桃井压裂施工设计.docx

1、桃井压裂施工设计一、基本数据表1 钻井基本数据表井 号桃2-20-2地理位置内蒙古自治区乌审旗苏力德镇苏木朝岱嘎查地面海拔(m)1272.48构造位置鄂尔多斯盆地伊陕斜坡补心海拔(m)1277.83开钻日期2010.7.2完钻日期2010.7.28完井日期2010.7.31完钻层位山西组完钻井深(m)3577.0套补距(m)5.95人工井底（m）3552.30完井方法套管完井造斜点井深(m)820.0最大井斜25.64/2075m井底位移(m)678.85完井试压（MPa）30预测地层压力（MPa）盒8：30.1山1：30.5有害气体预测硫化氢含量: 0-4mg/m3套管外径(mm)壁厚(mm

2、)钢级下入深度(m)水泥返深(m)表层套管244.58.94J55479.00地面气层套管139.79.17N801077.842756.0J553161.10N803572.34短套管位置(m)3388.90-3391.90气层附近接箍位置/分级箍位置(m)/声幅解释结果固井质量：合格变密度解释结果/ 钻井异常提示/1.2气层基本数据（见表2-1.2.3）表2-1 研究院解释气层电测解释数据表层位气层井段(m)厚度(m)电阻率(Wm)时差(s/ m)密度(g/cm3)泥质含量(%)孔隙度(%)基质渗透率(10-3mm2)含气饱和度(%)解释结果顶深底深盒8下13454.83457.32.54

3、7.29261.782.428.3814.853.56982.00气层山113480.93484.63.871.30247.242.4811.0611.230.59379.58气层山133504.03507.33.387.19220.382.5812.826.200.12167.40气层3507.33510.83.5183.34221.222.559.076.910.16580.32气层山213519.63521.82.189.79224.112.5610.826.301.75255.16含气层3521.83524.52.8137.67229.192.507.258.242.76172.32气

4、层表2-2 测井站测解气层电释数据表层位气层井段(m)厚度(m)电阻率(Wm)时差(s/ m)密度(g/cm3)泥质含量(%)孔隙度(%)基质渗透率(10-3mm2)含气饱和度(%)解释结顶深底深盒8下13454.63457.22.645.16260.782.4314.5312.871.60060.88气层山113480.93484.83.971.81246.402.4915.1210.900.99063.24气层山133504.13507.43.385.81220.382.5817.406.600.14047.44差气层3507.33510.83.5179.76221.242.5513.28

5、6.760.21062.02气层山213519.83522.42.691.56224.522.5614.957.240.21053.58差气层3522.43524.52.1156.99231.312.4810.378.440.41068.77气层表2-3 气层邻井效果对比表井 号项 目桃2-20-9C2桃2-20-10桃2-20-2盒8山1盒8山1山2盒8下山1山2测井综合解释成果有效厚度（m）2.82.06.03.64.32.510.62.82.1孔隙度（%）14.256.237.885.215.8414.858.248.246.30基质渗透率（10-3m2）2.6190.1260.4740

6、.1420.1673.5690.3052.7611.752含气饱和度（%）82.6567.0950.8071.7073.2082.0076.0372.3255.16综合解释结果气层气层含气层气层含气层气层气层气层含气层气测结果全烃含量(%)最大7.196026.379410.810012.260032.900086.234287.748784.6422基值0.83232.42731.74000.28004.99001.42570.99370.7072qAOF（104m3/d）地层压力 （MPa）30.1（预测）30.5（预测）30.7（预测）硫化氢含量（mg/m3）桃2区块:04二氧化碳含量（

7、 %）桃2区块: 01.52二、设计依据及试气方式2.1 设计的依据2.1.1依据长庆油田公司苏里格气田研究中心编写的桃2-20-2井试气地质设计和川庆钻探工程有限公司工程技术研究院编写的桃2-20-2井试气工程设计进行编写。2.1.2执行Q/SY 53-2002 试油（气）试采设计规范。2.1.3 SY/T 6125-2006 气井试气、采气及动态监测工艺规程。2.2 试气方式常规试气工艺。三、试气施工工序1、 通井、洗井、试压2、替入压井液3、电缆射孔4、压裂施工5、放喷排液及诱喷根据压裂后开井放喷的时间要求采用3-8mm油嘴由小到大控制放喷。若喷不通，则采用气举诱喷方式，诱喷后用油管控制

8、放喷排液。6、求产四、参数的计算与选择4.1 管柱强度计算 本次压裂，井口限压70MPa，平衡压力为25MPa，预测本井上古地层盒8下地层压力30.1Mpa，山1地层压力30.5Mpa，山2地层压力30.7Mpa4.1.1套管与油管强度（见表3）表3 套管、油管性能数据表管柱类型尺寸钢级壁厚mm内径mm外径mm重量Kg/m抗拉强度KN抗内压强度MPa抗外挤强度MPa下深m水泥返高m套管95/8J558.94226.6244.553.571881.624.2713.927479.0地面51/2N809.17121.4139.729.761903.863.36360.8813572.342756油

9、管2N805.5162.073.029.67645.1372.977.03490.04.1.2套管与油管强度校核（见表4）表4 管柱强度校核表管柱类型项目安全系数结论套管抗内压强度校核1.91安全油管抗拉强度校核1.21安全抗内压强度校核井口位置：1.62安全油管中部位置：2.12安全封隔器位置：1.82安全4.2 射孔参数4.2.1射孔方式：电缆输送常规射孔4.2.2射孔液： 射孔液配方:0.3%JF-50+5.0%KCL+清水, 射孔液40m3，液面深度 0m。4.2.3射孔参数（见表5）表5 射孔参数表层位气层井段(m)厚度(m)射孔井段(m)厚度(m)射孔枪弹射孔相位孔密(孔/m)盒8

10、下13454.8-3457.32.53453.0-3456.03.0SYD-102（127）6016山113480.9-3484.63.83481.0-3484.03.0山133504.0-3507.33.33506.0-3509.03.03507.3-3510.83.5山213519.6-3521.82.13521.0-3524.03.03521.8-3524.52.8五、试气压裂主要设备、工具及器材5.1 试气主要设备、工具及器材表5-1 试气设备、工具及器材表序号项目名称型号、规格数量备注（标准）1井架修井机井架XJ35012动力设备修井机XJ35013游动系统游动滑车大于800KN14

11、动力设备发电机100KW15井口KQ65-70KQ65/7016储液罐30m3满足施工需要217井控设施防喷器2SFZ18-35防喷器35MPa1油管旋塞30MPa1开关工具齐全完好防喷井口35MPa1与作业井口匹配8消防器材35Kg灭火器2具8Kg灭火器4具消防斧1把消防锨4把消防桶4个消防砂2方消防毛毡10条9安全检查与防护设施正压式呼吸器6套有毒有害气体监测仪4台应急药箱1个10其它5.2 压裂施工主要设备及材料表5-2 压裂主要设备序号设备名称规格型号 单位 数量 备 注（标准）1主压车2000台5满足最大施工排量要求2混砂车台 1与主压车配套，保证连续加砂，配齐比例泵3仪表车台 1现

12、场必须能打印出施工曲线 4压裂管汇套 1与主压车配套 5水泥车ACF-700B台16砂罐车台 7满足施工需要7配液设备套 18液氮泵车台1必须满足泵注程序液氮最大排量要求9液氮罐车台2表5-3 液罐、压裂用水及液氮准备表名 称数量产 地30m3液罐(个)21中国活性水用水(m3)60本地饮用水原胶液用水(m3)570本地饮用水液氮(m3)20.1中国表5-4 压裂配液材料用量表材料名称原胶液(570m3)Kg交联液(4.0m3)kg活性水(60m3)Kg实际用量kg备注羟丙基胍尔胶3300 3300 山东昊鑫JF-50气井助排剂2850 1803030 山东昊鑫JM-100杀菌剂570 570

13、 山东昊鑫Na2CO3纯碱850 850 山东海化JFP-2起泡剂2850 2850 山东昊鑫KCl氯化钾5700 5700 俄罗斯JOP-2粘土稳定剂1710 1801890 山东昊鑫TA-1温度稳定剂570 570 山东昊鑫JL-1(A)胶联2400 2400 山东昊鑫JL-B胶联290290山东昊鑫（胶囊）LZEN60西安奥德过硫酸铵APS45陕西宝化六、施工步骤及要求6.1搬迁安装6.1.1根据井场现状、周边环境及当地风向，按照长庆油田井下作业井控实施细则的要求合理布置井场。6.1.2按照相关标准立好井架，井架基础平稳牢固，地锚、绷绳符合要求。6.1.3按照长庆油田井下作业井控实施细则

14、安装好地面放喷管线，并做好排污池、排污渠的防渗工作。6.1.4经采气三厂产建项目组和监督部验收合格，取得开工令后方可施工。6.2通井6.2.1要求下井油管认真检查、丈量准确，误差小于0.2米/千米，做好油管丈量记录。6.2.2拆卸采气树，备好防喷井口，下115mm通井规通至人工井底,油管下井前用59.5mm通管规逐根通过，均速下管速度控制在6m/分钟，遇阻或探人工井底加压不超过30KN。6.3洗井试压6.3.1洗井液采用清水洗井，洗井液量大于60m3，洗井排量大于650L/min，返出洗井液机械杂质含量小于0.2%，并再次实探人工井底。6.3.2清水试压25MPa，30分钟压力下降小于0.5

15、MPa。6.3.3起出通井规认真检查并描述通井规外观情况。6.4射孔6.4.1洗井结束后正循环替入射孔液。6.4.2认真核对“射孔通知单”，经双方签字认定后方可进行下步施工。6.4.3关好防喷器，将井口螺丝上全上紧，用活性水试压25MPa，稳压30min，各部位无渗漏后按测井队要求配合射孔。6.4.4射孔过程中严格落实坐岗观察制度，做好有害气体监测工作，发现异常情况及时汇报，并执行该井应急预案；6.4.5射孔过程中及时补充压井液至井口。6.4.6射孔后若自喷，则将井筒内压井液放喷干净后，选择合适油嘴按自喷井求产标准求产;射孔过程中发生井喷，来不及起出电缆，就剪断电缆，抢关防喷器；若不喷，则进行

16、下步施工。6.5压裂施工6.5.1压裂方式：采用27/8油管注入，机械工具+投尼龙球分层压裂山21、山13、山11、盒8下1气层6.5.2压裂管柱结构（见表6-1、图1）34mm喷砂器球座+27/8（N80 EUE）油管短节1根+K344-112封隔器+水力锚+滑套喷砂器+27/8（N80 EUE）油管3根+K344-112封隔器+滑套喷砂器+27/8（N80 EUE）油管3根+ K344-112封隔器+水力锚+安全接头+调整短节+27/8（N80 EUE）油管至井口（钻具结构见图1）。表6-1 井下工具下深数据表工具名称34mm喷砂器球座K344-112封隔器滑套喷砂器K344-112封隔器

17、深度(m)3490.03486.03484.53460.0工具名称滑套喷砂器K344-112封隔器安全接头深度(m)3459.03430.03428.56.5.3压裂液配方和数量6.5.3.1活性水配方：0.3%JF-50+0.3%JOP-2+清水， 数量：60m3（2罐）6.5.3.2压裂液配方：0.58JHA-6(HPG)+0.5%JF-50+0.1%JM-100+0.15%Na2CO3+0.5%JFP-2 +1.0%KCl+0.3%JOP-2+0.1%TA-1 数量：570m3（19罐）6.5.3.3交联液配方: 50%JL-1(配制方法：以JL-1（A）：JL-B=100：(6-12)

18、混合，再用清水稀释到50%) 数量：4.0m3交联比: 100：0.5-0.7（最佳交比以现场实测为准）。6.5.3.4破胶剂：山13：准备过硫酸铵15公斤,LZEN 20公斤。加量按0.003%-0.005%-0.007%-0.009%-0.01%-0.03%-0.05%-0.07%-0.09%人工楔型追加。山21：准备过硫酸铵10公斤,LZEN 15公斤。加量按0.003%-0.005%-0.008%-0.01%-0.03%-0.05%-0.07%-0.09%人工楔型追加。山11：准备过硫酸铵 10公斤,LZEN 10公斤。加量按0.005%-0.008%-0.01%-0.03%-0.05

19、%-0.07%-0.09%-0.11%人工楔型追加。盒8下1：准备过硫酸铵 10公斤,LZEN 15公斤。加量按0.005%-0.007%-0.009%-0.01%-0.03%-0.05%-0.07%-0.09%-0.11%人工楔型追加。配液说明：配基液时，先加入JM-100，再加入KCL、JOP-2,用射流真空吸入JHA-6，防止形成鱼眼，搅拌30分钟再加入JF-50、Na2CO3、TA-1、JFP-2，最终基液粘度大于60mPa.s。6.5.4压裂施工参数（见表6-2、6-3）表6-3 压裂施工参数表层位前置液量m3携砂液量m3顶替液量m3施工排量m3/min支撑剂量m3含砂浓度Kg/m3

20、平均砂比%平衡压力MPa液氮（m3）山1353.088.110.72.622.0+0.6430.025256.4山2136.074.910.92.518.0+0.5412.824255.2山1132.058.410.62.414.0+0.4412.824254.0盒8下134.062.510.52.515.0+0.4412.824254.56.5.5压裂施工管柱性能参数（见表6-4）表6-4 压裂施工管柱性能参数表规 格钢级壁厚(mm)内径(mm)外径(mm)重量(Kg/m)抗拉强度(t)抗内压强度(MPa)抗外挤强度(MPa)抗拉安全系数27/8外加厚N805.5162.073.09.676

21、5.7574.366.21.946.5.6支撑剂类型及规格（见表6-5）表6-5 支撑剂性能参数及用量表支撑剂名称粒径（mm）体积密度（g/cm3）真密度（g/cm3）52MPa破碎率(%)数量（m3）重量（Kg）中密度陶粒0.425-0.851.723.304%70.91219486.5.7压裂施工程序（见表6-6、6-7、6-8、6-9）6.5.8压裂施工要求6.5.8.1压裂井口：采用KQ65-70下悬挂采气井口，油管用直坐式联接。6.5.8.2排污设施：井场挖好能容纳所有施工液体的排污坑和排污渠,以免污染环境。6.5.8.3油管、井下工具及其它：6.5.8.3.1油管： 2（N80 E

22、UE）油管3550.0m； 2（内径大于59mm）调整短节20m（长度不等、带变扣）；6.5.8.3.2井下工具：K344-112型封隔器3套；水力锚2个，滑套喷砂器2个，喷砂器球座1个，安全接头1个，35mm钢球1个、40mm钢球1个，以上工具由盘锦华维井下工具公司提供；18.1mm尼龙球58个，由江汉井下测试公司准备。6.5.8.3.3其它工具：其它工具：十口分配器1个；八口分配器1个； 4软管线24条（其中一公一母8条）。6.5.8.3.4储液罐：30m3储液罐21具；闸门配齐油壬头；2.0m3池子1个。6.5.8.3.5施工用水：清水630m3（其中配原胶液用570m3；配活性水用60

23、m3），其它工作液体另备。6.5.8压裂施工泵注程序表6-6 山13压裂施工泵注程序工 序分段液体性质施工液量加砂量m3混砂液量m3砂液比排量泵注时间min泵注总时间min胶液液氮混砂液液氮m3%kg/m3m3/min山13，射孔段：3506.0-3509.0m低替原胶液9.5 9.5 0.3-0.5坐封原胶液2.0 2.0 0.5-2.6泵前置液1交联液16.0 1.2 16.0 2.6 0.20 6.15 6.15 2交联液12.0 0.9 0.60 12.3 5.0 862.6 0.20 4.74 10.89 3交联液25.0 1.9 25.0 2.6 0.20 9.62 20.50 泵

24、携砂液1交联液10.1 0.6 1.0 10.6 9.9 1702.6 0.14 4.09 24.59 2交联液12.6 0.7 2.2 13.7 17.4 3002.6 0.14 5.29 29.88 3交联液18.9 1.1 4.5 21.2 23.8 4102.6 0.14 8.17 38.05 4交联液24.1 7.0 27.7 29.1 5002.6 10.67 48.72 5交联液15.0 4.8 17.5 32.0 5502.6 6.73 55.45 6交联液7.4 2.5 8.7 33.7 5802.6 3.35 58.80 泵顶替液原胶液10.7 10.7 2.4 4.46 63.26 注入顶替液1.0m3时，开始投尼龙球58个，投球速度为2030个/min小结陶粒22.0m3，段塞0.6m3，砂比25%，含砂浓度430.0kg/m3，排量2.6m3/min，前置液53.0m3，携砂液88.1m3，顶替液10.7m3，总液量163.3m3，前置液比例37.6%，液氮6.4m3