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红河118井长9油层压裂试油施工设计

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分段压裂 压裂优化设计 采油工程 气藏压裂
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甘肃省镇原 县 红河 118 井 长 9 油层 压裂 试油 施工设计 中国石油化工股份有限公司华北分公司 二 O 一 二 年 二 月 二十九 日 甘肃省 镇原 县 红河 118 井长 9 油层 压裂 试油 施工设计 设计单位:中国石化华北分公司工程技术研究院 设计 人 : 初 审 人: 审 核 单位 : 华北分公司 工程技术处 审核 人 : 审 批 人: 中国石油化工股份有限公司华北分公司 二 O 一二年二月二十九日 目 录 一、基本数据 ................................................ 1 二、 关要求与井控安全提示 .............................. 3 三、地质要求 ................................................ 4 四、试油施工程序与要求 ...................................... 4 五、压裂方案设计 ............................................ 7 六、施工程序与要求 ......................................... 11 七、资料录取与提交要求 ..................................... 11 八、井控、 技术安全要求 ............................... 13 红河 118 井长 9 油层压裂试油施工设计 2012 一、基本数据 1、钻井基本数据见表 1 表 1钻井基本数据表 钻井队 中原钻三 40720 地理位置 甘肃省泾川县红河乡吴家村二方湾组 井 别 评价井 构造位置 鄂尔多斯盆地天环向斜南部 井口坐标 X: : Y: 面海拔 (m) 计井深 (m) 心坐标 X: Y: 联入 (m) 钻井深 (m) 钻日期 钻日期 工井底( m) 钻 层 位 三叠系延长组长 9油层组 靶心位移 固井质量 合格 造斜点 数据 深度 ,m 最大井斜 数据 深度 ,( m) 位 ,( º) 方位 ,( º) 斜率 ,(º/10m) 斜度 ,( º) 身 结 构 钻头 套管 头 套管 管 程 序 尺寸 (钢级 壁厚 (下入深度 (m) 双级箍位置( m) 水泥返高 ( m) 出地高 (m) 表 套 55 地面 0 油 套 80 130 位 短 节 尺寸 (钢级 下深( 80 定位 短节 位置: 的层附近套管接箍数据 ( m) (由磁定位曲线读出) 河 118 井长 9 油层压裂试油施工设计 2012 图 1红河 118 井长 9 油层固井质量图 2、录井岩性和油气显示情况 无 3、测井解释数据 本井由中国石化集团华北石油局数字测井站采用 仪 器测 井,测井解释数据见表 1图 1 红河 118 井 长 9 油 层测井解释成果图 。 表 1红河 118 井长 9 油层测井解释数据表 层位 测量深度 (m) 视厚度(m) 自然伽马(电阻率(Ω·m) 声波时差(μs/m) 补偿中子(%) 密度(g/泥质含量(%) 孔隙度(%) 渗透率(10解释 结论 长9 5 2 隙含油层 4、射孔数据 深度 m 自然伽马 0…… 200 磁定位 波幅度 % 0… .密度 200……… 2000 第一胶结面 第二胶结面 解释结论 红河 118 井长 9 油层压裂试油施工设计 2012 射孔数据见表 1 表 1红河 118 井长 9 油层 射孔 数据表 图 1红河 118 井长 9 油层测井解释成果图 二、 关要求与井控安全提示 1、现场施工设计须符合中石化 理体系要求; 2、 根据 镇泾区块红河 42 井试油 层段流体数据分析 该井不含有 体; 3、根据对镇泾区块红河 105 井长 8、红河 108 井长 6 油气层压力数据统计,本地区属于低压范畴(红河 105 井长 8试成果 红河 108 井长 6试成果 压力系数为 地层压力系数小于 1,但在测试过程中要注意防范个别地区井底压力异常而导致的井喷事层位 射孔井段 ( m) 射孔 厚度 ( m) 枪 型 弹型 孔密 (发/米) 射孔 方式 相位 (°) 长 9 102 127-Ⅳ 20 电缆传输 60 红河 118 井长 9 油层压裂试油施工设计 2012 故。 三、地质要求 1、 长 9 先抽后压,长 7 直接合压 ; 2、按中石化有关规定及石油行业标准取全、取准产油量、产水量、流体性质及动液面资料; 3、施工作业结束后一周内将施工总结电子文档报分公司勘探处。邮箱:、试油 施工程序与要求 (一) 安装地面流程 按照设计要求安装地面流程,要求: ( 1)流程管线按规程安装、固定好,防喷管线弯头使用标准弯头。 ( 2)井场配备计量装置,以准确计量返排液量。配备能容纳所有施工液体的排污坑和排水明渠,以保证所有液体都能排入坑内,不污染环境。 (二)施工准备及要求 1、井眼准备: ( 1) 下 51/2"刮管器刮管至井底, 尤其要对封隔器座封位置及射孔井段反复刮削至悬重正常 ; ( 2) 用清水反洗井,要求排量大于 600L/进出口水质一致、机械杂质含量小于 停泵 ; ( 3) 全井筒试压 2030降小于 合格 ; ( 4) 正注 2% 孔液 7 方 ,替入井底, 采用抽汲的方式 降 液面至 1000m, 提出井内管柱,井口安装防喷器。 2、射孔 采用电缆传输方式进行射 孔,射孔数据见表 1 3、 抽汲求产 下管柱 ,管柱结构 自上而下 如 图 4示。 抽汲求产。 下 管柱 要求: ①油管入井前必须经现场监督检查油管本体及丝扣质量,丝扣涂密封脂上紧,保证密封。②上油管扣时,丝 扣油应涂在公扣上;下管柱过程中,操作红河 118 井长 9 油层压裂试油施工设计 2012 平稳匀速下放,严禁入井管柱猛提、猛刹及顿钻。③直井段下放速度控制在 30 根 /斜点以下井段下放速度控制在 20 根 /h 左右。④遇阻加压不能超过 30 抽汲要求: 在 抽汲过程中抽子下放速度应均匀,在抽子接近液面时要减速,抽子的沉没度一般应保持在 200m 以内,最大抽深 1800m。每抽 3- 5 次应将抽子提出进行检查或更换。 选择合适的抽汲深度,定抽汲时间、定抽深、定抽次进行抽汲排液求产。 若无油产出,排出液性稳定后,结束排液作业,取后 3 天产量作为求产产量;若有油产出,当油水比稳 定时结束排液作业,取后 3 天产量作为求产产量。 若抽深 1800m 日产液量低于 1 方,定抽深 1800m 抽汲 2 天结束。 液性稳定标准为: 排出液 d 内波动值小于 10%。 产量稳定标准为:当产量大于 5m3/d 时,连续 3d 的产量波动值小于 10%,当产量小于 5m3/d 时,连续 3d 的产量波动值小于 15%。 求产过程中要求准确计量油、水产量,每 8h 统计一次油、气、水产量及 求产结束前取油、气、水全分析样品各 2 个,送化验室分析。 (三)下步方案 本层试油结束后,及时将试油成果报勘探处、工程技术处, 根据要求进行 下一步措施。 红河 118 井长 9 油层压裂试油施工设计 2012 (四)抽汲管柱 图 4河 118 井长 9 油层 抽汲 管柱示意图 管柱结构(自上而下) : Φ73 外加厚油管( +筛管 2m+油管接箍管鞋 (接箍内带“十字叉”)。 水泥返高 : 管: 管下深: 头: 钻井深: δ δ δ 长 9 射孔段: 1969 油管 : Φ73工井底: 管: 深: 头: 深: 鞋 : 1949m 筛管 : 河 118 井长 9 油层压裂试油施工设计 2012 五 、压裂方案设计 (一)设计思路及要求 本 井的长 9 油层 有效 砂体 视 厚度 ,孔隙度 渗透率 0油饱和度为 测井解释为 裂隙含油层 。储层上、下部泥岩隔层遮挡效果较差,压裂改造缝高控制难度较大。针对储层结果特征,本次压裂拟采小排量,控制缝高,适当规模压裂施工。 (二)压裂设计模拟及结果 使用 拟计算了所选参数 (表 5的裂缝几何形态,结果见表 5 5 表 5 红河 118 井长 9 油层裂缝模拟计算输入参数 名 称 选 值 名 称 选 值 裂缝闭合应力( 注排量 ( m3/ 氏模量 (32000 压 裂液流态指数 松比 裂液稠度系数( 5 红河 118 井长 9 油层压裂设计结果表 射孔井段 ( 裂缝半长 (m) 裂缝高度( m) 支撑 缝宽 砂浓 度 Kg/高 下高 水力 支撑 水力 支撑 水力 支撑 1969 5 红河 118 井长 9 油层裂缝延伸模拟图 红河 118 井长 9 油层压裂试油施工设计 2012 (三)泵注 程序及材料准备 1、配方及配液要求: 原胶液 : 级) +乳助排剂) +土稳定剂) +H 调节剂 : 交联液 : 砂(最佳交联比现场确定) 交联比 : 100: 5 破胶剂 :过硫酸铵 活性水: 乳助排剂) +土稳定剂) 要求:配液用水使用饮用水,保证压裂前基液粘度不小于 9 2、材料准备 表 5液罐、压裂用水准备情况一览表 名 称 30液罐 (个 ) 30液罐 (个 ) 原胶液用水 (30 (个 ) 活性水 (交联 液(数量 6 4 112 1 28 5 压裂液材料用量及备量表 压裂用添加剂 基 液 交联液 活性水 实际用量 羟丙基瓜尔胶 48 粘土稳定剂 2240 280 杀菌剂 (甲醛 ) 12 破乳助排剂( 36 84 氢 氧化钠 过硫酸铵( 硼砂 粉陶 ( 40/60 目) 石英砂 ( 20/40 目) 注: 入量,以调节基液 9准。 红河 118 井长 9 油层压裂试油施工设计 2012 表 5 红河 118 井长 9 油层 施工泵注程序表 程 序 液体 净液量 (加砂量 (混砂液量 (砂液比( %) 量 (混砂液排量( m3/ 泵注时间 ( 低替 原胶液 8 坐封 提高排量坐封封隔器 前置液 25联液 10 联液 10 联液 5 2 砂液 65比: 交联液 10 0 2 联液 15 0 2 联液 15 0 2 联液 20 5 2 联液 5 0 2 替液 活性水 2 计 注: ( 1)顶替液量为井筒液量,未计算车组地面管线容积,实际顶替量由现场工程技术人员定。 ( 2)模拟泵压: 衡压力: 8施 工时保持环空灌满活性水 。 ( 3)施工过程若出现异常现场可适当调整排量。 施工过程中不打掉节流器。 红河 118 井长 9 油层压裂试油施工设计 20120 ( 四 )压裂管柱 图 图 5河 118 井长 9 油层压裂管柱示意图 压裂管柱结构(自上而下) : Φ73 外加厚油管( +Φ114力锚 + 1919 米) +Φ73加厚油管 3 根 +节流器 +喇叭口。 水泥返高 : 管: 管下深: 头: 钻井深: δ δ δ 长 9 射孔段: 1969 油管 : Φ73隔器 : 1919m 人工井底: 管: 深: 头: 深: 流器 喇叭口 红河 118 井长 9 油层压裂试油施工设计 20121 六 、施工程序与要求 (一) 压裂施工 如果抽汲产液或产油情况达不到其目的,则根据勘探处通知进行压裂改造: ( 1) 井眼准备: 起 出 井内 原抽汲 管柱 , 按设计下 入 压 裂管柱 (图 5, 并更换 700 型井口压裂装置; 要求: ①油管入井前必须经现场监督检查油管本体及丝扣质量,丝扣涂密封脂上紧,保证密封。②上油管扣时,丝扣油应涂在公扣上;下管柱过程中,操作平稳匀速下放,严禁入井管柱猛提、猛刹及顿钻。③直井段下放速度控制在 30 根 /h 左右;造斜点以下井段下放速度控制在 20 根 /h 左右。 ④遇阻加压不能超过 30 ( 2)按压裂 泵注程序(表 5行压 裂施工。 ( 二 ) 放喷排液及求产 2、放喷 : 压裂结束后 60分钟采用 8~ 12压小于 5 一旦停喷, 直接用压裂管柱探砂面(封隔器不得过炮眼),如果口袋不足 20 米则反洗井冲砂至炮眼下 20 米结束转入抽汲作业(冲砂过程中不得停泵,如停泵则立即关井;封隔器不得过炮眼;洗井排量不得低于每分 ;冲砂液体采用放喷排出液);如果口袋达到 20 米则转入抽汲作业; 上提管鞋至炮眼之上 20m 处进行抽汲排液。 安装抽汲监测仪 。 要求: ( 1)放喷排液过程中在 时、 1 小时、 4 小时、 8 小时,以后每隔 8 小时监测返排液的粘度、 及含砂量,每 4 小时取一次水样进行氯根含量分析,并进行相应记录。 ( 2) 在放喷过程中发现出油,立即上报勘探处和工程技术处,根据要求调整下步措施。 在抽汲过程中见油花产出或者抽汲排液时间达到 3 天,更换抽油机进行下泵排液与求产。 ( 3)抽汲排液要求:抽汲过程中抽子下放速度应均匀,在抽子接近液面时要 减速,最大抽深 至炮眼之上 200m。每抽 3- 5 次应将抽子提出进行检查或更换。 ( 4)求产时机:排液情况达到液性稳定和产 量稳定标准时,进行 求产,求产时间红河 118 井长 9 油层压裂试油施工设计 20122 3 天。 ( 5) 液性稳定标准为: 排出液 d 内波动值小于 10%。 产量稳定标准为:当产量大于 5m3/d 时,连续 3d 的产量波动值小于 10%,当产量小于 5m3/d 时,连续 3d 的产量波动值小于 15%。 求产过程中要求准确计量油、水产量,每 8h 统计一次油、气、水产量及 求产结束前取油、气、水全分析样品各 2 个,送化验室分析。 求产结束后,及时将压裂、试油成果报华北分公司勘探处和工程技术处,根据要求进行下一步措施。 七 、资料录取与提交要求 (一)压裂 1、仪表车要 实时监测、采集压裂施工的油压、套压、排量、加砂量、液量及砂液比等参数,记录时间间隔为 1 秒,数据要取全、取准。压裂施工结束后,将数据存盘并妥善保管。 2、压裂施工结束后,施工作业队现场提交压裂施工小结,资料内容应包括: ①压裂施工数据; ② 压裂施工管柱结构数据; ③ 压裂施工曲线图; ④ 压裂施工数据磁盘。 (二)试油 1、准确计量油产量、水产量、累计产水、产油量。 2、现场取样及计量要求 取样方法依照 5154油气藏流体取样方法 》 ,取样后 2 天内送化验室分析化验;取样数量要求:水样 1000 毫升、油样 1000 毫升。 ( 三 )资料提交要求 压裂施工后 7 天内 提交施工总结报告,单层试油作业结束后, 3 日内提交试油小结。 10 日内提交单层试油成果报告,并及时将压裂、测试原始资料传给设计方( 红河 118 井长 9 油层压裂试油施工设计 20123 八 、井控、 技术安全要求 (一)井控要求 1、作业施工前,施工单位勘查 井场、 道路,设备摆放合理 ,给压裂液罐和 压裂机组留出足够场地。 2、施工作业前,甲方应向乙方井控技术交底,并进行井控技术措施复核。 3、 作业队伍配 备齐全的井控设备,建立完善的井控管理制度, 以班组为单位,开展现场井控工作,具体工作落实到人 。 4、井口安装与地层压力相匹配压力等级的防喷器、井控装置 及配套设备(压井管线、放喷管线、油管旋塞、压力表等并试压合格)。 见图( 8在装压裂井口前缷掉防喷器。 图 821控装置示意图 5、防喷器压力等级应不小于施工层位目前最高预计关井压力和所使用套管允许抗内压强度的 80%以及套管头额定工作压力三者中的最小者。 6、射孔、 起下管柱 等作业 过程中 , 必须装好井控装置, 严禁敞井作业,同时井筒内灌满压 井液, 防止 井涌、 井喷事故的发生。 7、工作液密度应根据地质设计提供的最高地层孔隙压力当量密度值为基准,再增加一个安全附加值:油井为 8、 起下钻具或管杆不允许冒喷作业 ,杜绝人身伤害和环境污染。 9、 起下钻作业过程中要有专人负责观察井口,发现溢流或溢流增大等井喷预兆时,要立即抢装油管旋塞并关闭,关闭防喷器,经观察后再决定下步措施。 10、 5mg/50层或上部未固井段存在 5mg/50地层 不能进行带压起下钻作业。 红河 118 井长 9 油层压裂试油施工设计 20124 11、按压裂设计要求安装好检验合格的压裂井口。压裂前用 4 道 16上钢丝绳均匀对称固定井口,地面分别用 4 个地锚固紧纲丝绳。压裂管汇按要求固定。 12、高压作业施工的管汇和高压管线,应按设计要求试压合格,各阀门应灵活好用,高压管汇应有放空阀门和放空管线,高压管线应固定牢固。若是 井口,井口到高压管汇试压 70工限压 65则视井口额定压力确定。 13、施工泵压应小于设备额定最高工作压力,设备和管线泄漏时,应停泵,泄压后方可检修,泵车所配带的高压管线、弯头 按规定进行探伤、测厚检查。 14、 放喷管线安装按照 气井压井、替喷、诱喷》标准中的有关要求执行,并安装好灵敏的压力表及符合设计的放喷油嘴。 15、在含硫化氢地区作业时,井场周围应以黄色隔离带作为警示标志,在井场和井架醒目位置悬挂设置风标和安全警示牌。 16、井场应配备安装固定式及便携式硫化氢监测仪。 17、施工单位作业过程中应经常检查井控设备,发现问题,及时报告甲方,并整改合格后方可继续施工。 18、具体要求执行下列标准 《 6120井井下作业防喷技术规程 》。 《 喷器及控制装置防喷器行业标准》。 《 气井压井、替喷、诱喷》。 《 6690下作业井控技术规程》。 《 6203气井井喷着火抢险作法》。 (二) 求 1、职业健康要求 ( 1)施工作业时,作业人员必须穿戴符合标准的劳保用品。 ( 2)施工人员严格岗位操作规程,严禁无证上岗,保证人身安全和健康。 ( 3)用安全标志划定施工禁区,严禁无关人员进入施工现场。 ( 4)非作业施 工人员进入施工现场,必须穿戴 符合标准的劳保用品。 ( 5) 进入现场 的人员必须 自觉遵守现场各项管理制度,服从现场工作人员管理安排,不得将易燃易爆有毒有害等危险物品带入现场。 ( 6)未尽事宜,参照 《 Q/工个人劳动防护用品管理及配备要求》、红河 118 井长 9 油层压裂试油施工设计 20125 《 6276油天然气工业健康、安全与环境管理体系》 执行。 2、安全要求 ( 1)井场应按标准 配备消防 设施 ,做好防喷、防火、防爆、防毒等安全工作。 ( 2) 井场内严禁烟火, 确需动火,需有关部门开具动火证明并采取相应的预防措施后方可施工。 ( 3)作业井场按标准安装用电 线路、设 备、照明器具 等, 安装 和应用 应符合2007《 井下作业 安全规程 》 之规定 。 ( 4) 井场应按 标准 要求设置安全标志 ,严禁非有关人员进入施工现场 。 ( 5)作业 施工人员 应具有相应的安全知识和技能,严禁无证上岗、酒后上岗,严格遵守操作技术规范及操作规程 ,杜绝各种安全事故发生 。 ( 6) 压裂施工过程中,施工人员不得站在高压管汇区和高压部件可能飞离的方向,非工作人员禁止进入施工现场。 ( 7)未尽事宜,按照下列标准执行 《 油井下作业队安全生产检查规定》。 《 6228气井钻井及修 井作业职业安全的推荐作法》。 《 1119水井带压修井作业安全操作规程》。 《 规修井作业不压井作业工艺规程标准》 。 《 6610硫化氢油气井井下作业推荐方法》。 3、环境保护要求 ( 1)做好环保交接,执行当地的环保法律、法规。 ( 2)井口安装封井器,做好防喷工作。建立良好的循环系统,不刺不漏。 ( 3)洗井液、 井口溢流、污水 等 不得排放在井场,必须入池,由罐车运回处理。 ( 4) 配液时,尽量减少液体外溢、滴漏等现象,减少对井场场地的污染 。添加药品后,不能将盛装药品的桶倒放,以免残余药品外流。 ( 5) 井场作业施工单位提供的污水罐应满足压裂作业污水废液排放要求,并及时回收利用。 ( 6) 施工结束后,剩余残液按甲方指定方式,指定地方排放,不得随意排放,以免造成井场及周边环境的污染。出井天然气应及时烧掉。 ( 7) 执行任务途中不得将生活、工业废物乱扔、乱放, 做到 工完料尽场地清 。 红河 118 井长 9 油层压裂试油施工设计 20126 ( 8) 车辆进出、施工操作时等工序不得污染农作物或损坏庄稼。 (三)技术安全要求 1、地面设备要求 ( 1) 施工前一定要检查保养好井口,保证闸门灵活好用。 ( 2) 提前检查 油管挂 和 井口四通间的密封性,防止反洗井时井口刺漏。 ( 3) 作业时应安装经检验合格的符合要求的指重表(拉力计)、压力表 等 。 ( 4) 井架、游动系统符合标准,随时检查修井机、井架、绷绳及游动系统的运转情况,发现问题立即停车处理,待正常后方可继续施工。 2、施工质量 ( 1)油管杆桥墩按标准数量和规范摆放,保证油管杆不落地、合乎要求。 ( 2)井口装置、井下工具及配件等按规范摆放,严禁损坏。 ( 3) 起下管柱过程中,井口要装好自封封井器 或防喷器 ,防止小件物品落井。 ( 4) 起油管时,见油管内液面后方可投 杆打开泄 油 器 。 ( 5) 按设计 要求准确计量和记录入井工具的型号、最小内径、最大外径、长度、试压情况等,并绘制出草图,记入班报表和日志中。 ( 6)下井油管必须用相应的油管规过规: Φ73管过 Φ59800 管规,Φ60管过 Φ48600 管规。 ( 7)下井油管按标准 涂密封脂,按规定扭矩上扣。 ( 8)认真检查下井管杆接箍及本体,有腐蚀、裂纹、偏磨、脏物的管杆严禁下井, 不合格者及时更换 ,确保完好无损 。 ( 9) 下入 管杆 坚持三丈量三对口,并做好记录,管柱累计丈量误差每千米不得超过 。 ( 10)射孔液、压井液、洗 井液等 水溶液要用干净清水配制 (注意保护地层) ,质量要符合要求 后方可入井 。 ( 11)配液罐要清洗干净, 所有入井液体机械杂质含量要小于 ( 12)施工过程严格执行各项作业规程和技术标准,并取全取准各项资料。 ( 13)未尽事宜,按 下 列标准执行 《 规修井作业规程 第 9 部分:换井口装置》 《 规修井作业洗井作业规程标准》 红河 118 井长 9 油层压裂试油施工设计 20127 《 规修井作业规程 第 4 部分 :找串漏、封串堵漏》 《 规修井作业规程 第 5 部分:井下作业 井筒 准备》 《 规修井作业规程 第 11 部分:钻铣封隔器、桥塞》 《 规修井作业规程 第 12 部分:打捞落物》 《 规修井作业规程 第 14 部分:注塞、钻塞》 《 6377顶打印作业方法》 《 5827卡打捞工艺做法》 《 5952气水井井下工艺管柱工具图例》 《 5832油杆扶正器》 《 6127气水井井下作 业资料录取项目规范》 《 6610硫化氢油气井井下作业推荐方法》 《 规修井作业不压井作业工艺规程标准》 《 下作业安全规程 》 3、车辆质量要求 ( 1)检查好所有上井车辆、仪表和设备,确保施工顺利。 ( 2)各种施工必须按设计要求出车,要检查好各种仪表,保证施工的准确性。 4、日常生产管理 ( 1)油气井地面设备应保持良好的状态。 ( 2)取全取准油气井生产的各项生产资料。
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