SY∕T 7493-2020 浅海油井压裂设计、施工规范(石油天然气).pdf
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1、ICS 75.020 E 14 中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 7493-2020 浅海油井压裂设计、施工规范Fracturing design and treatment specification for oil well in shallow water 2020-10-23发布2021-02-01实施国家能源局发布SY/T 7493-2020 目次前言.11 1 范围2 规范性引用文件.3 设计13.1 设计原则3.2 资料收集23.3 设计 23.4 小型压裂测试 43.5 设备选用要求.43.6 压裂设计文本.4 4 施工54.1 压裂施工前准备及要求.5 4.2 压裂施
2、工步骤.6 4.3 压裂施工设计文本.75 压后返排要求.7 6 井控要求77 健康、安全与环保要求.7 7.1 健康要求.7 7.2 安全要求.7 7.3 环保要求.88 应急预案.8 附录A(资料性附录)浅海油井压裂设计书格式.9 附录B(资料性附录)浅海油井压裂施工设计书格式.15SY/T 7493-2020 目IJ1=1 本标准按照GBrr1.1-2009 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。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由采油采气专业标准化委员会提出并归口。本标准起草单位:中国石油大港油田石油工程研究院、中海油
3、研究总院有限责任公司钻采研究院、中国石油集团海洋工程有限公司(天津分公司)、中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院、中国石油勘探开发研究院压裂酸化技术服务中心、中海石油(中国)有限公司上海分公司。本标准主要起草人:隋向云、回福春、赵玉东、张胜传、彭成勇、孙永涛、忖大其、李爱山、陈紫薇、贾云鹏、左家强、李伯芬、张光华、何春明、李小凡。II SY/T 7493-2020 浅海油井压裂设计、施工规范1 范围本标准规定了浅海油井压裂设计、施I.压后返排、井控、健康安全环保和应急预案要求。本标准适用于浅海油站非动力定位船舶压作业的油井压裂设计和施工。2 规范性引用文件下列文件对于本文件
4、的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,1又注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文1$其最新版本(包括所J育的修改单)适用于本文件。GBrr 20970石油天然气工业井下工具.,j;f隔器和桥塞NBrr 14003.3-20l7 页岩气压裂液1第3部分:连续混配压裂液性能指标及评价方法 SY/T 5107-2016 根基压裂i1I佳能评价方法SY厅5108水力压裂和.1r.充填作业用支撑剂性能测试方法SY/T 5289-2016 1且气、水井压裂设计与施工及效果评估方法SY/T 5329-2012 碎屑着油藏注水水质指标页分析方法SY/T 5587.5常规修如作业规程第音弘:井下作业
5、井筒准备SY/T 5587.9 常规修拌作业规程第9部分:换井口装置SY/T 5727 井下作且安全规程 SY 5747-2008浅滩)海钢质定平台安全规则SY/T 6044浅(滩)海石油天然陆战全应急平SY/T 6270-2017 油天然气钻探设在手固井、应裂管汇的使用与维护SY/T但76石油天气气工业健严丰金与环境管理体mSY/T 6277-2017 耐化氢环境人身防护规范盯IT 63但压裂支叶剂导流能力斗l试古法SY/T 6321-2016 肖海采油与井气作业安全规程SY/T 6345 海洋石甜作业人员安全资格SY/T 6432 浅海石甜作业井控规范SY/T 6581-2012 高k温气
6、井测试工艺技术细程SY/T 6604 浅海试油作业安全规范SY/T 10046 船舶靠泊海上设施作业规范海洋石油安全管理细则国家安全生产监督管理总局第25号令及其修正令3 设计3.1 设计原则在满足浅海油井油藏需求的基础上,保证安全环保的前提下,充分挖掘浅海油井压裂工艺技术潜SY/T 7493-2020 力,实现浅海油井经济效益最大化。3.2 资料收集3.2.1 收集施工井海域气象资料,应包括以下方面:a)天气、气温和温度。b)风向和风力等。3.2.2 收集施工井海域的海况资料,应包括以下方面:a)地理位置:井位坐标、港口、避风点等。b)构筑物:钻修试采设施、船舶、海底管缆、渔具敷设、障碍物等
7、。c)水文:水深、i朝沙、潮流速度、潮流方向、浪高、涌高、海床状况、海冰等。d)收集施工油井基础资料,按照SY/T5289-2016中4.1的规定执行。3.3 设计3.3.1 压裂材料的评估与优选3.3.1.1 压裂液优化及其性能参数3.3.1.1.1 压裂液用添加剂满足安全环保要求。3.3.1.1.2 根据储层物性、近井海水性能、配伍性实验、环保性和经济性优选压裂液类型。3.3.1.1.3 海水基压裂液材料优化:a)配液用海水要抽样测试矿化度、pH值和固体悬浮物。b)配液用海水固体悬浮物含量应小于或等于50mg凡。测定方法按SY/T5329-2012中5.2的规定执行。c)进行压裂液用添加剂
8、与海水配伍性能测试,优化海水基压裂液配方。d)压裂液用添加剂宜为液态,宜采用连续泪配方式配制压裂液。3.3.1.1.4 淡水基压裂液体系材料优化应根据压裂日的层温度、岩性、力学性质、敏感性实验结果和储层流体性质优化,配制方法根据压裂工艺要求确定。3.3.1.1.5 压裂液性能参数应满足以下要求:a)压裂工艺设计要求。b)交联压裂液技术指标和性能评价方法见表1。c)若采用连续混配工艺,压裂液应满足在常曲或现场环境温度下3min内站度达到稳定茹度的80%以上,且均匀无固相。3.3.1.2 支撑剂优选及其性能参数支撑剂的性能评价及优选,综合考虑压裂储层的有效闭合应力、杨氏模量、支撑剂短期导流能力和长
9、期导流能力等因素,并结合预测的压裂井产量指标、稳产期指标和经济指标等进行优选。物理性能测试方法执行SY/T5108的规定,导流能力测试方法执行SY/T6302的规定。3.3.2 压裂方案及施工参数优化3.3.2.1 压裂层段优选综合考虑压裂目的层地应力大小、含油性、天然裂缝、距水层的距离、隔层情况、固井质量及现有浅海施工工艺技术情况等因素,优选压裂层段。2 SY/T 7493-2020 表1交联压裂液技术指标和性能评价方法7页H技术指杯评价方法200C t 600C 15 60 交联时间60C 豆豆t 1200C 30 120 按syrr5107-2016中7.3的规定执行s 120C t 1
10、80.C 60 300 在高温高压同轴旋转站度计样品杯中加满压裂液后,对样品加热。控制样品升温速度为3.CImin士0.20C Imin,从30.C开始实验,同时转于以剪切速mPa.s hL 50 率170l转动,温度达到要求测试的温度后,保持剪切速率和温度不变,直至达到要求的剪切时气、电-秸l因为度司值rt.来0_确且在定压过裂提j夜取耐值温对耐应剪的切时自间、温度和表观E力破胶液运动秸度飞运5.007-20!6 1 7.9叩执行mm2/s J 破胶破胶;夜表面张力./.;28.0 性能mN/m/破胶液与m煤N户1m界面张力 在,2;0残渣含量.-F俨.;300 按syrr5107-2016
11、中7.10的规定执行mglL 破乳率1/二注95 按Sy厅5107-2016巾7.11.1的规定执行%降阻率回晶二注60 按SYcril072016中7.12的规定执行%.,.-.嘈嘈国、与地层水配伍性(宰温和睛层温度下)无沉撞,无絮凝按syrr51肌均6中7.11.2的规在执行CST值按NB厅附3.3斗2017中6川的规定执行根据储层特征、井吁井筒条件和浅海施工作jFF选择安全可靠、不损坏套管和管外水泥环、不污染海洋环境及满足压裂要求的压裂方式。3.3.2.4加砂规模支撑J长和导流能力优化参考同区块同层位岩性相同邻井压裂施工、生产情况,利用压裂设计软件模拟不同加砂规模下的压后产量,考虑浅海压
12、裂设备能力,按照经济效益最大化原则,优选最佳加砂规模,确定最优支撑缝长和导流能力。3.3.2.5 排量及施工压力确定根据压裂目的层地应力、不同施工排量下压裂液体系的降阻能力、施工管柱结构、摩阻和压裂目的层垂直深度及压裂液密度等参数计算施工压力,综合考虑压裂管柱、井口装置承压能力、船舶设备能力、施工规模和裂缝延伸等多个因素确定排量及施工压力。3 SY/T 7493-2020 3.3.2.6 前置液量利用压裂设计软件模拟不同前置液量条件下裂缝延伸和缝内支撑齐IJ铺置结果,参考同区块同层位相同岩性邻井压裂施工情况,综合考虑施工成功和经济效益确定前置液量。3.3.2.7 提砂液量根据裂缝模拟结果确定携
13、砂液量,满足设计的支撑缝长。3.3.2.8 支撑剂浓度综合考虑水力裂缝模拟结果、支撑剂铺置浓度和导流能力实验结果、压裂液携砂性能、泵注排量及压裂设备能力等确定支撑剂浓度。3.3.2.9 顶替液量顶替液量应为将携砂j夜全部顶替进入储层所需的泵注液量即挂人管柱内容积体积、?昆:pj、撬和压裂泵撬至井口管线的泵(管线)内容积之和。3.3.2.10 管柱及压裂井口优选高含硫油井和高压油井宜选择油管注人压裂方式:其他油井按照SY/T5289-2016中4.4.13的规定执行,并能满足井控要求。3.4 小型压裂测试3.4.1 对于新区新层压裂,主压裂前宜进行小型压裂测试。3.4.2 根据小型压裂测试结果,
14、考虑船舶现场作业能力,及时调整压裂施工参数。3.5 设备选用要求3丘1泵送设备、1昆在t、设备和配液设备宜为撬装设备,泵送设备正常运行时上水效率应大于85%,混砂设备供液压力应达到0.3MPa 0.5MPa,连续氓配设备供液能力达到设计排量的1.2倍,要求泵送设备、白砂设备和配液设备的连续作业时间满足施工要求。海水过滤设备应满足配液用海水水质和压裂配液要求。3.5.2 支撑剂储备设备应具有设计砂量的1.1倍容积,底部带有加砂阀门并且可以架高1.0m以上。3.5.3 压裂船舶储存海水设备应具有防腐蚀性能。3.5.4 压裂成套装备所用高压管汇应满足设计最大排量需求,额定压力按SY/T6270-20
15、17中4.3.6的规定执行;高压管线应采用钢质管线,高压软管压力级别不得低于钢质主流程管线。3.5.5 压裂设备应符合海上设备吊装及运输要求。3.5.6 压裂船舶应满足以下要求:a)压裂船舶的抗风能力应不低于8级。b)整体载荷、单位面积载荷和甲板空间尺寸应满足压裂设备布局要求。c)压裂船舶应具备盛装过滤海水与工业淡水的舱室,便于压裂施工配液、流程清洗等。d)压裂船舶应符合施工海域航行、靠泊要求,甲板承载力及布置应符合施工要求。3.6 压裂设计文本浅海油井压裂设计书格式参见附录A。4 SY/T 7493-2020 4 施工4.1 压裂施工前准备及要求4.1.1 井筒准备及井口安装4.1.1.1
16、4.1.1.2 4.1.1.3 4.1.1.4 井筒准备按照SY/T5587.5的规定执行。按压裂设计要求晦备施工管柱及井下工具。对封隔器和桥塞、裂否应按GB/T20970的规定执行。固自按SY/T5587.9规定安装井呵。井口装置应用钢丝绳绷紧固定。4.1.2 压裂材料准备4.1.2.1 压裂液准备压裂液准备应满足以下要求:a)压裂液材料应满足压裂设计数量主求,并具有合格证和质量检测too告。b)所有压裂液用料包带陆海上设备吊装及伊要求。c)对置放于桶、袋吁的化学品需添加遮罐物才防止日光直射和雨淋,桶装的化学品不应重叠摆放。Id)应按压裂工艺设计配方的要求和用量进行压裂液配制。!恒、re)配
17、液设备和储存设悔应清?):IfT净,并对各种工作液盛放容器编号并标明所盛液体名称。I.r f)压裂用海水固体悬浮物应满足设计要求。g)ffittW好后,7珩同1面开明附于酬。4.1.2.2 支撑剂准备4.1.3 压裂装备准备4.1.3.1 从事海上压裂作J的压裂船舶和钻修试采设缸叫资质和证书应销合盯1-2016中3.2的规定,安全设备设施应符合SY/T6321-2016中5.l的规定。4.1.3.2 压裂泵撬、;氓昆砂撬配配-液撬一连续求。压裂泵撬应在满足设计水马力基础上增加备用泵撬至少1台。施工过程中备用泵撬应处于启动状态,需要时能立即投入使用。4.1.3.3 压裂施工所需的辅助设备按压裂设
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