直平5井压裂设计 1.docx

1、直平5井压裂设计 1 直平5井水力喷射压裂施工设计（水力喷砂射孔分段压裂）延长油田公司研究分院直罗采油厂二零一三年八月三十日设计单位：延长油田勘探开发技术研究中心设计： 日期: 2013年8月30日校核: 日期: 年 月 日直罗采油厂审核意见： 审核： 日期: 审批: 日期： 年 月 日 研究分院主管领导审批意见：审批: 日期： 年 月 日 1 设计依据及思路该设计主要依据直平5井钻井工程录井报告，钻、完井和测井资料及邻井地质、压裂资料，具体的施工设计需施工单位依据试油压裂方案设计完成。直平5井本次压裂施工共计8段，压裂施工采用水平井水力喷砂射孔压裂工艺，该技术采用上提管柱一次性压裂施工4段，

2、然后起配管柱及喷砂工具，再进行压裂的方式。按照设计要求放喷、抽吸排液，配合低伤害压裂液技术，以期达到提高水平井单井产能的目的。2 油井基本数据2.1油井基本数据表1 油井基本数据井 号直平5井地理位置陕西省富县井 别生产井构造位置陕甘宁盆地东部斜坡带地面海拔(m)1085.0井位坐标X：19321444.0 Y：3988517.0 补心海拔(m)1089.7开钻日期2013-6-6完钻日期3013-7-18完井日期2013-7-19完钻层位长8完钻井深(m)2150.0补心高度(m)4.7人工井底（m）2144完井方法射孔靶前距（m）459井眼方位（0）344入窗点（m）1461造斜点(m)7

3、00最大井斜(0)94水平段长度(m)690完井试压（MPa）15预测地层压力（MPa）/有害气体预测/套 管外径(mm)壁厚(mm)钢级下入深度(m)水泥返深(m)固井质量表层套管244.58.94J55275井口合格油层套管139.77.72J552148井口部分不合格短套管位置(m)919.0-920.35m,1415.07-1416.63m,1768.75-1770.02m射孔段附近套管接箍位置(m)1426.94、1436.88；1527.44、1537.79；1608.13、1618.44；1688.35、1698.51；1881.69、1891.26；2000.79、2010.8

4、5；2051.38、2061.07；2111.0、2120.97。钻井异常提示/2.2油层基本数据表表2 油层基本数据表2.3 目前井况该井为新井，井筒为空井筒，部分井段固井质量较差，现开长8层水平段压裂试油。3、试油工序3.1设备选型及主要施工装备表3 设备选型及主要施工装备序号名 称型 号规 格数 量备 注一通井机XT-121台二井架及提升系统BJ-18/CY5050t各1副三上卸扣工具液压钳XQ89/3YD1套管钳24、36、48各2把吊环DH-501副吊卡月牙式3只四井控装备双闸板防喷器/1套单闸板防喷器SFZ18-3535MPa1套简易井口KQ65-6035MPa1套封井器1套胶芯1

5、0个油管悬塞阀YGXS-114-215Mpa1套压裂井口KQ65/70型上悬挂70MPa1套五低压照明系统标准化电路/1套六柴油发电机15GF/395七计量器具压力表Y-150 Y-400各2只拉力器LLB-80C1只PH试纸pH1-14广泛试纸10本水分析化验设备及试剂滴定管 AgNO3 等1套八安检防护设备正压式呼吸器RHZK6.8/30C9004套充气机1台四合一检测仪M402套差速防坠器TS-2020m2套安全带T3XB高空全背式4副急救药箱/1套配套应急药品九抽汲排液工具及钢丝绳RM106A5/8钢丝绳 (2000m)1套十套管刮削器/51/21套十一通井规118mm1.5m 1只十

6、二油管规60mm2支十三排酸筒/可据施工选择十四计量罐30m3计量罐1具储液罐40m3储液罐16具甲方提供计量池2m3计量池1具可据施工选择十五常规打捞工具/1套十六工具油管73mm（N80，EUE）2500m倒角油管，甲方提供十七测试管线/可据井况选择十八放喷工具针阀、高压水龙带、硬管线、油嘴十九压裂车SS-2000型1套管汇车1台运砂车10m3根据施工定仪表车1台酸罐车20m31台备用二十井下工具3套施工单位提供3.2施工管柱表4 油管规范及性能规 格钢级壁厚(mm)内径(mm)外径(mm)节箍外径（mm）重量(N/m)抗拉强度(kN)抗内压强度(MPa)抗外挤强度(MPa)备注27/8N

7、805.5162.073.029394.76664472.876.9节箍倒角3.3压裂井口采用 KQ65/70井口，采用油管用上法兰悬挂式联接3.4施工液体设计鉴于钻井地层压力检测资料，该井当量压井液密度在1.00 g/cm3左右，因此，从保护储层和避免压井液伤害方面考虑，施工液体配方如下：1、射孔液配方：清水+0.3%CF-5C+0.3%COP-1 2、压井液配方：清水+0.3%CF-5C+0.3%COP-1井控需要加重时，加重剂选择KCL或NaCL。3.5试油施工程序通井洗井试压下水力喷射钻具油管校深水力喷射分段射孔加砂压裂放喷及排液求产完井。4通洗井、试压作业要求1通井采用 118mm1

8、200mm通井规通井（钻具结构自上而下为油管通井规+斜尖），下钻速度控制在小于20m/min，在距人工井底100m时减慢速度下至人工井底，以悬重下降10-20KN为准，试探3次，取最浅值为人工井底，然后上提钻具1-3m，坐好井口。2洗井用活性水反循环洗井，排量大于500l/min，洗至进出口水色一致，洗井液用量不小于井筒容积的1.5倍。活性水配方：清水+0.3%CF-5C+0.3%COP-13试压新完钻井洗井结束后，必须进行套管试压，试压时启动泵小排量逐渐加压至15.0MPa，稳定30min压力下降小于0.5MPa为合格，否则，要分析原因采取其它措施。5 射孔方案表5 射孔位置施工顺序第一段第

9、二段第三段第四段第五段第六段第七段第八段喷射位置(m)2116.02058.02010.01883.01690.01610.01530.01430.06 压裂准备、压裂液及支撑剂6.1压裂准备(1) 压裂方式：水力喷射压裂，该井共压裂8段，分2次压裂。每次压裂完成后起钻换钻具，进行下次施工。整个压裂施工结束后换光油管冲砂至人工井底。(2) 试油队搬上井场并就位后，用118mm1.2m通井规通井，实探人工井底；用清水反洗井至进出口水色一致，洗井用液排量大于500l/min；(3) 第一次下完喷射钻具后，进行油管校深，方可施工。6.2压裂管柱结构（自下而上）, （压裂工具由施工单位提供）：6.2.

10、1管柱结构第一段钻具：导向丝堵+眼管+单流阀（带球和挡板）+K344-112封隔器+2 7/8外加厚短节0.5m+KPS-100一级喷枪（2116.0）+ 二级PSK344-112水力喷射封隔工具+2 7/8外加厚倒角油管（水平段）+2 7/8外加厚油管至井口（压裂工具由施工单位提供）。第二段钻具：导向丝堵+眼管+单流阀（带球和挡板）+K344-112封隔器+2 7/8外加厚短节0.5m+KPS-100一级喷枪（2058.0）+ 二级PSK344-112水力喷射封隔工具+2 7/8外加厚倒角油管（水平段）+2 7/8外加厚油管至井口（压裂工具由施工单位提供）。第三段钻具：导向丝堵+眼管+单流阀

11、（带球和挡板）+K344-112封隔器+2 7/8外加厚短节0.5m+KPS-100一级喷枪+ 二级PSK344-112水力喷射封隔工具（2010.0）+2 7/8外加厚倒角油管（水平段）+2 7/8外加厚油管至井口（压裂工具由施工单位提供）。第四段钻具：导向丝堵+眼管+单流阀（带球和挡板）+K344-112封隔器+2 7/8外加厚短节0.5m+KPS-100一级喷枪+ 二级PSK344-112水力喷射封隔工具（1883.0）+2 7/8外加厚倒角油管（水平段）+2 7/8外加厚油管至井口（压裂工具由施工单位提供）。第五段钻具：导向丝堵+眼管+单流阀（带球和挡板）+K344-112封隔器+2

12、7/8外加厚短节0.5m+KPS-100一级喷枪（1690.0）+ 二级PSK344-112水力喷射封隔工具+2 7/8外加厚倒角油管（水平段）+2 7/8外加厚油管至井口（压裂工具由施工单位提供）。第六段钻具：导向丝堵+眼管+单流阀（带球和挡板）+K344-112封隔器+2 7/8外加厚短节0.5m+KPS-100一级喷枪（1610.0）+ 二级PSK344-112水力喷射封隔工具+2 7/8外加厚倒角油管（水平段）+2 7/8外加厚油管至井口（压裂工具由施工单位提供）。第七段钻具：导向丝堵+眼管+单流阀（带球和挡板）+K344-112封隔器+2 7/8外加厚短节0.5m+KPS-100一级

13、喷枪+ 二级PSK344-112水力喷射封隔工具（1530.0）+2 7/8外加厚倒角油管（水平段）+2 7/8外加厚油管至井口（压裂工具由施工单位提供）。第八段钻具：导向丝堵+眼管+单流阀（带球和挡板）+K344-112封隔器+2 7/8外加厚短节0.5m+KPS-100一级喷枪+ 二级PSK344-112水力喷射封隔工具（1430.0）+2 7/8外加厚倒角油管（水平段）+2 7/8外加厚油管至井口（压裂工具由施工单位提供）。6.2.2水平段管柱结构示意图6.3压裂施工参数6.3.1第一段施工喷点位置m前置液量m3携砂液量m3顶替液量m3施工排量m3/min支撑剂量Kg含砂浓度Kg/m3平

14、均砂比%最高限压MPa平衡压力MPa试泵压力MPa油管套管油管套管2116.035160.39.02.00.840404.224.945.02045356.3.2第二段施工喷点位置m前置液量m3携砂液量m3顶替液量m3施工排量m3/min支撑剂量Kg含砂浓度Kg/m3平均砂比%最高限压MPa平衡压力MPa试泵压力MPa油管套管油管套管2058.028122.68.72.00.832422.826.145.02045356.3.3第三段施工喷点位置m前置液量m3携砂液量m3顶替液量m3施工排量m3/min支撑剂量Kg含砂浓度Kg/m3平均砂比%最高限压MPa平衡压力MPa试泵压力MPa油管套管油

15、管套管2010.02199.38.52.20.825407.825.145.02045356.3.4第四段施工喷点位置m前置液量m3携砂液量m3顶替液量m3施工排量m3/min支撑剂量Kg含砂浓度Kg/m3平均砂比%最高限压MPa平衡压力MPa试泵压力MPa油管套管油管套管1883.023.2111.97.82.20.828405.325.045.02045356.3.5第五段施工喷点位置m前置液量m3携砂液量m3顶替液量m3施工排量m3/min支撑剂量Kg含砂浓度Kg/m3平均砂比%最高限压MPa平衡压力MPa试泵压力MPa油管套管油管套管1690.02191.97.12.00.822387

16、.123.945.02045356.3.6第六段施工喷点位置m前置液量m3携砂液量m3顶替液量m3施工排量m3/min支撑剂量Kg含砂浓度Kg/m3平均砂比%最高限压MPa平衡压力MPa试泵压力MPa油管套管油管套管1610.020.492.36.62.20.824421.226.045.02045356.3.7第七段施工喷点位置m前置液量m3携砂液量m3顶替液量m3施工排量m3/min支撑剂量Kg含砂浓度Kg/m3平均砂比%最高限压MPa平衡压力MPa试泵压力MPa油管套管油管套管1530.024.6104.26.32.20.826403.324.945.02045356.3.8第八段施工喷

17、点位置m前置液量m3携砂液量m3顶替液量m3施工排量m3/min支撑剂量Kg含砂浓度Kg/m3平均砂比%最高限压MPa平衡压力MPa试泵压力MPa油管套管油管套管1430.024.5108.75.92.20.828417.325.745.02045356.4支撑剂类型及规格压裂液类型支撑剂类型生产厂家粒径（mm）视密度（g/cm3）真密度（g/cm3）胍胶液石英砂甲方提供0.425-0.851.622.906.5压裂液6.5.1压裂液配方液体类型配 方酸处理液12%HCl+3.0%HF+0.5%CF-5C+0.3%COP-1+0.1%CA+2.5%HJF-94活性水清水+0.3%CF-5C +

18、0.3%COP-1冲砂洗井液0.3%CF-5C +0.3%COP-1+0.4%APS压裂液0.35%CJ2-6+0.4%CF-5C+0.3%COP-1+0.05%COG-285交联液50%JL-2+3.5%APS交联比100: 0.6-1.0（最佳交联比现场测小样确定）每段压裂各准备一定量过硫酸铵（APS），在喷射结束前3min在混砂车人工楔型追加3kg，在加砂结束前15min，按0.01%-0.03%-0.05%在混砂车人工楔型追加。6.5.2压裂液数量：入井材料第一、二段压裂第三、四段压裂第五、六压裂第七,、八段压裂设计用量m3配备量m3设计用量m3配备量m3设计用量m3配备量m3设计用量

19、m3配备量m3压裂液468.5530375.2430337.6380371.9420活性水77.810076.310073.710072.2100交联剂2.83.52.42.52.02.32.22.5酸液1010101010101010注：每次施工另备冲砂洗井液6、施工准备6.4 50m3储液罐：11具，由甲方提供，最大清水量530m3。15m3 罐1个。6.5 钻具：水力喷砂射孔压裂钻具3套，施工单位提供。6.3 施工车辆车辆名称台数车辆名称台数车辆名称台数主压车1套混砂车1管汇车1运砂车5ACF-700型1仪表车1运陶粒车根据施工定运酸车16.6 支撑剂准备量第一、二段压裂： 名称：石英砂

20、 数量：10+72 第三、四段压裂： 名称：石英砂 数量：10+53 第五、六段压裂： 名称：石英砂 数量：10+46 第七、八段压裂： 名称：石英砂 数量：10+547、化工料准备:酸液：（每段施工备酸液10m3，每10m3的化工料如下） 31%HCL55%HFCF-5CCAHJF-94COP-14103kg578Kg53kg11Kg265Kg32Kg第一次施工名称设计量Kg名称设计量KgCJ2-63360CF-5C3840+600COP-12880+600COG-285480APS21+27JL-23000 第二次施工名称设计量Kg名称设计量KgCJ2-62800CF-5C3200+600

21、COP-12400+600COG-285400APS17.5+23JL-225008主要压裂步骤：(1) 地面管线、井口及设备试压45 MPa，环空管线试压35MPa。(2) 第一段（喷点位置2116.0m）喷砂射孔、压裂：表6 施工泵注表施工阶段液体类型油管注入液量m油管排量m/min砂浓度kg/m砂量m3环空注入液量m环空排量m3/min阶段时间min支撑剂类型低替基液8.01.0 8.0 喷砂射孔基液6.01.0 1200.46.0 20/40目石英砂基液18.0 2.0 1401.8 9.0 20/40目石英砂基液6.4 2.0 3.2基液23.0 1.4 16.4 喷砂射孔阶段施工步

22、骤和参数由施工队伍技术人员根据压力变化情况进行调整。降排量至1.4m3/min，关闭套放闸门，套管限压35MPa，若顺利压开地层，则按照设计环空排量或环空最高压力所允许的最高泵速由环空泵入胍胶基液；若套管压力超过35MPa，则立即停泵，正挤酸液进行预处理，直至压开地层方可进行套管注入。注前置液基液252.010.00.812.5注携砂液交联液10.02.02471.54.00.85.020/40目石英砂交联液9.12.03632.03.60.84.520/40目石英砂交联液13.72.04784.05.50.86.920/40目石英砂交联液34.32.057712.013.80.817.220

23、/40目石英砂交联液26.82.067611.010.70.813.420/40目石英砂交联液20.62.07599.58.20.810.320/40目石英砂注顶替液活性水6.42.02.60.83.2在加砂2/3后，按0.01%-0.03%-0.05%在混砂车人工楔型追加APS9kg。关井30min，采用10mm油嘴控制放喷，放压完毕后，用活性水50m3大排量反循环彻底洗井。 (3) 上提工具使一级喷嘴到达2058.0m。上提工具过程中，注意做好相关井控措施。(4) 第二段（喷点位置2058.0m）喷砂射孔、压裂：表7 施工泵注表施工阶段液体类型油管注入液量m油管排量m/min砂浓度kg/m砂量m3环空注入液量m环空排量m3/min阶段时间min支撑剂类型低替基液8.01.0 8.0 喷砂射孔基液6.01.0 1200.46.0 20/40目石英砂基液18.0 2.2 1401.8 8.220/