XXX井工艺工设计

1、滇黔川天然气探区筠连区块XXX井压裂工艺设计(7+8号煤层）井别： 开发井 设 计 单 位： 项目建设单位：中国石油天然气股份有限公司 浙江油田分公司 2015年1月5日XXX井压裂工艺设计审查责任表设计单位： 设计人： （签字） 日期 设计单位复核意见： （签字） 日期 设计单位审查意见： （签字） 日期 浅层页岩气项目经理部技术组审核意见（签字） 日期浅层页岩气项目经理部审批意见（签字） 日期目 录一、施工目的、设计依据及基础数据3（一）施工目的3（二）以往的措施情况及生产情况3二、施工准备7（一）井筒、井口及施工管柱的准备7（二）工具、材料的型号、规格、数量要求8（三）工作液体系的配制、

2、工具管柱的安装准备8（四）施工设备和地面系统的要求与准备8（五）其他特殊要求与准备8三、施工工序及设计参数9（一）施工工序9（二）配液及备料10（三）压裂工艺设备准备11（四）压裂工艺11（五）设计参数13四、安全环保及有关要求15五、井控要求17六、风险识别及对策18七、本设计执行的标准、规定和规程19八、XXX井水力压裂管柱示意图20一、施工目的、设计依据及基础数据（一）施工目的为充分了解四川台坳川南低陡褶带沐爱向斜目的层乐平组含油气性与产能情况，根据XXX丛式井组钻井地质设计，确定对乐平组C7+C8层（610.6623.9 m，5.4m/5层）进行射孔加砂改造压裂投产。1、通过压裂改造煤

3、层，有效地将煤层天然裂隙系统与井孔连通起来；2、解除井眼附近因钻井、固井可能造成的储层污染，增加产气能力；3、通过压裂后排采，进一步认识煤层气储层特征。（二）以往的措施情况及生产情况该井为新井压裂投产，无井史。（三）设计依据设计依据：1、XXX丛式井组钻井地质设计。2、Q/SY1142-2008井下作业设计规范。3、SY/T6690-2008井下作业井控技术规程。4、浙江油田公司井下作业井控实施细则（第二版）。设计思路：1、根据地质设计要求，为保证目的层获得理想的改造效果，本次施工应以控制缝高，大排量施工，使裂缝充分开启，并得到有效的支撑；加砂过程中如压力正常可直接施工，砂比提升台阶跨度可相应

4、提高，如中期加砂困难可保持一定砂比，待稳定后继续施工，使压开后储层得到很好的支撑，后期视压力情况，如压力升高较快可降档顶替，如正常可降排量蹩压顶替，根据地质资料模拟和综合分析优化设计。2、施工时选用活性水压裂液PH值控制在6-7。3、本井采用前置段塞注入技术，保证多层裂缝充分起裂，降低孔眼摩阻。4、采用小台阶下逐级提升砂浓度模式，实现近线性加砂，确保泵注过程中支撑剂在裂缝中的浓度能够平稳增加，降低施工风险，提高支撑效率。（四）基础数据4.1、XXX井概况滇黔北昭通国家级示范区XXX丛式井组，位于四川省筠连县沐爱镇骑龙村（图1-1）。XXX井的井口坐标为：X=3103616m，Y=1846784

5、8m，地面海拔H=482m。井场距筠连县政府所在地的直线距离21km，距离沐爱镇所在地的直线距离为3 km，交通较方便。图1 XXX丛式井组自然地理及交通位置图图2 XXX井组乐平组C8底界构造图图3 XXX井组井口与靶点方位图表1 钻井基本数据井别开发井井型定向井人工井底m669.80地理位置四川省筠连县沐爱镇骑龙村构造位置四川台坳川南低陡褶带沐爱向斜地面海拔m482目的层乐平组完钻层位乐平组(P2l)井口坐标靶点坐标YXYX18467848.23103616.4184677203103770最大井斜数 据斜率25.94射孔液类 型清水深度m540密度g/cm31.00方位320.43液面深

6、度m井口套管外径mm139.7壁厚mm7.72钢级N80套管下深m681.8补心高m 3.45磁偏角-2.32射孔方式电缆射孔设计井深m671固井质量合格水泥返高m162完钻井深m689完井方式套管射孔压裂完井图4 XXX井井筒示意图4.2、XXX井测井解释结果本井乐平组主力煤层7+8号煤层发育；根据区域情况，本次主要对7+8号煤层作为压裂主层。表2 测井解释成果 图5 XXX井综合测井图二、施工准备（一）井筒、井口及施工管柱的准备1、井筒内目前管柱：无。2、井口：700采油井口一套。3、施工管柱见附图。（二）工具、材料的型号、规格、数量要求1、下井工具序号工具名称规格型号长度外径内径数量/件

7、准备单位1通井规114mm-1.8m114mm1作业队2-2、施工材料压裂液配方：0.5%煤粉分散剂+1%氯化钾+0.05%杀菌剂序 号名 称 及 代 号备 料 量 提供单位1杀 菌 剂 kg375国勘石油2KCl kg7500国勘石油3煤粉分散剂 kg3750国勘石油420/40目石英砂 m331.4国勘石油550/100目粉砂m31.8国勘石油备 注：配置的压裂液有1020%的余量，供备现场调整设计使用。（三）工作液体系的配制、工具管柱的安装准备1、备料要求：名称型号数量准备单位压裂井口700型采油树1个作业队73mm N80外加厚油管满足施工要求作业队2、配液要求：（1）所有材料必须有合

8、格证，且符合中石油相关的技术质量标准的要求。（2）各种添加剂按顺序，依照压裂液的配置要求进行配置。（四）施工设备和地面系统的要求与准备修井设备满足要求的修井机；400水泥车一部；2000型压裂机组一套。（五）其他特殊要求与准备根据该井的地理位置、现场环境做好相关井控工作。三、施工工序及设计参数（一）施工工序11、搬迁作业动力搬迁到位后，按开工验收标准由井下作业监督进行开工验收。1.2、安装井口安装700简易采油井口，测算油补距。1.3、通井、替浆、洗井下114mm1.80mm通井规+73mm外加厚油管限速通至人工井底，上提管脚到水泥塞面以上1-2m，清水大排量反循环替出井筒内的泥浆并洗井至进出

9、口水质一致。井口加压20MPa对水泥塞试压，观察30min压降小于0.5MPa为合格。加压20KN复探人工井底。1.4、射孔对XXX井四川台坳川南低陡褶带沐爱向斜目的层乐平组电缆传输射孔，射孔采用102枪127弹，孔密16孔/m，相位角60，发射率大于95%。表6 XXX井射孔数据表序号层号层位射孔井段m厚度m孔数(个)备注1C7P2l610.6-612.31.727节箍：616.412C8616.7-617.40.7113C8618.3-619.10.8134C8621.5-622.30.8135C8623.2-623.80.610合计4.674说明及要求：射孔方式为电缆射孔。射孔参数：射孔

10、型号127弹，102枪，16孔/m, 60相位角，螺旋布孔。射孔前必须做好防喷准备，连接放喷、压井管线。射孔前后均需测自然伽玛和磁性定位曲线，以校正射孔深度，深度误差小于0.2m。起射孔枪，并检查射孔质量，若不合格则联系补孔。1.5、井口及管柱要求（1）井口采油树要用绷绳拉紧，地面高低压管线固定牢靠，避免高压大排量泵注时发生晃动，产生安全隐患。施工前井口必须接好地面的节流放喷管线，安全措施按试油操作规程执行。（2）入井管柱和井下工具入井前必须经甲方监督检查合格后方可入井，确保施工管柱安全可靠。（3）入井油管丝扣必须清洁，油管与油管连接前油管丝扣涂密封脂。（二）配液及备料2.1、配液要求（1）所

11、有配液罐、配液车应认真清洗，确保干净无污染物和杂质，无泄漏。（2）提前按设计在配液罐备足符合压裂液配制条件要求的清水。（3）配液时现场要准确记录用水量及各种添加剂量，要求配制的液体粘度与设计相差不超过0.5%。（4）配液过程中随时检测液性、PH值，以便及时调整配制。（5）配制压裂液，应先将材料缓慢加入水中循环，让其溶解（30min），由现场技术人员同意后再加入其它添加剂，然后缓慢循环均匀，并进行质量测定。2.2、备料要求（1）运往现场的各类添加剂必须有合格证，并且包装无损。（2）材料在运输过程中保持干燥。（3）配液用水要求符合压裂液配制条件要求，水质PH值在67之间，固体含量小于0.01%，不

12、含各类腐生菌。（4）清点配液用水量和添加剂数量，确保配液质量。表7 压裂材料备料7+8煤750m3序 号名 称 及 代 号备 料 量 提供单位1杀 菌 剂 kg375国勘石油2KCl kg7500国勘石油3煤粉分散剂 kg3750国勘石油420/40目石英砂 m331.4国勘石油550/100目粉砂m31.8国勘石油备 注：配置的压裂液有1020%的余量，供备现场调整设计使用。（三）压裂工艺设备准备1、混砂车、管汇车、仪表车各1台；压裂车5台（其中1台备用）；60方罐（供液750方）13个；支撑剂罐车3台。2、接好硬放喷管线，并固定可靠（接反洗井管线）。3、清洁所有拉水罐车和大罐，必须保证大罐

13、和拉水罐车干净无杂质。4、砂罐车装运支撑剂前，认真检验支撑剂。5、尽早将现场施工使用的比例泵规格提供给甲方和设计方。6、压裂队施工前做好一切车辆设备的检修维护工作，确保压裂车、混砂车等有效上水。7、支撑剂罐车装运不下的支撑剂，请提前组织好人力，按照设计要求，准备在压裂工艺中在低砂比段时将其加入。（四）压裂工艺4.1井控要求1）施工队伍必须具有相应的资质，并且井控证、司钻证等各种特种作业证件齐全。2）施工过程中严格执行浙江油田公司井下作业井控实施细则。3）防喷器、防喷阀门等必须试压合格，并有试压记录。4）压裂井口的提供单位，必须认真检修、试压按石油与天然气井下作业井控管理实施细则相关要求执行。装

14、压裂井口时，重新检查井口各部位装置的灵活性和牢固性。采用KQ65-70压裂井口，压裂井口承压要大于试泵最高压力。5）做好防火、防爆、防喷、防油气泄漏、防滑、防挤伤、防高空落物等预防措施。6）作业过程中严禁空井筒或长时间井筒无井控措施而停止施工，静置时间超过8h，要对压力表进行严密监测。7）该井钻井过程中未发现出H2S气体，但作业过程中要做好H2S气体检测及预防工作，并做好记录。8）高压管汇、管线、井口装置等部位发生刺漏，应在停泵、关井、泄压后处理，不应带压作业。10）井场周围内注意居民住宅、学校、厂矿等环境敏感区域。4.2压裂工艺要求4.2.1压裂工艺前准备要求（1）施工前高压管汇试压50MP

15、a，稳压5min，不刺不漏为合格。（2）支撑剂、压裂液及压裂液罐数量均严格按设计备料表执行。（3）压裂液罐、配液车、泵及管线等设备必须清洗干净，无残酸、残碱、残菌、铁锈、油污及其他机械杂质。配液用水必须清洁，符合注入水标准。（4）按设计严格配制压裂液，保证现场配制的压裂液性能达到设计要求，压裂酸化中心负责现场测试。4.2.2压裂工艺中要求（1）施工时由指挥人员统一指挥，各施工单位、施工人员岗位分工明确。（2）压裂工艺每道工序严格按设计参数执行，并准确记录井口压力、施工瞬时排量、瞬时砂液比、累计用量、加砂量、施工时间等数据，施工中必须保持排量连续，砂比增加尽量采用线性递增方式，施工后由施工队提交

16、全部原始记录图表及电子版数据。（3）施工时若发生特殊情况，应由施工领导小组及时商议，果断处理。（4）泵注顶替液时，应避免出现过顶替。4.2.3压裂工艺后要求（1）停泵后测压60min后关闭井口阀门，拆卸管汇管线。（2）井口视具体情况安装16MPa或25MPa套压表，跟踪记录压降情况，并交由采气厂实施下步放喷工序。（3）控制放喷要求按照浙非常规函字201237号关于筠连地区煤层气井压后放喷工作制度调整的通知进行，主要内容如下： a)对于渗透性好，压降正常的井，压后放喷起至2MPa自然扩散不超过10d的井，压降自然扩散至2MPa，用2mm油嘴放喷，每天放喷液量不超过10m3/d，压降不超过0.5M

17、Pa/d。 b)放喷时间超过10d的井，以闭合应力为依据确定，即压力自然扩散至闭合压力40%，采用2mm油嘴放喷，每天压降不超过0.5MPa/d，每天液量不超过8m3/d。考虑现场可操作性，此处压力指的是井口压力，由于煤层非弹性和自身裂缝发育，其裂缝“开启”和“闭合”不是突变过程而是渐变的过程，故将压后24h的井口压力数值作为煤层闭合时井口压力。 c)对于地层渗透率较差或游离气的影响的井，个别放喷时间超过20d的井，自然扩散未降至闭合压力40%以下，这类井超过20d后开始放喷，用2mm油嘴控制，每天液量不超过6m3/d。4.3压裂处理预案为了充分预见可能出现的异常情况和圆满完成本次压裂工艺，实

18、现获得最大油气产能的改造目标，制定以下措施作业方案，作为现场施工时对施工作业参数的控制依据。1）施工砂堵的处理预案施工砂堵：立即停泵，用2mm油嘴控制放喷，放通后，用压裂车返洗井。洗通后，再试挤，如压力正常，再正常加砂。2）施工中异常情况的处理预案（1）压力上升过快（通常净压力与时间双对数曲线斜率大于1）或压力急剧下降：停止加砂，开始顶替。（2）井口或地面管线漏：立即停泵，关井口闸门，整改后重新施工，如是注前置液阶段，前置液量要适当多打；如是加砂阶段，则开始顶替，如已无法顶替，则用油嘴控制放喷。（五）设计参数5.1、基本参数表8（7+8号）煤层设计参数及加砂方案施工排量 m3/min5.07.

19、5支撑缝长 m66.2前置液量m3240动态缝长 m76.6携砂液量 m3460缝 高m15.6顶替液量 m39支撑剂量 m333.2总 液 量 m3709平均砂液比 %7.22 图7 裂缝剖面5.2、压裂泵注程序压裂顺序：XXX-4井、XXX-2井、XXX-5井、XXX-1井和XXX-3井。施工泵注程序表 XXX井煤层压裂施工泵注程序表程 序液体名称排量m3/min液量m3砂比砂量m3累计砂量m3时间min累计时间min累计液量m3备 注前置液 m3活性水73000.0 0.0 4.3 4.3 30.0 73000.0 0.0 4.3 8.6 60.0 73030.9 0.9 4.3 12.

20、9 90.0 50/100目粉砂73000.0 0.0 4.3 17.1 120.0 73000.0 0.0 4.3 21.4 150.0 50/100目粉砂73030.9 1.8 4.3 25.7 180.0 240.0 76000.0 0.0 8.6 34.3 240.0 携砂液 m3活性水73030.9 2.7 4.3 38.6 270.0 20/40目石英砂76031.8 4.5 8.6 47.1 330.0 73030.9 5.4 4.3 51.4 360.0 73051.5 6.9 4.3 55.7 390.0 76053.0 9.9 8.6 64.3 450.0 73072.1

21、12.0 4.3 68.6 480.0 73072.1 14.1 4.3 72.9 510.0 73092.7 16.8 4.3 77.1 540.0 76095.4 22.2 8.6 85.7 600.0 740114.4 26.6 5.7 91.4 640.0 730113.3 29.9 4.3 95.7 670.0 460.0 730113.3 33.2 4.3 100.0 700.0 顶替液m3活性水7900.0 1.3 101.3 709.0 101.3 709.0 测压降停泵测压降30.0 131.3 709.0 合 计累计液709.0 砂比平均7.22 加砂量33.2 备注1)根

22、据施工压力情况，泵注排量控制在5.07.5m3。2) 如果滤失过高，增加50方前置液，后期无法提高砂比至设计值，则后期砂比控制在10以内3) 顶替液阶段采用“逐台停车”的方法降低顶替排量4）按设计要求,严格控制顶替量，施工限压50MPa5）携砂液注入时保持连续注入，确保整体施工的连续性。四、安全环保及有关要求1施工作业前的安全要求（1）由井下作业公司和试油队分别制定施工安全预案、HSE作业计划书、HSE作业指导书；设置风向标，确立逃生路线和集合点。（2）压裂工艺队应制定施工组织方案、应急预案以及人员的救护和撤离措施。施工前，现场由甲方或甲方代表召开所有施工作业人员参加的安全会，进行安全教育；各

23、参加施工单位要对具体施工人员进行技术交底，在工艺、复杂、安全等处理措施达成一致后才能开始施工。(标准SY6443-2000 5.3.4和5.3.1)（3）施工作业车辆、液罐应摆放在井口上风方向，各种车辆设备摆放合理、整齐，保持间距，并留出安全撤离通道；其它车辆应停放在上风方向距井口20m以外。(标准SY6443-2000 5.2.4)（4）井口放喷管线用硬管线连接，分段用地锚固定牢固，两固定点间距不大于10m，管线末端处弯头角度应不小于120，且不得有变形。(标准SY6443-2000 5.2.7)（5）放喷管线与井口出气流程管线应分开避开车辆设备摆放位置和通过区域。(标准SY6443-200

24、0 5.2.8)（6）天然气出口点火位置应在下风方向，距井口50m以外。(标准SY6443-2000 5.2.9)（7）井口必须硬支撑固定牢靠。(标准SY6443-2000 5.2.5)（8）井场区内严禁烟火，备齐各种消防器材，及时清除易燃，易爆品。(标准SY6443-2000 5.2.12和5.2.13)（9）以施工井井口10m为半径，沿泵车出口至施工井井口地面流程两侧10m为界，设定为高压危险区。高压危险区使用专用安全警示线（带）围栏，高度为0.8-1.2m。高压危险区应设立醒目的安全标志和警句。(标准SY/T6566-2003 7.7)（10）加强安全检查，施工前对地面流程、受压容器、消

25、防设备、提升设备和电力系统应严格进行全方位检查，发现问题及时整改。2施工作业中的安全要求（1）施工中，不许无关人员进井场，非工作需要施工作业人员严禁进入高压区。(标准SY6443-2000 5.3.3)（2）施工现场设立安全警戒区，并由压裂队派专人负责施工区外安全警戒。（3）各工序严格按其操作规程，技术标准及设计要求进行施工。关键工序及岗位有专人负责，确保施工质量，严禁违章作业。各岗人员必须严守岗位，注意力集中，服从统一指挥。(标准SY6443-2000 6.7)（4）现场有关人员应配戴无绳耳机、送话器，及时传递信息，保证现场施工指令顺畅下达。(标准SY6443-2000 6.6)（5）操作人

26、员应密切注意设备运行情况，发现问题及时向现场施工负责人汇报。(标准SY6443-2000 6.7)（6）高压管汇、管线、井口装置等部位发生刺漏，应在停泵、关井、泄压后处理，不应带压作业。(标准SY6443-2000 6.9)（7）混砂车、液罐供液低压管线发生刺漏，应采取措施，并做好安全防护。(标准SY6443-2000 6.10)（8）施工作业人员进入施工作业现场应穿戴相应的劳动安全防护用品，严禁违章作业。(标准SY6443-2000 5.3.2)（9）现场施工人员身体出现异常者不得带病坚持施工，施工期间现场配备值班医生，并配备相应的药品及医疗器具。3施工作业后的安全要求（1）按设计要求装好油

27、嘴，观察套管压力，控制放喷。(标准SY6443-2000 7.1)4环保要求（1）环保目标要求严格执行环保法规，废液达标排放，严禁对环境造成污染。（Q/SHS0001.2-2001 4.6.35.2(f)和4.6.35.6(f)）（2）杜绝使用任何对环境有重大影响的有害物质。（3）井场内严禁洒、滴、渗漏液体。配制液体时，严禁液体外溢、滴漏等现象对井场场地的污染；在倒换液体管线时，用容器盛接，避免管线内液体洒、滴至井场地面；添加药品后，不能将盛装药品的桶倒放，以免残余药品外流。（4）严禁废液对环境造成污染。现场应将返出井筒的液体装入污水罐，及时清运至处理站。(标准SY6443-2000 7.4)

28、（5）施工结束后对井场（作业区域）进行全面清理，将生活垃圾、药品包装袋、废旧胶皮、桶、塑料袋等进行分类收集、登记，并按要求统一堆放处理；做到现场整洁、无杂物，地表土无污染。(标准SY/T6566-2003 7.16)五、井控要求1）施工队伍必须具有相应的资质，并且井控证、司钻证等各种特种作业证件齐全。2）施工过程中严格执行浙江油田公司井下作业井控实施细则。3）防喷器、防喷阀门等必须试压合格，并有试压记录。4）压裂井口的提供单位，必须认真检修、试压按石油与天然气井下作业井控管理实施细则相关要求执行。装压裂井口时，重新检查井口各部位装置的灵活性和牢固性。采用KQ65-70压裂井口，压裂井口承压要大

29、于试泵最高压力。5）做好防火、防爆、防喷、防油气泄漏、防滑、防挤伤、防高空落物等预防措施。6）作业过程中严禁空井筒或长时间井筒无井控措施而停止施工，静置时间超过8h，要对压力表进行严密监测。7）该井钻井过程中未发现出H2S气体，但作业过程中要做好H2S气体检测及预防工作，并做好记录。8）高压管汇、管线、井口装置等部位发生刺漏，应在停泵、关井、泄压后处理，不应带压作业。10）井场周围内注意居民住宅、学校、厂矿等环境敏感区域。六、风险识别及对策序号风险名称削减风险措施应急措施1人员机械伤害规范操作，加强巡视、远离高压区、禁止人员正对管线或闸阀出口立即现场施救，送最近医院抢救2高空滑落、坠落高空作业

30、必须佩戴安全带立即现场施救，送最近医院抢救3用电安全专业电工操作、井队供电协助立即现场施救，送最近医院抢救4添加剂、液体伤害防护用品齐全并严格佩带、劳保穿戴整齐、严格按标准及液体设计要求操作迅速脱离现场至空气新鲜处，用大量水冲洗；严重者立即送最近医院抢救5人员疾病准备随队医生、备齐急救药品立即现场施救，送最近医院抢救6高压管线高压阀件刺漏、爆裂设备保养准备必须到位，接管线时检查更换端面盘根，弯头等阀件必须在基地完成换盘根和注密封脂的工作，高压区非岗人员禁止入内。停止施工、切断压力源、卸压后整改7压裂车故障配备备用压裂车、动修人员现场待令关闭车后流程，切断压力源，卸压后组织抢修；视情况决定是否暂停施工8仪表采集、资料录取故障保证稳定供电，采集系统提前检测立即抢修，视情况采用人工记录9砂堵充分论证施工参数、保证压裂车工作正常、降低砂浓度、提前顶替紧急恢复采油树及放喷流程，若地层能量不能将砂返排，则上连续油管正循环冲砂10施工过程中有超压趋势尽量防止超压，以免在加砂过程中砂堵降低排量的同时降低砂浓度11套管头出故障安装套管保护器在施工的时候提前安装套管保护器12注液端出故障安装多路进液采用多路进液，可以在一路发生故障时倒换到另外一路进液13