摘要：
随着油田非常规油气勘探开发工作的推进，水平井多级分段压裂技术作为非常规油气藏开发的一种有效的手段。与常规压裂相比，非常规压裂的施工工艺和配套设备都发生了重大变革。非常规压裂有以下特点：施工规模大，入井液种类多，支撑剂种类多；设备连续作业时间长等特点。本文主要压裂液为例，从井场勘测、罐区摆放、流程连接、现场备水、物料预处理、现场配液等多方面进行优化，着重从细化、量化着手，紧密组织运行，实现连续混配从而实现边配液边施工的目的。
关键词：非常规；施工规模；现场配液；连续混配
前言
与常规压裂对比，非常规压裂有以下特点：施工规模大，目前已突破千方砂、万方液，入井液种类如滑溜水、压裂基液、活性水、酸液、隔离液等，需要现场的配液设备及布局合理优化，能达到连续混配边配边用；施工排量大，一般施工排量为9-14 m3/min；支撑剂种类多且用量大。在非常规油藏开发中，水平井多级分段压裂技术是目前世界上最先进的技术之一，而压裂材料体系则是压裂施工最重要的技术支撑。目前，压裂大队在常规现场配液技术基础上，经过大量的实践已取得连续混配技术突破，满足中高温非常规压裂压裂体系要求。本文主要以5000方压裂液为例，从井场勘测、罐区摆放、流程连接、现场备水、物料预处理、现场配液等多方面进行优化，着重从细化、量化着手，紧密组织运行，实现连续混配从而实现边配液边施工的目的。非常规压裂配液，借鉴常规配液的理论基础，在经过大量非常规现场配液组织经验，总结非常规井配液方法及流程，力求从细化和量化入手，进行标准化流程操作。
1井场及场地要求
鉴于挖万方蓄水池难度大，现在采用方法是上储水罐，采油厂提前备水至卧式罐，待水备满后，进行现场配液。非常规压裂液量大，目前非常规压裂采用立式罐施工，卧式罐储液、供液的模式运行，现场运行效果很好。根据具体运行情况来看，上罐要求上立式罐1000方或者卧式罐上2000方。标准化非常规压裂井场应为长方形，井口一侧占地要大。要求摆罐区域地面平整，无任何杂物，管排、油管、井架，板房等所有物资全部清理，没有障碍物。有条件的将井场地面铺煤渣、垫建筑垃圾，保证车组进出井场通畅，确保没有任何工农及油地关系等。摆立式罐区域地面必须要求平整、夯实地基，确保地基结实，避免出现因下雨土地浸泡松软立式罐倾倒造成环境污染事故。
2罐区摆放及要求
罐区摆放采用立式罐+卧式罐组合。这种组合在目前压裂大队施工7口非常规压裂作业中，应用效果非常好。立式罐储液量1000方，为45个立式罐，分2排摆放。立式罐区主要负责压裂车组主压裂。立式罐后面预留15米空间，此空间为配液设备、供液设备及流程摆放。立式罐后，摆放卧式罐区。卧式罐区主要负责储液。施工前期主要负责清水的储备，备好清水后，进行现场配液，然后通过流程泵注到立式罐。有时井场条件不具备，可以选择立式罐+卧式罐+主压裂车组，在井场旁边开阔地，上另1组卧式罐，进行现场配液和补液。中间采用管线连接，将远端液体泵送至主压裂罐区进行作业。目前，随着非常规压裂的不断深入，“井工厂”模式的建立，在同台压裂丛式井场，可以选择上2套卧式罐进行现场配液和施工供液，施工时只移动立式罐，液体采用10寸管线长距离泵送压裂液的方式运行。这样可以大大降低工人的劳动强度，同时减少转罐运营成本，达到降本增效的目的。
3流程及管网建立
3.1立式罐
立式罐区连接3个流程，3个流程每个流程闸门数不少于20个，且2端必须有10寸连接口或三通。经实验证明，10寸硬管线可以很好的减少液体摩阻，可以保证60米远外的流体低摩阻，保证混砂车上液正常。因目前主要采用1套2500型车组压裂，所以立式罐只需上3个带10寸口流程。
在配液设备正常施工中，要做到600m3/min的传输，常规的4脊芟咭言对恫荒苈足施工需求。根据管径与流速、排量、粘度的关系表达式：
D=18.81*(Q0.5)*(V-0.5)……..(1)
D=18.16*Q0.38*ρ0.173*μ0.033*ΔP-0.207……(2)
D:管线直径，mm；
Q:管内液体体积流量，m3/h
V：管内介质平均流速，m/s
ρ:管内介质的密度，kg/m3
ΔP：管内100m长度上的压力损失，Kpa
μ:管内介质的动力粘度，Pa.s
由式（2）可知，若以清水为介质，则管内介质密度ρ=1000 kg/m3，管内100m长度压力损失ΔP=（10-50） Kpa，（一般工程上计算时，水管路，压力常见为0.1--0.6MPa，水在水管中流速在1--3米/秒）。管内介质动力粘度μ=0.0013Pa.s，为要满足施工排量600 m3/h，则需要D=234.74-340mm的管线。
3.2罐区管网的建立
为了保证配液连续，所有罐的有效合理连接是非常重要的。前期，已将立式罐内和卧式罐内的流程及管线连接就位。下面将管网串联。施工时为保证配液及供液速度需上2套混配车组（即1号和2号）同时运转同时配液，分别用A组卧式罐和B组卧式罐。首先，每组必须建立单独的液体循环。1号混配车配好液后从搅拌罐采用2根4寸管线连接离心泵，然后通过电泵或柴油泵将溶胀好的压裂液泵送到远端流程，这样就建立液体循环。同理连接好2组流程。其次，通过卧式罐中间预留1米空间用2根4寸管线将2组卧式罐串联。最后，2套卧式罐每一侧接2根，用4根4寸管线将立式罐与卧式罐连接。至此井场所有罐通过流程及管线全部连接完成。
备水是非常规压裂井运行快慢的决定性因素。速度快，施工周期就短；速度慢，则施工周期就长。主体思路：泵站管输供水及井场打水井并用为主，以压裂大队罐车拉运压裂液为辅，供水速度每天备水不少于1000方。现场原则上采用井场附近水源。对水源三项指标进行检测：1、PH值=6-8；2、硬度Q500ppm；3、固体颗粒Q10υm。针对现场配液对水质的要求，购置了10微米的过滤器两台安置在适当的位置用于在施工前对水源进行过滤处理，使水质达到设计方的要求。
4现场配液
压裂施工前要求在进场附近提供380v的连续供应电力。满足进场施工和照明需求。提前计算出施工井场各种设备，例如搅拌池、过滤器、抽水泵、冬季施工保温用的电热带等的所需用电功率，使提前安置在施工井场的电力设施能够满足需要。
4.1配液设备
非常规压裂井液量多，不适合厂内配液，所有压裂液的配液工作主要在施工现场完成。目前压裂大队现场配液主要采用混配车、搅拌罐、电泵、柴油泵及射流器装置等设备组成。搅拌罐及电泵、柴油泵是压裂大队根据实际情况，自行研发设计装置。搅拌罐在现场运用中，可以在十分钟内快速的将混配车混配好的压裂基液起粘度，达到设计需要。该搅拌罐有3个搅拌器，每个搅拌器有2个长50cm呈180度对置叶片，理论每分钟可循环液体100方。该罐前面有3个闸门，2侧闸门出液端，中间一个是进液端，中间进液端在罐底连接管线至罐后部，可以保证在配液时，液体从罐底向上射流，达到充分混合，同时在配液时，化工料从罐顶加入，也能起到快速溶解搅拌的作用。另外电泵、柴油泵为压裂液排出装置，在涡轮电机进液端安装1套混砂车8寸流量计，在流量计上部焊接1个快速接头，此接头与混配车比例泵连接。在使用中，8寸流量计将信号传给混配车，混配车采集后，由混配车尾部的比例泵按照既定程序将碱水按比例泵出。混配车现安装比例泵最大排量为40L/MIN,基本可以满足现有配液需要，如需更大排量则可以根据实际需要更换。从混配车按设计比例吸粉，打入搅拌罐，搅拌罐满后进入下个搅拌罐，第一个搅拌罐进行充分搅拌起粘度，并同时在罐上方加液添，通过供液泵把配好的原液通过供液泵出口的流量计反馈到混配车再通过控制流量拉加碱，达到按比例加碱操作，并最终泵送到施工罐区域，从而达到连续混配的目的。
4.2配液流程
混配车将瓜胶粉和水混合，按一定粉比进行混配，这个过程不添加任何其他化工料，然后将混配好的压裂基液泵送至搅拌罐内。除PH调节剂外所有其他添加剂均在搅拌罐中搅拌，搅拌约10分钟后（经长时间现场实践，搅拌约10分钟粘度达到设计要求），取样测粘度，如粘度合格，则将搅拌均匀的压裂液，经过采用电泵和柴油泵排出端泵送入储液罐，泵送的同时，将碱液按比例混合入储液罐。
配液必须保证连续。配液开始后，必须保证各项指标均合格后方可加碱进行泵送。否则停泵检查原因，整改后方可继续施工。配液过程中，操作工要严格控制粉比，发现粘度高、基液水锁等情况要迅速做出判断，做好应急预案。
5现场应用
通过樊等7口井的现场配液，配液速度及质量均能达到设计要求，圆满完成施工任务。樊井是第一口非常规井，压裂施工准备运行时间为1个月，渤页平1为一个半月，经过细化量化后，樊井从准备到施工完成仅用7天时间就完成了上罐、备水、配液。施工周期缩短20天。大大降低了劳动强度及施工时间。
6结论及建议
⑴ 引进大排量现场混配设备，针对致密砂岩水平井裸眼分段压裂施工，提高现场配液能力。
⑵ 制作化学添加剂自动比例添加装置，解决目前存在的化学添加剂无法自动计量添加问题，实现混砂车和比例液添泵的配合使用。
⑶ 采用新材料（浓缩液），现场只需简单搅拌后即可使用提高配液速度。
参考文献
[1]卡尔J.艾克诺米德斯肯尼斯G.诺尔特油藏增产措施（第三版）北京：石油工业出版社，2002