泵送桥塞与射孔联作作业指导大全120页Word格式文档下载.docx
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1 范围
本作业指导书规定了分簇射孔的施工准备、现场施工、HSE要求、风险分析与事故预防、应急预案。
本作业指导书适用于分簇射孔施工准备及作业过程控制。
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，仅所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。
NB/T14002.4-2015水平井泵送桥塞-射孔联作技术推荐作法
SY/T6253-2016水平井射孔作业技术规程
SY/T5325-2013射孔作业技术规程
SY/T6821-2011电缆输送射孔带压作业技术规范
SY/T6548-2011石油测井电缆和连接器的使用与维护
SY5436石油射孔、井壁取心民用爆炸物品安全规程
SY5726石油测井作业安全规范
SY5727井下作业安全规程
Q/SH0651-2015非常规储层电缆泵送射孔井口防喷技术规程
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
泵送
电缆输送桥塞及射孔工具串到达斜井段后，通过泵车以一定排量往井筒注入液体，液体流动产生的推力推动桥塞及射孔工具串在斜井段及水平井段运动。
3.2
分簇射孔
一次性将桥塞及射孔工具串泵送至目的层段，并依次完成桥塞坐封和若干射孔小段的射孔。
每一射孔小段称为一簇。
4 施工准备
表1 分簇射孔队施工准备岗位主要职责
步骤
岗位
队长
安全员
操作
工程师
密闭
绞车
射孔
（护炮）
桥塞
驾驶员
接收施工任务
★
收集资料
☆
沟通落实施工配合事宜
编写施工设计
拟定设备、配件、工具和火工器材清单
地面设备、工具准备
井口防喷装置准备
绞车系统准备
射孔器材准备
桥塞工具及桥塞准备
车辆检查准备
出发前检查
注：
★表示担负主要责任☆表示担负次要责任（下同）
4.1 接收射孔施工任务
分簇射孔队需取得中石化甲级队伍资质、中石化市场准入资质、安全资格证。
射孔队长接收分簇射孔施工任务。
分簇射孔队岗位设置及主要职责见附表10.1，分簇射孔队施工准备岗位主要职责见表1。
4.2 收集施工井资料
收集施工井的试气方案设计。
其中包括井身结构、套管数据、固井质量、井斜方位数据表、地层压力及温度、射孔分段设计及射孔器材及桥塞要求。
收集含套管接箍曲线的固井质量测井图、钻井队下套管数据表。
了解压裂井口法兰连接方式，准备相配套的连接法兰。
4.3 沟通落实施工配合事宜
井筒准备
确认井筒准备期间的洗井、通井质量，了解井口装置的连接结构及技术参数。
井口结构
井口结构、主阀门数量，液体泵入管汇接入的位置。
如果井口采油树的主阀数量≥2，且液体泵入管汇连接在阀门之间，射孔队可以不安装泵入短接，否则需要准备泵入短接用来试压、打平衡压和泄压。
泵送泵车及管汇
a）用来试压和打平衡压的泵车的最低排量能低到0.2m3/min。
b）用来试压、打平衡压和泵送的液体泵入管汇流程要设计为泵送专用，保证泵送水的干净。
施工配合
a）施工期间井口阀门的交接及开关操作责任单位。
b）工具串入井前，设置好地面管汇流程、防喷管打平衡压的液体泵入管汇和泵送管汇，以及施工期间流程的操作要求。
c）明确地面管汇阀门操作的责任单位，沟通途径。
d）防喷管泄压的管汇配置和操作流程，责任单位，沟通途径。
e）泵送配合相关事宜，包括最低排量（小于0.5方/分钟）、保持排量稳定的要求（小于±
0.1方/分钟）、超压停泵值的设置情况、泵车和测井数据的共享方式以及泵送配合的沟通方式等。
射孔场地
现场预留给射孔队施工的场地，吊车的摆放位置，射孔车和连接防喷管的位置安排，要有足够的场地摆放其他施工相关设备。
其他
安全和环保相关的具体要求。
4.4 施工设计
队长组织根据甲方的试气方案设计编制分簇射孔施工设计，按管理规定要求逐级送审，审核中发现的问题及时修改，确保完成审核签字，施工设计格式参见附录9.1。
设计应包括以下内容。
设计依据
4.4.1.1 井况数据。
包括：
井号、井型、井身结构、油层套管数据、地层压力、地层温度、预计井口最大关井压力、压裂井口、井斜数据等。
4.4.1.2 分段桥塞及分簇射孔位置。
施工设备、器材
4.4.1.3 施工主要设备，包括车辆、电缆、井口电缆防喷系统、射孔定位系统、点火控制系统等。
4.4.1.4 辅助工具及器材。
包括施工所需的射孔枪、弹、导爆索、雷管、桥塞火药，桥塞工具及桥塞，磁定位仪、加重杆等。
泵送作业参数计算
4.4.1.5 计算入井工具串配重
入井工具串重量要大于井口压力的托举力和密封系统的摩擦力，才能顺利下井。
按压裂停泵井口压力（例如井口压力75MPa，使用直径8.18mm电缆），计算井口压力产生的托举力F=P×
S=75×
106×
3.14×
4.09×
10-6=3940N=402kg,根据经验需加上密封脂和阻流管的摩擦力、地面电缆和地滑轮的重量150kg左右，工具串配重需要400+150=550kg。
实际施工时根据井口压力调整工具串配重。
4.4.1.6 计算入井工具串通过性
根据工具串配重计算结果，设计分簇射孔入井工具串结构。
使用计算程序进行入井工具串通过性计算，即计算工具串各段能够通过当前井筒条件（最大狗腿度位置）的最大长度，根据计算结果对比工具串外径和长度，得出工具串通过性结果。
如果下井工具串各段超过该长度则需要缩短工具串或在工具串中加入柔性短节来确保工具串顺利通过。
4.4.1.7 电缆弱点设计及拉力计算
根据井况设置电缆弱点拉断力，计算在井下各井段拉断井下电缆弱点需要的地面张力。
保证工具串在井底遇卡时，在不拉断电缆的情况下拉断该弱点，避免发生拉断电缆事故。
设置电缆弱点拉断力值需要考虑：
a）电缆弱点拉断力值等于制作弱点的钢丝的拉断力之和乘0.7（弱点被拉断时，因每一根钢丝的受力是不一致的，有先断、有后断，弱点的拉断力要比钢丝拉断力总和小），误差15%。
b）估算出的弱点拉断力还还需要考虑温度的影响，弱点拉断力随温度而下降的百分率见图1所示。
c）模拟电缆弱点时，电缆的安全拉力一般选用电缆末端拉断力的50%，必要的时候最多可选用电缆末端拉断力的60%。
d）为泵送安全，最小弱点拉断力应不小于1000kg。
e）根据模拟计算结果判断是否需要选用电子弱点，或改用安全拉力更大的电缆。
图1 钢丝拉断力降低百分率--温度曲线
4.4.1.8 计算泵送施工参数
使用泵送软件，输入井筒、下井工具串参数，计算出不同井深所需的泵送排量和工具串所受到的推力，注意要考虑泵送液体的粘度（例如使用粘度为10mPa.s的高粘降阻水泵送）。
实际施工时应根据模拟泵送及泵送过程中的实际情况进行调整。
a）输入参数
1）导入井眼轨迹数据表，输入停泵压力、地面温度、井底温度、泵送液体密度等参数，见图3-2。
图3-2井眼参数输入界面
2）选择传输类型、电缆及套管井的基本信息，见图3-3。
图3-3井眼参数输入界面
3）输入电缆参数，包括电缆型号、外径、拉断力、在空气中和水中的重量、伸长系数等参数，见图3-4。
图3-4电缆参数输入界面
4）输入泵送参数，包括套管内径、停泵压力、泵送压力、最小电缆头张力、泵送速度、下放速度、下测速度、上提速度、上测速度等参数，预计各深度段排量、入井工具串各段的外径及长度，见图3-5。
图3-5泵送参数输入界面
3.4.2计算结果
1）泵送排量计算结果
泵送软件模拟计算出不同井深所需的泵送排量，见图3-6。
如果图中计算排量（蓝色曲线）和设计排量（粉色曲线）的最大值差异较大，则修改输入的设计排量重新计算，最终使计算排量和设计排量的最大值基本一致。
图3-6泵送排量模拟计算结果图
计算结果显示，电缆下放速度3000m/小时，不同井深对应的排量见表3-5，施工时根据实际情况进行调整。
表3-5泵送排量控制表
井深（m）
3850
3880
3910
3950
3990
4030
5200
井斜（°
）
45
50
55
62
68
75
82
排量（m³
/min）
0.5
0.8
1.0
1.3
1.6
1.8
2）工具串受力计算结果
泵送排量1.8方/分钟，工具串运行速度与工具串所受推力关系见图3-7。
用于指导原地起泵等操作。
图3-7泵送推力计算结果
从图中可以读出1.8方排量（图中竖线）时：
静止工具串受力（红色）210kg，运行速度1250m/h工具串受力（粉色）180kg，运行速度2500m/h工具串受力（蓝色）150kg，运行速度5000m/h工具串受力（黑色）100kg。
3）电缆弱点计算结果
为确保工具串在井下遇卡，不拉断电缆的情况下拉断弱点；
需要计算在井下各井段拉断井下电缆弱点需要的地面张力。
通过比较拉断弱点所需最大地面张力和电缆的安全拉力，在保证拉断弱点所需最大地面张力不超过电缆的安全拉力的前提下选取（参数输入）最大的电缆弱点值。
泵送软件模拟计算出不同井深遇卡后拉断弱点的地面张力见图3-8，数据见表3-6。
根据模拟计算结果显示，在井底遇卡后如果使用最大60%的电缆拉断力，可以拉断弱点，在井底遇卡后所需拉断弱点的最大地面张力为2925kg（6449.5磅）。
图3-8遇卡后地面拉断弱点力计算结果
绿色曲线为电缆的安全拉力，按电缆拉断力的60%，即3.53吨；
灰色曲线为井斜；
中间3条平行线分别为拉断电缆弱点的地面张力最大、中间、最小值；
红色曲线为计算的正常上提地面张力。
表3-6地面电缆张力计算结果表
施工步骤
根据施工作业内容，拟定施工步骤。
HSE要求
根据相关规范编制施工井作业的HSE要求。
风险分析与事故预防
根据工艺特点和作业井井况进行风险分析并制定相应的预防措施。
应急预案
根据可能发生的事故或复杂情况，制定相应的应急预案。
4.5 出发前准备
队长准备
4.5.1.1 任务接收。
射孔队长（现场负责人，下同）接到射孔任务后，及时同甲方、协作方等相关部门联系沟通，确认施工任务，了解施工进度安排，参加相关协调会议。
4.5.1.2 编写施工设计。
组织收集资料、编写施工设计，按要求送相关部门审批。
4.
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