延921井本溪压裂联作设计.doc

编号：编号：QK-QK- YL2014231YL2014231 井别：详探井井别：详探井 井型：直井井型：直井 鄂尔多斯盆地伊陕斜坡鄂尔多斯盆地伊陕斜坡 延延 921921 井本溪组压裂施工设计井本溪组压裂施工设计 ( (油管传输射孔不丢枪油管传输射孔不丢枪+ +压裂联作压裂联作) ) 陕西延长石油（集团）有限责任公司陕西延长石油（集团）有限责任公司 油气勘探公司天然气勘探开发部油气勘探公司天然气勘探开发部 20142014 年年 4 4 月月 2424 日日 延921井本溪 组压裂施工设 计 油气勘探公司天然气勘探开发部 天然气勘探开发部天然气勘探开发部 设设 计计 人：人： 年年 月月 日日 审核意见审核意见: 审审 核核 人人: 年年 月月 日日 单位负责人单位负责人: 年年 月月 日日 油气勘探公司审核意见油气勘探公司审核意见: 审审 核核 人人: 年年 月月 日日 审核单位负责人审核单位负责人: 年年 月月 日日 批准意见批准意见: 批批 准准 人人: 年年 月月 日日 延921井本溪 组压裂施工设 计 油气勘探公司天然气勘探开发部 目目 录录 1 压裂依据和目的压裂依据和目的.1 2 基本数据基本数据.1 2.1 钻井基本数据 .1 2.2 录井岩性和油气显示.1 2.3 测井综合解释成果.1 3 射孔方案射孔方案.2 4 压裂施工总体要求压裂施工总体要求.2 5 油管规范及压裂管柱结构油管规范及压裂管柱结构.3 5.1 油管规范及性能要求 .3 5.2 油管传输射孔+压裂联合作业管柱结构.3 6 压裂施工步骤压裂施工步骤.3 6.1 井筒准备.3 6.2 配液 .3 6.3 摆车、试压 .3 6.4 召开现场技术交底会 .3 6.5 压裂施工泵注程序 .3 6.6 测压降曲线 .4 6.7 放喷排液 .6 7 压裂液配方及设备、材料准备压裂液配方及设备、材料准备.6 7.1 压裂液配方及数量 .6 7.2 压裂设备及材料准备 .6 7.3 配液顺序及说明 .7 8 质量保证要求质量保证要求.8 9 HSE 要求要求.9 9.1 健康要求 .9 9.2 安全要求 .9 9.3 环保要求 .9 10 压裂施工中可能出现的问题及处理预案压裂施工中可能出现的问题及处理预案.10 11 资料录取与提交要求资料录取与提交要求.10 延921井本溪 组压裂施工设 计 油气勘探公司天然气勘探开发部 1 1 压裂依据和目的压裂依据和目的 依据：根据录井、测井等综合评价结果，参考鄂尔多斯盆地气田压裂资料，该层具 有一定的压裂增产潜力。 目的：通过加砂压裂达到改善气层渗流能力、提高气井生产水平。 2 基本数据基本数据 2.1 钻井基本数据钻井基本数据 表 2-1 钻井基本数据表 构造位置鄂尔多斯盆地伊陕斜坡 地理位置陕西省榆林市靖边县小河乡小河村西北约 1Km 处 井 别详探井钻井队 开 钻 日 期2014-01-24完钻日期2014-04-02完井日期/ 井位横坐标(Y)19323084.33地面海拔(m)1330.99联入(m) 井位纵坐标(X)4137725.45设计井深(m)完钻井深(m)3596.00 完钻层位马家沟人工井底(m)3565.9目前人工井底(m)3565.9 最大井斜数据：井深(m)最大井斜()方位角()35963.91278.40新(旧)井新井 程序 钻头尺寸 (mm) 钻井深度 (m) 套管外径 (mm) 套管下深 (m) 套管壁厚 (mm) 套管内径 (mm) 套管 钢级 套管出地高 （m） 水泥返深 （m） 表层 311.1 506244.55068.94226.62J55井口 气层 215.9 3596139.73590.559.17121.36TP80S102.5 分级箍位置(m)2064.38-2065.03分级箍通径(mm)118套管头限压(MPa)35 短套管位置(m)2878.41-2881.75，3157.92-3161.25，3376.11-3379.35，3512.18-3515.47 气层附近套管接 箍数据（m） 3345.43，3355.77，3365.93，3376.11，3379.35，3389.33，3399.69，3409.88，3420.09，343 0.27，3440.39，3450.47，3460.85 固井质量射孔段上下 50m 固井质量合格 完井试压质量合格 2.2 录井岩性和油气显示录井岩性和油气显示 表 2-2 岩芯录井数据 全烃气测值 层位岩性 电测井段 (m) 显示 厚度 (m) 密度 (g/cm3) 孔隙度 (%) 渗透率 (10-3m2) 含水 饱和度 (%) 基值%峰值% 录井 解释 本溪浅灰色含气细砂岩3400.2-3409.69.4/含气层 2.3 测井综合解释成果测井综合解释成果 表 2-3 综合测井解释数据 层位 砂体井段 (m) 砂体 厚度 (m) 电测井段 (m) 显示 厚度 (m) 电阻率 (m) 声波 时差 (s/m) 补偿 密度 (g/cm3) 孔隙度 (%) 渗透率 (10-3m2) 含水 饱和度 (%) 电测 解释 本溪3400.2-3409.69.43400.2-3409.69.427.79226.142.548.220.2174.1含气层 延921井本溪 组压裂施工设 计 油气勘探公司天然气勘探开发部 2 图图 2-1 延延 921 井本溪组气层综合测井曲线井本溪组气层综合测井曲线 3 射孔射孔方案方案 表 3-1 射孔数据 层位射孔井段(m) 厚度 (m) 枪型弹型 孔密 (孔/m) 相位孔数射孔方式 本溪3401-34065SYD102 SYD127 复合弹 166080 油管传输射孔不丢枪+压 裂联作 射孔液配方见试气工程设计。 4 压裂施工总体要求压裂施工总体要求 （1）压裂注入方式采用单上封保护套管、油管注入、套管打平衡液的方式。 （2）压裂井口选用该区常用的 KQ65/70 采气井口。 （3）采用该地区常用的羟丙基瓜尔胶+有机硼延迟交联水基压裂液。 射孔段：本溪层射孔段：本溪层 3401-3406m 延921井本溪 组压裂施工设 计 油气勘探公司天然气勘探开发部 3 （4）压裂施工全程伴注液氮，提高压裂液返排能力。 （5）砂堵后停止加砂，正常排液。 5 油管规范及压裂管柱结构油管规范及压裂管柱结构 5.1 油管规范及性能要求油管规范及性能要求 表 5-1 工具油管规范及性能要求 尺寸钢级 壁厚 mm 内径 mm 外径 mm 内容积 m3/m 重量 kg/m 抗拉强度 t 抗内压强度 MPa 抗外挤强度 MPa 螺纹 2N805.5162.073.020.0030219.6765.7572.977.0EUE 5.2 油管传输射孔油管传输射孔+压裂联合作业管柱结构压裂联合作业管柱结构 管柱结构及工具型号见图 5-1。 水力锚和封隔器要避开套管接箍位置。水力锚和封隔器要避开套管接箍位置。 6 压裂施工步骤压裂施工步骤 6.1 井筒准备井筒准备 通井、洗井、射孔、下压裂管柱等准备工作见试气工程设计。 6.2 配液配液 备液前清洗储液罐，按设计配制好合格的工作液体，为防止雨雪进入液体，压裂液 罐要封盖罐顶。详细的要求见下文的压裂液配制及设备材料准备。 6.3 摆车、试压摆车、试压 摆好施工车辆及辅助车辆，联接好地面高、低压管线并分别试压 70MPa 和 0.6MPa， 环空平衡车试压 25MPa，各项试压要求稳压 510min 不刺、不漏、不渗为合格。 6.4 召开现场技术交底会召开现场技术交底会 施工前由压裂指挥、压裂监督、试气作业队负责召开压裂施工技术交底会，明确各 岗位职责、重要技术参数和注意事项，听从统一指挥。 6.5 压裂施工泵注程序压裂施工泵注程序 用活性水正循环灌满井筒，套管返水，泵压正常后换液施工。 施工中泵压超过 35MPa 开始打平衡压力，控制油套压差在 45MPa 以下。施工时油 管限压 70MPa，套管平衡压力限压 25MPa，并安装超压保护。 按泵注程序进行压裂施工，泵注程序见表 6-1。 施工过程中应密切注意泵压变化，若泵压出现异常，现场指挥和监督人员要适当 调整泵注排量和砂比。 延921井本溪 组压裂施工设 计 油气勘探公司天然气勘探开发部 4 6.6 测压降曲线测压降曲线 停泵后测压降曲线 30min 左右，直至曲线拐点出现后方可关井拆卸地面压裂管线。 套管：139.7mm3590.55m 套管：244.5mm506m 73mm油管2根 钻头：311.1mm506m KDB-114水力锚深度：3368.5m 73mm 油管串至井口 本溪组射孔井段： 3401-3406m 34mm孔径节流嘴 定位短节（长度 23m） 安全接头（不带反洗循环阀）3368m 筛管2根 压力起爆器（不丢枪） Y344-114封隔器深度：3369m 人工井底：3565.9m 钻头：215.9mm3596m 73mm油管1根 枪尾 73mm油管短节若干根 102型射孔枪 73mm油管3根 图 5-1 油管传输射孔+压裂联作管柱结构示意图 延921井本溪 组压裂施工设 计 油气勘探公司天然气勘探开发部 5 表 6-1 压裂施工泵注程序 备注：备注：（1）模拟泵压 55MPa，模拟套管平衡压力 1020MPa，预计气层温度 113.55； （2）施工时若有压力异常，施工指挥应立即采取降砂比、变排量、停砂、停泵等措施，尽力避免砂堵和压力过高； （3）前置液阶段，视液氮泵车能力尽可能将液氮排量提高至设计排量以上； （4）砂堵后停止加砂，正常排液； （5）油管传输射孔禁止投球压裂。 施工液量 (m3) 砂液比 破胶剂加入量 (kg) 排量 (m3/min） 泵注程序阶段 液体 性质 胶液液氮 加砂量 (m3) 混砂液 量(m3) (%)(kg/m3) 砂浓度 （kg/m3 ）胶囊过硫酸铵混砂液液氮 泵注 时间 (min) 累计泵 注时间 (min) 低替1原胶液 10.20.334.0034.00 坐封1原胶液 2.01.02.0036.00 1交联液 45.04.159.02.60.2417.3153.31 2交联液 20.01.851.020.55583.686.02.60.247.6961.00 前置液 3交联液 55.04.7122.02.80.2419.6480.64 1交联液 18.01.541.418.808137.6131.759.02.80.246.4387.07 2交联液 22.01.893.123.7114240.8223.4413.22.80.247.8694.93 3交联液 27.02.315.129.8519326.8295.6318.94.12.80.249.64104.57 4交联液 33.02.837.637.2123395.6350.8311.66.62.80.2411.79116.36 携砂液 5交联液 40.03.4310.445.7726447.2390.8212.02.80.2414.29130.64 6交联液 31.02.668.735.8228481.6416.8410.92.80.2411.07141.71 7交联液 12.03.614.0030516442.372.84.29146.00 顶替液1交联液 10.22.05.10151.10 合计/平均 325.425.3740.9348.1021.81363.66321.6790342.0-2.80.24151.10 延921井本溪 组压裂施工设 计 油气勘探公司天然气勘探开发部 6 6.7 放喷排液放喷排液 压裂后排液的原则是既要防止地层出砂，又要尽快的排出压裂液。要求在压裂车停 泵后，60 分钟内开井，先采用 3mm 油嘴放喷排液，当井口压力低于 8MPa 后可适当放大 油嘴尺寸控制放喷，确保排液连续，尽量避免排液中途关井，同时要求在放喷期间做好 抽汲准备。若停喷，采用抽汲的方式继续进行诱喷，抽汲由浅至深，最大抽深视井筒液 面现场确定，诱喷成功后用油管控制放喷排液。若抽汲不喷，要定深、定抽次、定排挡 连续抽汲。 在排液过程中要求尽可能排完压裂液，并准确计量排出液量。当排液量达到压入地 层压裂液 80%以上，且 Cl-含量在 3 天内波动值小于 5%时（或者当日产气量大于 1 万方， 日产液量小于 2m3，且 Cl-含量在 3 天内波动值小于 5%时） ，排液作业结束。 在排液过程中连续监测排液情况，准确记录油套压及排液量，同时密切注意出砂情 况，及时检查更换油嘴。在放喷 0.5 小时、1 小时、4 小时、8 小时、16 小时、24 小时、 及以后每天取一个样，测返排压裂液的粘度、pH 值和含砂量。每 60min 准确记录一次油、 气、水产量及井口油套压，每 8 小时取一次水样进行 Cl-含量分析。 排液后的测试、求产见试气工程设计 7 压裂液配方及设备、材料准备压裂液配方及设备、材料准备 7.1 压裂液配方及数量压裂液配方及数量 7.1.1 基液： 0.45%羟丙基瓜尔胶（一级）+ 0.5%气井助排剂 + 0.1%杀菌剂 + 0.12%Na2CO3 +0.5%气井起泡剂+ 0.5%气井粘土稳定剂。 7.1.2 交联剂： 50%JL-1 有机硼交联剂。JL-1A: JL-1B=100:010，充分混合后，用清水稀释到 50%备 用。 7.1.3 交联比：基液:50%交联剂=100:0.80.4。 7.1.4 破胶剂： 胶囊破胶剂+ 过硫酸铵。 在混砂车人工追加，按 0.01%-0.02%-0.03%-0.04%-0.05%-0.06%-0.07%浓度楔型加入。 7.1.5 压裂用活性水：清水0.5%气井助排剂+ 0.5%气井粘土稳定剂。 延921井本溪 组压裂施工设 计 油气勘探公司天然气勘探开发部 7 7.2 压裂设备及材料准备压裂设备及材料准备 7.2.1 液罐、压裂用水及液氮准备 液罐、压裂用水及液氮准备一览表 名 称活性水用水(m3)基液用水(m3)30m3液罐(个) 50%交联剂 (m3) 液氮 (m3) 数量62 375172.5 29 7.2.2 压裂设备准备 压裂设备准备情况一览表 名称2000 型压裂车混砂车仪表车管汇车700 型水泥车液氮泵车 台数411111 7.2.3 压裂液材料准备 压裂液材料用量及备量表 添加剂名称 浓度 (%) 基液中加量 (kg) 交联液中加 量(kg) 活性水中加 量(kg) 实际用量 (kg) 准备量 (kg) 羟丙基瓜尔胶0.451687.51687.51700 气井粘土稳定剂0.50187531021852200 杀菌剂0.10375375400 气井助排剂0.50187531021852200 碳酸钠(Na2CO3)0.12450450450 气井起泡剂0.50187518752000 胶囊（LZEN）9090 过硫酸铵(APS)3450 交联剂(JL-1)A 剂150315031600 交联剂(JL-1)B 剂150150200 备注：（1）配制原胶液时不加入胶囊与过硫酸铵，两种破胶剂在泵注过程中人工加入混砂罐 中。 （2）交联剂 JL-1A 剂密度为 1.2g/cm3。 7.2.4 支撑剂类型、规格及数量 支撑剂类型、规格及数量 支撑剂名称粒径(mm)视密度(g/cm3) 体积密度 (g/cm3) 准备量(m3) 中密度陶粒0.4250.85（20-40 目）3.11.7240 粉陶0.2240.4253.11.661 7.3 配液顺序及说明配液顺序及说明 配液应使用清洁、无污染的本地饮用水，要求 pH 值为 6.57.5，机械杂质小于 延921井本溪 组压裂施工设 计 油气勘探公司天然气勘探开发部 8 0.2%。 基液配置：每罐准备清水 28 m3，先加入杀菌剂，再缓慢加入稠化剂，注意不要 形成“鱼眼”，循环 30 分钟待溶液粘度增加后，依次加入助排剂、粘土稳定剂、起泡剂、 碳酸钠，继续循环 50min 使罐内液性一致。 交联剂配制：施工前 4 小时配制有机硼交联剂，充分循环均匀，使交联剂性能一 致。 过硫酸铵和胶囊破胶剂由压裂液技术人员在现场加入混砂车中。 7.4 压裂液性能设计指标 使用 Fann35 粘度计在室温，170s-1剪切速率下，基液粘度 4851mPas 左右；pH 值 9.511；基液与交联液交联性能良好，压后压裂液 1.5h 内破胶，破胶液粘度小于 5mPas。 8 质量保证要求质量保证要求 8.1 压裂材料性能指标要求及检测方法 执行中华人民共和国石油天然气行业标准如下： SY/T 63762008压裂液通用技术条件 SY/T 51082006压裂支撑剂性能指标及测试推荐方法 SY/T 57642007压裂用瓜尔胶和羟丙基瓜尔胶 SY/T 51072005水基压裂液性能评价方法 SY/T 63802008压裂用破胶剂性能试验方法 SY/T 54051996酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标 SY/T 62161996压裂用交联剂性能试验方法 SY/T 57621995压裂酸化用粘土稳定剂性能测定方法 SY/T 57551995压裂酸化用助排剂性能评价方法 。 8.2 压裂所用清水、支撑剂、瓜胶及各种化工产品必须通过天然气勘探开发部质检合格 后方可使用，保证压裂液的数量和质量。 8.3 液体技术人员压裂前对配制好的液体进行现场取样检查交联、成胶等状况，及时进 行液体调整，如发现变质，必须更换，并在清罐后重新配制。 延921井本溪 组压裂施工设 计 油气勘探公司天然气勘探开发部 9 8.4 现场实验仪器准备： （1）Fann35 粘度计一台。 （2）取样瓶 10 个。 （3）pH 试纸一盒。 （4）量筒及烧杯各两个。 （5）吸耳球一个及移液管两个。 （6）毛细管粘度计一只及秒表一块。 8.5 现场技术人员取全取准施工压力、排量、液量、支撑剂量、液氮量等数据，在施工 过程中及施工后，应准确计量各阶段压裂液罐、支撑剂储罐内的泵入液体、支撑剂的体 积和泵注时间，以便与仪表计量结果进行校正。 8.6 严格按有关技术要求和安全操作规程完成各道工序。 8.7 压裂前检修压裂设备，确保设备完好。 8.8 严格按设计要求进行地面压裂管汇试压压力，地面压裂管汇试压压力一般为设计泵 压的 1.21.5 倍，现场取 70MPa，保持 5 分钟不降为合格。 8.9 若出现异常情况，施工技术人员按照压裂预案进行处理。 9 HSE 要求要求 9.1 健康要求健康要求 9.1.1 施工人员应穿戴劳保护具上岗。 9.1.2 施工现场要设立明显的标志，避免无关人员进入作业区，作业区域严禁烟火。 9.1.3 施工前按设计要求试压，非施工作业人员严禁进入高压作业区。 9.1.4 施工现场要配备医务急救药品及相关器材、人员。 9.2 安全要求安全要求 9.2.1 施工现场排空、放喷管线用 35MPa 试压合格的硬管线。 9.2.2 压裂液罐必须距井口 20m 以外。 9.2.3 施工过程中加强井控岗位责任制，牢固树立井喷失控就是灾难事故的思想。 9.2.4 严格按照标准要求安装好施工、井控、消防、环保等设备。 9.2.5 施工排液及求产过程中，井场配备 H2S 气体监测及防护装置，若监测到 H2S 气体， 严格按照有关 H2S 气体操作规范操作执行。 执行中华人民共和国石油天然气行业标准如下： SY 64432000压裂酸化作业安全规定 延921井本溪 组压裂施工设 计 油气勘探公司天然气勘探开发部 10 SY/T 61201995油井井下作业防喷技术规程 SY/T 62772005含硫油气田硫化氢监测与人身安全防护规程 SY/T 62032007油气井井喷着火抢险作法 SY/T 58582004石油工业动火作业安全规程 SY 57272007井下作业井场用电安全要求 SY/T 52252012石油天然气钻井、开发、储运防火防爆安全生产技术规程 SY/T 66102005含硫化氢油气井井下作业推荐作法 SY/T 65662003水力压裂安全技术要求 9.3 环保要求环保要求 9.3.1 严格遵守国家和地方环境保护的有关法律法规。 9.3.2 工作液严禁乱排乱放，贮液罐至排污池挖一