试15本溪压裂设计.doc

编号 编号 QK YL2009169QK YL2009169 井别 试采井井别 试采井 井型 直井型 直 井井 鄂尔多斯盆地伊陕斜坡鄂尔多斯盆地伊陕斜坡 试试 1515 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 压裂联作不丢枪 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 20092009 年年 1010 月月 2626 日日 试15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 试15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 2 3 射孔方案射孔方案 3 4 压裂施工总体要求压裂施工总体要求 3 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 压裂管柱结构 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 4 6 6 测压降曲线 4 6 7 放喷排液 7 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 7 1 压裂液配方及数量 7 7 2 压裂设备及材料准备 7 7 3 配液顺序及说明 8 8 质量保证要求质量保证要求 9 9 HSE 要求要求 10 9 1 健康要求 10 9 2 安全要求 10 9 3 环保要求 10 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 11 11 资料录取与提交要求资料录取与提交要求 11 试15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 地理位置陕西省延安市宝塔区临镇姚家坡正西 500 米处 井 别试采井钻井队圣诚 4044 钻井队 开 钻 日 期2009 8 1完钻日期2009 9 28完井日期2009 10 11 井位横坐标 Y 19400034 876 地面海拔 m 1002 616 联入 m 井位纵坐标 X 4021843 725 设计井深 m 2729 完钻井深 m 2723 完钻层位 马五 人工井底 m 2691 40 目前人工井底 m 2691 40 最大井斜数据 井深 m 井斜角 井斜方位 2720 0 2 17 164 91 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 1303244 5303 008 94226 62J55地面 气层 215 92723139 72717 09 17121 36N80A0 18地面 分级箍位置 m 1361 91 1362 56分级箍通径 mm 118 套管头限压 MPa 35 短套管位置 m 2392 10 2394 91m 2556 41 2559 29m 2612 35 2615 29m 2045 88 2048 69m 气层附近套管接 箍数据 m 2556 41 2559 29 2570 04 2580 57 2591 16 2601 72 2612 35 2615 29 2625 8 8 2636 47 2647 13 2657 82 2668 13 2678 72 固井质量射孔段上下 50 米固井质量不合格 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 层段岩性 电测井段 m 显示 厚度 m 密度 g cm3 孔隙度 渗透率 10 3 m2 水饱 基值 峰值 录井 解释 灰色含气细 砂岩 2651 1 2656 35 2 1 69336 8158含气层 本 2 灰色含气细 砂岩 2658 9 2661 22 3 1 83083 8649含气层 试15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 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 3 m2 含水 饱和度 电测解释 2651 1 2656 35 268 72042 555 40 1159 1气层 本 2 2650 0 2661 6 11 6 2658 9 2661 22 364 41932 43 90 175 9含气层 图图 2 1 试试 15 井气层综合测井曲线井气层综合测井曲线 本次射孔段 本次射孔段 2651 0 2656 0 试15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 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2651 0 2656 05 0SYD102SYD1271660 80 油管传输射孔 压 裂联作不丢枪 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 4 压裂施工全程伴注液氮 提高压裂液返排能力 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 2 N805 5162 073 020 0030219 6765 7572 977 0 5 2 压裂管柱结构压裂管柱结构 压裂施工管柱结构示意图见图 5 1 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 5 10min 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 试15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 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 65MPa 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 调整泵注排量和加砂量 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 试15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 2793 2796m 枪尾 人工井底 2691 4m 套管 139 7mm 2717m 套管 244 5mm 303m 73mm油管2根 钻头 311 1mm 303m KDB 114水力锚深度 2617 5m 73mm 油管串至井口 本溪层射孔井段 2651 0 2656 0m 钻头 215 9mm 2723m 32mm孔径节流嘴 定位短节 长度2 3m 73mm油管3根 73mm油管1根 筛管2根 压力起爆器 不丢枪 102型射孔枪 73mm油管短节若干 Y344 114封隔器深度 2618m 图 5 1 压裂施工管柱结构示意图 2751 0 2762 2m 2771 6 2778 9m 试15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 表 6 1 压裂施工泵注程序 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7 0 0 3 坐封1原胶液2 0 1 0 1交联液15 0 1 11 2 3 2 7 0 25 56 5 56 2交联液18 0 1 33 0 90 5 3 6 2 7 0 26 67 12 22 3交联液15 0 1 11 3 8 2 7 0 25 56 17 78 前置液 4交联液15 0 1 11 5 3 2 7 0 25 56 23 33 1交联液14 0 1 04 1 1 14 60 8137 6131 93 5 6 2 7 0 25 19 28 52 2交联液19 0 1 41 2 7 20 43 14240 8223 95 8 6 2 7 0 27 04 35 56 3交联液25 0 1 85 4 8 27 55 19326 8296 52 12 5 7 5 2 7 0 29 26 44 81 4交联液36 0 2 67 8 3 40 45 23395 6352 07 19 8 12 6 2 7 0 213 33 58 15 5交联液25 0 1 85 6 5 28 49 26447 2392 37 10 0 2 7 0 29 26 67 41 6交联液15 0 1 11 4 2 17 26 28481 6418 60 7 5 2 7 0 25 56 72 96 携砂液 7交联液8 0 2 4 9 29 30516444 35 4 4 2 7 2 96 75 93 顶替液1活性水7 8 2 0 3 90 79 83 合计 平均 221 8 14 59 29 91 158 08 21 06 363 66 325 44 61 30 42 00 2 2 70 20 79 83 备注 备注 1 射孔井段2651 2656 砂体厚度 11 6m 浅灰色含气细砂岩 2 低替排量以封隔器不坐封为原则 3 模拟泵压 55MPa 模拟套管平衡压力 10 20Mpa 预计气层温度 91 07 4 施工时若有压力异常 施工指挥应立即采取停砂 降砂比 变排量 停泵等措施 尽力避免砂堵和压力过高 5 前置液阶段 视液氮泵车能力尽可能将液氮排量提高至 0 22m3 min 试15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 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 0 10 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 8 0 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 气井粘土稳定剂 0 5 气井助排剂 试15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 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 2m3交联剂罐 个 液氮 m3 数量50260122120 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 仪表车管汇车砂罐车700 型水泥车液氮泵车液氮罐车 台数41114212 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 45117011701175 气井粘土稳定剂0 50130025015501600 杀菌剂0 10260260400 气井助排剂0 50130025015501600 碳酸钠 Na2CO3 0 12312312350 气井起泡剂0 50130013001400 胶囊 LZEN 6162 过硫酸铵 APS 4250 交联剂 JL 1 A 剂9849841000 交联剂 JL 1 B 剂9898100 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0 425 0 85 20 40 目 3 11 7230 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 5 7 5 机械杂质小于 试15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 0 2 配基液配置 每罐准备清水 28m3 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 48 51mPa s 左右 pH 值 9 5 11 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 5mPa s 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 6376 1998 压裂液通用技术条件 SY T 5108 2006 压裂支撑剂性能指标及测试推荐方法 SY T 5764 1995 压裂用瓜尔胶和羟丙基瓜尔胶 SY T 5107 2005 水基压裂液性能评价方法 SY T 6380 1998 压裂用破胶剂性能试验方法 SY T 5405 1996 酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标 SY T 6216 1996 压裂用交联剂性能试验方法 SY T 5762 1995 压裂酸化用粘土稳定剂性能测定方法 SY T 5755 1995 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 试15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 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 2 1 5 倍 现场取 70M Pa 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 6443 2000 压裂酸化作业安全规定 试15井本溪组 压裂施工设 计 油气勘探公司天然气勘探开发部 11 SY T 6120 1995 油井井下作业防喷技术规程 SY T 6277 2005 含硫油气田硫化氢监测与人身安全防护规程 SY T 6203 1996 油气井井喷着火抢险作法 SY T 5858 2004 石油工业动火作业安全规程 SY 5727 1995 井下作业井场用电安全要求 SY T 5225 2005 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 6610 2005 含硫化氢油气井井下作业推荐作法 SY T 6566 2003 水力