面过低，不能向泵车提供充足的液量，继而泵车向地层间断性供液，则推动支撑剂进入地层的动力不足，易造成支撑剂在地层内发生堆积，尤其是在高砂比阶段时，极易造成压力异常上升，导致砂堵。所以在施工中，看罐人员及混砂车操作人员应增强责任心，避免发生抽空现象。一但因抽空引发压力上升，则应降低砂比，视压力变化加砂。其次，供砂不连续，有可能是砂罐不到位或是混砂车加砂间断，在施工过程中都会引起压力地异常变化，如果施工员不及时采取措施，将会导致施工失败。
（4）交联比是否合理
在加砂过程中，交联比的控制是否合理，对整个施工的成败同样也有着举足轻重的作用。控制好交联的大小，需要一定的施工经验，如果交联过小，则冻胶压裂液的携砂能力变差，随着施工时间的推移，进入地层内的支撑剂会慢慢沉积，形成砂桥，阻止后续支撑剂的进入，从而会形成砂堵，尤其是在外围探井施工中，多使用延时交联，如果控制不好基胶比，携砂液在进入地层后仍不成胶，则极易发生砂堵。这一过程是缓慢的，压力通常会呈缓慢上升趋势，这种情况发生后应立即停砂，随着压力上升，应逐渐减小排量，
（5）排量是否符合设计要求
全三维水力裂缝模拟结果表明，当上下岩层与压裂目的层的地应力差小于5MPa时，泵注排量的大小将对裂缝高度的延伸产生较大影响。在现场施工中，有时因为某种情况，施工泵注排量达不到设计要求，这就使得裂缝高度达不到预期值，当泵入较高浓度的砂比时，高浓度的支撑剂就会堆积在裂缝口，造成压力的迅速上升。所以在现场施工中，应严格遵守作业指导书的要求，以足够的排量进行施工。
（6）泵入错误的砂比或设计砂量、砂比不合理
在施工中，如果施工人员错误的泵入了较高浓度的砂比，或者设计人员在做设计时，由于对欲压目的层的地层参数分析有误，设计了过高的砂比或砂量，或前置液量相对不足、基胶比不合理、裂缝高度限制等因素，均可导致压力异常上升。现场施工时如果压力上升，应进行判断分析，及时采取相应的措施（降砂比或提高施工排量）。
2.非人为因素分析
2.1地质因素
由于地层渗透率过大导致缝端脱砂而引起压力异常上升，在施工中也比较常见。有些微裂缝发育区块，在施工中也容易导致压裂液滤失量过大或者形成不了有效主裂缝，而导致脱砂现象的发生。对于本身渗透性较好的水井，由于长期注水，导致微裂缝被水中杂质所充填或堵塞，随着注水压力的提高，新的裂缝产生，随着时间的推移，新裂缝又被杂质充填，这样周而复始，使得这一区块的施工破压较高，并且随着施工的进行，微裂缝相继被压开，施工压力极不稳定，并且伴随着滤失量增大，容易造成砂堵。所以在施工此区块的水井时，应该适当增加前置液用量，同时增大交联比例，当压力有上升趋势时，可适当提高排量，增加缝宽以减缓压力的上升。
2.2设备因素
在施工过程中，由于设备的突发故障，导致泵注排量不足，或者供液系统的故障，均可导致原有施工状态改变，井底流质状态发生变化，进而导致压力波动。
（1）泵车故障原因
泵车是压裂施工中泵注下井原材料的动力源，如果其发生故障，也将会引起相应的施工故障。如某台车的变速箱系统或柴油机发生故障，可导致该车大泵运转偷停或者挡位混乱，造成排量不准确。或者由于大泵阀系统工作故障，间断性供液，均可导致压力异常。在施工中，要求泵工对台上设备勤检查，发现异常及时调整车辆，保证排量的稳定。
（2）混砂车故障原因
混砂车由于使用率较高，易磨损部位也容易发生故障。例如水泵或砂泵，由于长期使用，均可导致叶轮的磨损。水泵发生故障，则上水困难。砂泵发生故障，则供液量不足。在施工排量增大的情况下，使得混砂车不能及时供给泵车充足的液量，使泵车抽空，最终导致压力的异常波动。所以当混砂车的易损部件工作到一定的年限时应进行检查、更换。
2.3井下管柱因素
射孔孔眼是流体进入地层的通道，压裂施工时，压裂流体需经孔眼进入地层，孔眼的数量及尺寸都会对压裂施工产生一定的影响。孔数过多将增加压裂液的滤失，孔数过少又会产生很大的孔眼摩阻，使泵注排量受到限制。孔眼尺寸应与支撑剂粒径的大小和施工时泵入支撑剂的浓度相匹配，否则会出现砂堵孔眼的现象。孔眼的尺寸还影响到压裂液的黏度，如孔眼太小，孔眼通道处的高剪切速率将破坏冻胶结构，使高黏度的压裂液迅速降解，导致脱砂。
对于使用普通喷砂器的施工井，如果在施工过程中出现压力上升，发生砂堵，不应该再进行连续的憋放，因为连续高压憋放，会导致卡具段油套环空内的支撑剂紧密堆积，而是应该在采取一些辅助措施（如油套平衡压力等）的配合下立刻活动管柱，尽可能将损失降至最低。
3.结论与建议
（1）压裂施工过程中，施工人员应增强责任心，同时加强设备的保养及维护，这样就可以避免很多人为原因及设备原因造成的异常情况。
（2）在施工中逐步总结经验，对各区块的地质特点，尤其是一些断层及油水过渡带地区要有所了解及掌握。
参考文献
[1]张士诚;限流法压裂射孔方案优化设计[J]石油钻采工艺;2000年02期
[2]颜晋川;定向井压裂优化设计及现场应用[J]油气地质与采收率;2008年05期