延699井山1+盒8层压裂设计

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1、编号：编号：QK-YL2013057QK-YL2013057井别：详探井井别：详探井井型：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延延 699699 井山井山 1+1+盒盒 8 8 层压裂施工设计层压裂施工设计（机械分层）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2013 年 4 月 11 日延699井山1+盒8层压裂施工设 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

2、: : 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699井山1+盒8层压裂施工设 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 .12 基本数据基本数据 .12.1 钻井基本数据 .12.2 录井岩性和油气显示.12.3 测井综合解释成果.13 射孔方案射孔方案 .34 压裂施工要求压裂施工要求 .34.1 压裂施工要求.35 油管规范及压裂管柱结构油管规范及压裂管柱结构 .35.1 油管规范及性能要求 .35.2 压裂管柱结构 .36 压裂施工步骤压裂施工步

3、骤 .56.1 井筒准备.56.2 配液 .56.3 摆车、试压 .56.4 召开现场技术交底会 .56.5 压裂施工泵注程序 .56.6 测压降曲线 .56.7 放喷排液 .87 压裂液配方及设备、材料准备压裂液配方及设备、材料准备 .87.1 压裂液配方及数量 .87.2 压裂设备及材料准备 .97.3 配液顺序及说明 .98 质量保证要求质量保证要求 .109HSE 要求要求 .119.1 健康要求 .119.2 安全要求 .119.3 环保要求 .1210 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 .1211 资料录取与提交要求资料录取与提交要求 .12延6

4、99井山1+盒8层压裂施工设 计油气勘探公司天然气勘探开发部 11 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延安市富县北道德乡白家庄村井 别详探井钻井队甘泉欣荣 5012 队开 钻 日 期2012.10.12完钻日期2012.11.20完井日期2012.11.27井位横坐标(Y)19330102.408地面海拔(m)1191.331联入(m)

5、7.34井位纵坐标(X)3980654.103设计井深(m)3289.0完钻井深(m)3247.4完钻层位马五人工井底(m)3247.4目前人工井底(m)3247.4最大井斜数据：井深(m)井斜角()井斜方位()8503.22107.01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311.1550.0244.5550.08.94226.62J55-0.3地面气层215.93289.0139.73283.599.17121.36N800.1627分级箍位置(m)1667.44-1668.

6、6分级箍通径(mm)118套管头限压(MPa)35短套管位置(m)2828.79-2832.41 3036.66-3040.29 3187.25-3190.88 气层附近套管接箍数据（m）3015.07，3025.88，3036.66，3040.29，3051.32，3061.97，3072.75，3083.6，3094.38，3105.16，3116.07，3126.29，3136.72，3146.66，3156.75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%层段岩 性电测井段(m)显示厚度m密度孔

7、隙度%渗透率10-3m2含水饱和度%基值峰值录井解释盒 8灰白色含气中砂岩3060.7-3067.56.8/0.03780.7349含气层盒 8灰白色含气中砂岩3068.3-3071.53.2/0.05990.4904含气层山 1灰白色含气中砂岩3083.8-3087.03.2/0.06390.5690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段砂体井段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%电测解释盒 83060.7-3067.56.83060.7-3067.56.821.4222.7

8、2.46.30.382.2含气水层盒 83068.3-3071.53.23068.3-3071.53.215.0233.02.39.00.968.2含气层山 13083.8-3087.03.23083.8-3087.03.273.2206.12.54.00.169.2含气层延699井山1+盒8层压裂施工设 计油气勘探公司天然气勘探开发部 2图图 2-1 延延 699 井山井山 1+盒盒 8 气层综合测井图气层综合测井图本次射孔段：本次射孔段：3064.0-3066.0本次射孔段：本次射孔段：3084.0-3086.0本次射孔段：本次射孔段：3069.0-3071.0延699井山1+盒8层压裂施

9、工设 计油气勘探公司天然气勘探开发部 33 射孔方案射孔方案表 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3064.0-3066.02.032盒 83069.0-3071.02.032山 13084.0-3086.02.0SYD102SYD127166032电缆射孔射孔液配方见试气工程设计。4 压裂施工要求压裂施工要求4.1 压裂施工要求压裂施工要求（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

10、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尺寸钢级壁厚(mm)内径(mm)外径(mm)内容积(L/m)重量(Kg/m)抗拉强度(t)抗内压强度(MPa)抗外挤强度(MPa)螺纹2N805.5162.073.023.029.6765.7572.977EUE5.2 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。延699井山1+盒8层压裂施工设 计油气勘探公司天然气勘探开发部 4Y344-114封隔器深度：3076.0m套管：139.7mm3283.59m2555套管：244

11、.5mm550.0m喇叭口深度：3080.0m钻头：311.1mm550.0m34mm孔径节流器（不带滑套） 人工井底：3247.4m ：2815m73mm 油管串钻头：215.9mm3289.0mKDB-114水力锚深度3028.5mm滑套导压阀（23.5mm2孔）深度：3075.5m 盒 8 层射孔井段：3064.0-3066.0m3069.0-3071.0mY344-114封隔器深度：3029.0m安全接头深度：3028mm山 1 层射孔井段：3084.0-3086.0m 73mm油管短节4m 图 5-1 压裂施工管柱结构示意图2751.0-2762.2m2771.6-2778.9m延6

12、99井山1+盒8层压裂施工设 计油气勘探公司天然气勘探开发部 56 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

13、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。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。延699井山1+盒8层压裂施工

14、设 计油气勘探公司天然气勘探开发部 6表 6-1 压裂施工山 1 段（3084-3086m）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9.39.300.331.0031.00坐封1原胶液2.02.001.02.0033.001交联液13.01.4313.002.62.00.226.5039.502交联液10.01.130.5010.2853.02.00.225.1444.64前置液3交联液13.01.3013

15、.005.22.20.225.9150.551交联液10.01.050.910.509154.8147.445.02.20.224.7755.322交联液14.01.522.115.1715258238.187.02.20.226.8962.213交联液18.02.003.620.0020344309.649.92.20.229.0971.304交联液22.02.515.525.0525430377.6213.24.42.20.2211.3982.695交联液15.04.517.5030516442.375.32.27.9590.64携砂液6交联液10.03.411.8934584.8491.

16、994.52.25.4096.05顶替液1交联液9.39.302.04.65100.70合计/平均145.610.9320.5136.3722.47381.27343.6746142-2.20.22100.70压裂山 1 段（3084-3086m）结束后，从井口投入 45mm 钢球 1 个，等待 20-30 分钟后，油管加压 15-20MPa，打开盒 8 段（3064-3066m、3069-3071m）施工层段，施工泵注程序见表 6-2。 延699井山1+盒8层压裂施工设 计油气勘探公司天然气勘探开发部 7表 6-2 压裂施工盒 8 段（3064-3066m、3069-3071m）泵注程序施工

17、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)1交联液101.091022.20.244.554.552交联液202.24120.55552.20.249.3413.893交联液101.0010.0032.40.244.1718.06前置液4交联液101.0010.003.52.40.244.1722.221交联液131.361.213.659154.8147.445.22.40.245.6927.912交联液151.622.316.2

18、515258238.186.752.40.246.7734.683交联液202.224.022.2220344309.64102.40.249.2643.944交联液303.427.534.1625430377.621262.40.2414.2358.175交联液222.576.625.6630516442.376.62.40.2410.6968.86携砂液6交联液151.775.017.7533567.6479.7662.40.247.3976.267交联液103.511.9435602504.114.52.44.9881.23顶替液1交联液9.49.42.04.7085.93合计/平均18

19、4.418.3031.0201.5823.98410.34460.5047.5232-2.40.2485.93备注：备注： （1）低替排量以封隔器不坐封为原则； （2）模拟泵压 55MPa，模拟套管平衡压力 1025Mpa，预计气层温度山 1 层：104.01，盒 8 层：103.49； （3）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； （4）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。延699井山1+盒8层压裂施工设 计油气勘探公司天然气勘探开发部 86.7 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

20、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

21、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。6.8 液氮气举液氮气举 若放喷排液不通，根据现场作业情况进行液氮气举。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：0.5%羟丙基瓜尔胶（一级）+ 1%氯化钾

22、+ 0.5%气井助排剂 + 0.1%杀菌剂 + 0.12%Na2CO3 +0.1%温度稳定剂+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=100:510，充分混合后，用清水稀释到 50%备用。7.1.3 交联比：基液:50%耐高温（150）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 0.003%-0.005%-0.008%-0.04%-0.01%-0.02%-0.03%-0.04%-0.06%-0.03%-0.07%浓度楔型加入。延699井山1+盒8层压裂施工设

23、计油气勘探公司天然气勘探开发部 97.1.5 压裂用活性水：清水0.5%气井粘土稳定剂0.5%气井助排剂。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)原胶液用水(m3)30m3液罐(个)50%交联液(m3)2m3交联液罐(个)液氮(m3)数量57380172.42347.2.2 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511171137.2.3 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

24、kg活性水中加量kg实际用量kg准备量kg羟丙基瓜尔胶0.5190019001800气井粘土稳定剂0.50190028521852200杀菌剂0.10380380400气井助排剂0.50190028521852200碳酸钠(Na2CO3)0.12456456500气井起泡剂0.50190019002000温度稳定剂0.10380380380氯化钾1.00380038003800胶囊（LZEN）93.494过硫酸铵(APS)3750交联剂(JL-1)A 剂144014401600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

25、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）3.11.7250粉陶0.2240.4253.11.661.57.3 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699井山1+盒8层压裂施工设 计油气勘探公司天然气勘探开发部 100.2%。基液配置：每罐备水 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

26、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 63761998压裂液通用技术条件SY/T 51082006压裂支

27、撑剂性能指标及测试推荐方法SY/T 57641995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 63801998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

28、液体调整，如发现变质，必须更换，并在清罐后重新配制。延699井山1+盒8层压裂施工设 计油气勘探公司天然气勘探开发部 118.4 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

29、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。9HSE 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

30、.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699井山1+盒8层压裂施工设 计油气勘探公司天然气勘探开发部 12SY/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

31、62031996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 57271995井下作业井场用电安全要求SY/T 52252005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条排污沟，实施无污染、不落地作业。9.3.3 施工作业结束后对井场进行全面清理，剩余残液按甲方指定方式、指定地方排液。10 压裂施工中可能出现的问题及处理预案压

32、裂施工中可能出现的问题及处理预案针对压裂施工过程中可能出现的常见问题提出如下处理预案：施工压力过高问题：施工限压 70MPa，若施工过程中压力超过 45MPa，则应当适当降低施工排量，直到压力低于施工限压 70MPa 为止。砂堵问题：施工中若出现砂堵迹象，应立即采用突然提高排量后，再降低排量的震荡解堵措施，争取解除裂缝中出现的桥塞问题，若无效，则应当立即停泵，油管放喷，放喷仍无效则立即反洗井。管线刺漏问题：施工中若出现地面高压管线刺漏，则应当立即停泵，关井口闸门，放压后整改地面高压管线。封隔器问题：施工中若出现封隔器不密封，套压不断上升，则要立即停止施工，分析相关原因，制定改进措施后再进行相关

33、作业。井下管柱断脱、破裂：施工过程出现油压突降、套压突升情况，立即停止加砂，分析原因，并采取节流放喷与反洗井、打捞管柱等措施。11 资料录取与提交要求资料录取与提交要求11.1 按照要求取全取准各项压裂施工数据，压裂施工数据采集记录时间间隔为 1 秒。压延699井山1+盒8层压裂施工设 计油气勘探公司天然气勘探开发部 13裂施工结束后，将数据存盘并妥善保管。录取资料项目：施工时间、工艺方式、层位、射孔段、排量、破裂压力、工作压力、停泵压力、砂比、砂浓度、砂量（包括名称、规格） 、前置液量、携砂液量、顶替液量、液性、入地总液量、注入液氮量、关井时间、油套压力变化以及各种交联剂、破胶剂加入量等；施工员认真填写压裂施工数据汇总表 ，内容齐全，必须有每秒钟采集一个点的施工曲线和数据表（排量、施工压力、平衡压力、砂浓度、交联剂排量等） ；施工若有异常情况，要填写异常记录及所采取的措施（起止时间、砂堵压力、反洗措施、反洗排量、放喷措施、返出液量、返出砂量、管柱脱扣情况、封隔器破损情况、管柱损坏情况等） 。11.2 压裂施工结束后，施工作业队现场提交压裂施工资料，内容包括： 压裂施工数据汇总表。 压裂施工管柱结构数据。 压裂施工曲线图。 压裂施工数据磁盘。