Q∕SY 01012-2017 油气藏型地下储气库注采完井设计规范

1、Q/SY中国石油疏气詡饲企业标准Q/SY 010122017油气藏型地下储气库注采完井设计规范Specification for completion design of injection & production wellin hydrocarbon reservoir underground gas storage2017-06-28 发布2017 -09-15 实施中囯石油天然气集团公司发布Q/SY 010122017Q/SY 010122017目 次 TOC o 1-5 h z 前ni細12规范性引用文件13术语和定义14设计基本原则25设计资料要求26注采完井方案设计27井控设计5

2、8健康、安全和环境保护 5附录A （资料性附录）注采工艺设计参数表Q/SY 010122017Q/SY 010122017本标准按照GB/T 1.1-2009标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写给出的规则 起草。本标准由中国石油天然气集团公司标准化委员会勘探与生产专业标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司采油工程研究院、中国石油天然 气股份有限公司新疆油田分公司工程技术研究院、中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司工 程技术研究院。本标准主要起草人：丁建东、薛承文、何轶果、裴宗贤、张国红、汪传磊.杨永祥、张亚明、 赵卫峰、荣伟、刘靓雯、

3、潘众、李华彦。Q/SY 010122017 Q/SY 010122017 油气藏型地下储气库注采完井设计规范1范围本标准规定了油气藏型储气库注采井及监测井完井设计的基本原则、资料要求、方案设计内容、 井控设计要求及健康、安全、环境要求。本标准适用于油气藏型储气库注采完井方案设计和工程设计。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GBAT 22513石油天然气工业钻井和采油设备井口装置和采油树SY/T 5727井下作业安全规程SY/T 6276石油天然气工业健康、

4、安全与环境管理体系SY/T 6616含硫油气井钻井井控装置配套、安装和使用规范SYfT 6805油气藏型地下储气库安全技术规程Q/SY 1002.1健康、安全与环境管理体系 第1部分：规范Q/SY 1553井下作业井控技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1油气藏型储气库 hydrocarbon reservoir underground gas storage利用封闭的油气藏构造改建成储存天然气的地下储气库。3.2注采井 injection & production well用于地下储气库注气和采气的井。3.3采气井 production well用于从地下储气库采气的井。3.

5、4排液井 discharge well用于排出地下储气库地层中液体的井。监测井 monitoring well用于监测地下储气库运行状况的井。井口装置 well head用于地下储气库生产的采气树及油管头。4设计基本原则 4.1满足最高注采气量以及周期性注采压力、温度、产量等参数的要求。4.2满足储气库长期生产运行的要求。4.3推荐采用安全可靠、工艺简单、技术成熟的工艺技术。4.4优化方案设计，降低建设和生产运行成本。4.5符合国家法律法规、行业相关标准规范，满足健康、安全及环境保护要求。5设计资料要求 5.1油气藏地质数据应包含但不限于以下内容油气藏类型、地质概况、储层物性、流体参数、历史

6、生产数据等参数。5.2建库设计参数应包含但不限于以下内容产能方程、库容量、工作气量、注气量、采气量、运行 压力等参数。5.3钻井完井数据应包含但不限于以下内容井身结构、井眼轨迹、水泥返深、套管规格等参数。 6注采完井方案设计6.1参数设计6.1.1生产系统节点分析单井产能与地层压力、油管尺寸、井口压力的关系分析，分析数据参见表A.1填写。6.1.2冲蚀能力分析单井冲蚀产量与油管尺寸、井底压力的关系分析，分析数据参见表A.2填写。 冲蚀计算公式推荐：ve=C/5式中：v临界冲蚀气流速，m/s ；Pm气体密度，kg/m3 :C冲蚀系数，kg/ (s2-m) 05,推荐取值方法见表1。表1冲蚀系数推

7、荐取值表工作和环境条件Ckg/ (s2.m)】0,5连续工作保守值120间歇工作保守值150应用抗蚀合金钢或防腐剂连续工作180 240应用抗蚀合金钢或防腐剂间歇工作3006.1.3携液能力分析单井携液产量与油管尺寸、井底压力的关系分析，分析数据参见表A.3填写。 携液能力计算推荐Turner公式：Vcnt-T =1-式中：PL液体密度，kg/m1 ;pc气体密度，kg/m3 :a气液之间的界面张力，N/m ；vcril_TTurner模型临界流速，m/s。临界携液系数r根据储层地层水渗流规律确定，一般取值为1.8 5.5。6.1.4井口温度压力预测注气、采气时并口压力.温度预测，预测数据参见

8、表A.4填写。6.2注采管柱设计6.2.1油管设计6.2.1.1油管尺寸选择应满足在最大调峰气量时不发生冲蚀，在最小调峰气量可以携液的要求。6.2.1.2油管钢级选择应满足完井管柱在长期周期性交变温度、压力变化下管柱安全的要求。6.2.1.3油管壁厚选择应满足完井管柱强度的要求，完井管柱强度设计参见表A.5和表A.6填写。6.2.1.4油管材质选择应满足流体介质腐蚀环境要求。6.2.1.5油管连接螺纹应选择气密封螺纹，并进行气密封检测。6.2.1.6油管设计应满足后期作业的要求。6.2.2管柱结构设计6.2.2.1注采管柱应实现自动关井。6.2.2.2注采管柱应实现循环压井，保证井控要求。6.

9、2.23注采管柱宜保持尺寸一致的内通径。6.2.2.4与油管配套工具应选择较大的内径。6.2.2.5注采管柱配套工具材质应与油管材质相一致或高于油管材质。6.2.2.6注采管柱应配套井下安全阀、封隔器，依据实现功能的不同可以选配相应的工具，如循环滑 套、管柱锚定器、坐封工作筒、测试仪表座等。6.2.2.7永久式封隔器完井管柱适用于注采井。6.2.2.8永久式封隔器完井管柱推荐结构（自上而下）：油管挂、安全阀、循环滑套、锚定密封、永 久式封隔器、磨铣延伸筒.坐封工作筒、筛管、测试仪表座等。6.2.2.9可取式封隔器完井管柱适用于监测井和老井再利用的井。6.2.2.10可取式封隔器完井管柱推荐结构

10、（自上而下）：油管挂、安全阀、循环滑套、安全接头、可 取式封隔器、坐封工作筒、筛管、测试仪表座等。6.2.2.11射孔一完井一测试联作完井管柱适用于低压储层射孔完井的井。6.2.2.12射孔一完井一测试联作完井管柱推荐结构（一）（自上而下）：油管挂、安全阀.循环滑套、安全接头、可取式封隔器、坐封工作筒、筛管、减震器、点火装置.射孔枪等。6.2.2.13射孔一完井一测试联作完井管柱推荐结构（二）（自上而下）：油管挂、安全阀、循环滑套、锚 定密封、永久式封隔器、磨铳延伸筒、坐封工作筒、筛管、丢手工具、减震器、点火装置、射孔枪等。6.2.2.14封隔器下入位置推荐选择在盖层井段内或固井质量优质段。6

11、.2.2.15井下安全阀下入深度宜距井口 80m 200m。6.2.3管柱受力分析6.2.3.1注采管柱受力分析应根据注采运行工况及参数进行分析。6.23.2注采管柱受力分析应包含但不限于以下节点：坐封状态、注气状态、采气状态、解封状态。 受力分析时应考虑环空保护液漏失、油套环空带压等影响因素。6.23.3完井管柱应进行三轴、抗拉、抗内压和抗外挤强度校核。6.23.4井下工具及配套附件的抗内压、抗外挤和抗拉强度应大于或等于管柱强度。6.3井口装置选型6.3.1井口装置设计应满足温度、压力、配产、腐蚀性介质等工况条件以及安全和使用功能的要求。6.3.2井口装置压力级别应依据井口预测最高运行压力选

12、择。63.3井口装置温度级别应依据井口预测最高温度和地面环境温度选择。63.4井口装置材料级别应依据流体组分、温度压力等腐浊因素分析选择。6.3.5井口装置性能级别应依据GB/T 22513执行。6.3.6采气树结构设计应依据注采井、监测井的使用要求和安全要求配置，注采井采气树应采用双主 阀双翼阀结构，监测井采气树可根据监测要求和安全要求选用双主阀单翼阀结构。6.3.7井口采气树主通径与生产管柱配套，主阀门内通径尺寸及油管挂内通径尺寸应不小于油管内径尺寸。6.3.8井口采气树应配备井口安全阀，井口安全阀宜安装在翼阀上。6.3.9井口采气树翼阀、油管头翼侧、顶阀及各级套管环空应安装监测压力表。6

13、.4安全控制系统设计6.4.1 基本要求6.4.1.1在发生火灾情况下，可自动关井。6.4.1.2在井口压力异常时，可自动关井。6.4.1.3在井口装置遭到破坏时，可自动关井。6.4.1.4在工作需要时，可就地或远程关井。6.4.1.5能够实现有序关井。6.4.2安全控制系统组成6.4.2.1安全控制系统主要由井下安全系统、井口安全系统和安全控制柜等组成。6.4.2.2井下安全系统包含井下安全阀、安全阀控制管线、压力表等。6.4.2.3井口安全系统包含井口安全阀、高低压导阀、易熔塞、紧急关断阀和压力表等。6.4.2.4安全控制柜包含井下安全控制集成、井口安全控制集成、系统控制集成等。6.4.3

14、安全控制系统设计6.4.3.1安全控制系统应每口单井具有独立控制系统，同一井场具有联合控制功能。6.43.2安全阀应为无外援自力式关闭控制。在井场断电情况下，可自动控制关闭安全阀。6.43.3安全控制应设置单井就地开关控制、中心控制室远程关断控制、井场逃生应急总关断控制。6.43.4井下安全阀与井口安全阀应有序开关。关闭时应先关闭井口安全阀再关闭井下安全阀，打开 时应先打开井下安全阀再打开井口安全阀。6.43.5高低压导阀宜靠近井口生产管线。6.43.6易熔塞安装在与采气树顶部高度相同的位置。6.4.3.7井口安全阀宜安装在采气树翼阀外侧与地面生产管线相连接的一端。6.43.8安全控制柜应距离

15、井口 3m以上，箱体防护等级不低于1P65,单井操作盘防护等级不低于 1P55。6.5监测井完井管柱设计6.5.1监测井完井管柱设计应根据监测目的的不同分类进行设计。6.5.2储层内监测井完井管柱应包含封隔器和井下安全阀。6.5.3永久式连续监测应根据储层具体情况可从毛细管压力监测系统、分布式光纤监测系统、电子压 力计监测系统等中选择。6.5.4定期监测完井管柱宜配置测试仪表座。6.6环空保护介质设计6.6.1针对油管与套管环空的腐蚀，应进行腐蚀行为分析和管柱力学分析，优选环空介质。6.6.2水基环空保护液腐蚀速率应小于0.076mm/年。6.6.3油基环空保护液可选择符合生产要求的柴油或白油

16、。6.6.4推荐在油套环空上部100m - 200m注入氮气。6.7水合物预测与防治6.7.1应进行水合物预测，计算不同压力下水合物的形成温度，预测参考表A.7填写。6.7.2应制定防止水合物生成的措施和形成以后的治理办法。7井控设计井控设计按 SY/T 5727, SY/T 6805, SY/T 6616, Q/SY 1553 的规定执行。8健康.安全和环境保护注采完井设计中的健康、安全和环境管理体系按SY/T 6276和Q/SY 1002.1的规定执行。附录A（资料性附录）注采工艺设计参数表注采工艺设计参数表格式见表A.1至表A.7O表A.1不同规格油管采气能力分析表地层压力，MPa井口压

17、力，MPa合理采气量，lWmVd油管规格278in3/2in4*/2in表A.2不同规格油管的冲蚀产量地层压力，MPa单井日产油，t单井日产水，m3临界冲蚀产量，lWmVd油管规格27，in372in4*/2in表A.3不同规格油管的携液产量地层压力，MPa单井日产油，t单井日产水，m临界携液产量，lWmVd油管规格27/gin3*/2in4V,in表A.4注采井口温度压力预测表项目注气采气初期末期初期中期末期地层压力，MPa井底压力，MPa产（注）气量，单井日产油，t单井日产水，m井口压力，MPa井口温度，表A.5注采管柱受力分析一览表油管钢级壁厚，mm公称直径，mm单位质量，kg/m受力分析最大伸缩量，m最大螺旋弯曲长度，m深度，m轴向力，MPa外挤力，MPa内压力，MPa深度，m安全系数抗拉抗内压三轴管柱安全性评价表A.6注采管柱强度设计一览表钢级公称直径 mm壁厚mm单位质量 kg/m极限载荷允许下入深度，m5，MPaMPas,