完井工程课程设计.docx
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完井工程课程设计.docx
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完井工程课程设计
完井工程课程设计
1基础数据
表1-1钻井基础数据表
地理位置
河南省焦作市马村区
构造位置
位于焦作煤田中东部,西南以凤凰岭断层为自然边界,东南以九里山断层为自然边界,与韩王井田相隔,东北与冯营井田相邻,西北以李庄断层为界与小马村井田相邻。
开钻日期
2011年11月11日
完井日期
2012年1月4日
井别
煤层气开发井
完钻层位
石炭系上统太原组C3t
完钻井深(m)
煤层温度(℃)
最大井斜/方位/井深
23
最大井斜°;方位315°;所在井深;井底位移。
套管程序
规格
(mm)
下入深度
(m)
钢级
壁厚
(mm)
水泥返深
(m)
固井
质量
生产套管
N80
539
合格
联入(m)
人工井底(m)
短套管位置(m)
表1-2煤层综合解释成果表
层位
层号
井段
(m)
厚度
(m)
含气量(m3/t)
结论
山西组
二1
煤层
表1-3地层分层数据及地层剖面描述
地层
岩性描述
第四系
底界深度,主要是卵石层和粘土,两者交替出现,其中卵石层厚度较大,与下伏地层呈角度不整合接触。
石千峰组
底界深度213m,上部岩石以砂岩和泥岩为主;中部主要是中粒砂岩和中粒石英砂岩,其中夹有部分泥岩;下部主要是厚层的粗粒石英砂岩。
上石盒子组
底界深度,上部主要是粉砂岩和中粒砂岩,中间夹有一定厚度的含砾石英粗粒砂岩和含砾中粒石英砂岩;中部和下部为粉砂岩、细砂岩和泥岩的互层。
下石盒子组
底界深度为,上部主要是粉砂岩、细砂岩和中粒砂岩;中部以泥岩和砂质泥岩为主,其中夹有较厚的细砂岩;下部主要是含泥粉砂岩、含粉砂质泥岩和泥岩。
山西组
底界深度749m,以粉砂岩、细砂岩和中粒砂岩为主,其中739m-744m为5m后的煤层,煤层顶板733m-735m为2m厚的中粒砂岩,735m-739m为4m厚的粉砂岩,和煤层底板744m-749m是5m厚的粉砂岩。
太原组
底界深度794m,以泥岩、灰岩和粉砂岩为主。
2施工
施工目的
利用水力加砂压裂工艺技术改善煤层的原始渗流条件,提高煤层气井的产能。
通过生产井的排采取得全套生产参数,用以指导该地区的煤层气勘探开发。
固井
固井的主要材料为钢级为J55的表层套管和钢级为N80的生产套管,G级水泥和水。
表2-2-1套管程序和水泥返高要求
套管程序
井段
(m)
井深
(m)
套管外径
(mm)
套管下深
(m)
水泥返深
(m)
一开
101
100
地面
二开
101-801
801
800
539
射孔
本设计采用102枪弹在煤层段按照90度螺旋相位射孔,射孔的孔密为16孔/米,射孔的厚度为5m,射孔的总数为80孔。
压裂
表2-4-1压裂层段
压裂层位
射孔井段
(m)
射孔厚度
(m)
渗透率
(10-3μm2)
孔密
(孔/米)
孔数
(孔)
射孔枪型
煤层段
枪弹
表2-4-2施工参数
破裂压力MPa
动态缝宽mm
支撑剂用量m3
闭合应力MPa
支撑缝宽mm
施工排量m3/min
动态缝长m
支撑缝高m
平均砂液比%
支撑缝长m
压裂液用量m3
施工最高水马力hp
4150
压裂液配方及各种原料、添加剂用量
(1)压裂液配方
活性水:
清水+杀菌剂%+%KCl
表2-4-1-1原料、添加剂备料单
清水
760m3
杀菌剂
380Kg
氯化钾(KCl)
3800Kg
(2)配液顺序及说明:
①配液水质PH为—,机械杂质小于%。
②技术要求:
配液用水必须清洁,配完的压裂液要进行充分的搅拌,混合均匀;按照《中联煤层气有限责任公司煤层气行业标准-煤层气井压裂技术规程》执行。
表2-4-1-2压裂作业用液
液体名称
压裂液
测试用液
前置液
携砂液
顶替液
液量(m3)
0
160
167
表2-4-1-3压裂层段施工执行表
程序
液量
(m3)
砂比
(%)
砂量
(m3)
排量
(m3/min)
备注
前置液
160m3
60
30
3
30
20
5
20
携砂液
167m3
20
5
加入粒径∮石英砂支撑剂
尾追粒径∮石英砂支撑剂12m3
平均携砂比%
19
10
28
15
30
20
40
23
30
26
顶替液
测压降
0
测压降60分钟
合计
20+12
说明:
1、注入顶替液采用降排量微欠量顶替。
2、根据施工压力情况,可适当调整施工排量。
施工准备
表2-4-2-1压裂设备及主要参数
设备名称
单位
数量
备注
2000型泵车
辆
6
100BPM混砂车
辆
1
管汇车
辆
1
仪表车
辆
1
砂罐车
辆
5
10m3/辆
压裂液大罐
具
16
50m3/具
作业设备
(1)40吨修井机1套;
(2)Ф118mm通井规1根;
(3)KY35/65井口1套;
(4)SFZ18-35A型防喷器1套;
(5)发电机(50KW)1台;
(6)Ф73mm油管800m;
支撑剂
(1)Φ石英砂
(2)Φ石英砂
(3)Φmm石英砂
技术要求:
圆度不低于,球度不低于,清洁无杂质。
施工步骤
压前井下作业准备
压裂前安装好容积为40m3的软体大罐10个,分别向每个大灌中各加入KCl200kg,共计加入KCl2000kg,分别将各个软体大罐注满清水,共计400m3压裂液,压裂液的KCl浓度为%。
压裂液用水为EC参-001井附近农用水井的水。
安装好额定工作压力35MPa/cm2的350型井口采油树。
2辆运输砂罐车各装粒径∮石英砂10m3,1辆运输砂罐车装粒径∮石英砂10m3,1辆运输砂罐车装粒径∮石英砂5m3。
共计准备粒径∮石英砂20m3,粒径∮石英砂15m3。
排液
(1)压裂结束后12小时,用3mm油嘴或针形阀控制放喷,观察排出液体性能。
记录排液时间、压力、排量、累计液量、Cl-、pH值等。
(2)排液时,有气体产出时,要在出口处每班点火一次,进行产气情况描述;
(3)施工排液及求产过程中,井场配备H2S气体监测及防护装置,若监测到H2S气体,则严格按照有关H2S气体操作规范操作执行。
探砂面、冲砂
当井口压力降至0MPa时,下冲砂管柱探砂面,要求指重表悬重下降范围在10-20KN,两次深度不超过;用%KCl盐水冲砂至井底,当返出液中含砂量低于%时,应再反复探砂面两次,砂面上升不超过1m为合格。
换井口装置
拆下KY35/65井口,换上KY25/65井口装置。
下完井管柱
按下泵设计要求完成生产管柱。
环保治理、交井
试采合格后,配齐全采油树,保证不渗不漏,拆迁修井设备,治理环境污染,恢复井场原貌,按标准交井。
施工过程
11时02分10秒至13时44分40秒进行压裂施工。
共注入压裂液232m3,其中前置液110m3,携砂液110m3,顶替液。
加入粒径∮石英砂支撑剂18m3,平均施工携砂比%。
施工排量~min,破裂泵压,施工泵压,停泵压力。
11时02分20秒开始注入前置液,破裂压力。
11时12分注入压裂液40m3时开始以较低的携砂比(3%、5%)加入粒径∮石英砂支撑剂,到11时21分20秒共注入前置液110m3,低携砂比加入粒径∮石英砂支撑剂。
施工排量~min,施工泵压~~。
11时21分20秒开始以10%的携砂比正式加入石英砂支撑剂,11时31分50秒由于施工泵压上升较快,停止加砂,共注入携砂液110m3,加入粒径∮石英砂,平均携砂比%。
施工排量min,施工泵压~。
11时31分50秒开始注入顶替液,施工排量,施工泵压由快速上升至施工最高限压而自动停泵。
而后进行多次的重新开泵,均因施工泵压超过施工最高限压停泵。
共注入压裂液。
13时44分40秒停止施工。
表2-6-1压裂设计参数和施工数据对比表
施工排量(m3/min)
压裂液
(m3)
石英砂
(m3)
平均
砂比
(%)
前置液
携砂液
替置液
总量
中砂
粗砂
总量
设计
300
400
10
710
施工
~
301
402
3压裂曲线判读
图3-1压裂施工曲线
由图3-1可知,当油压曲线在11:
40:
55左右达到最大时,为煤储层的破裂压力,因此可得其破裂压力为。
地层破裂后前置液及加砂阶段压力相对平稳,说明裂缝扩展压力低,排量、加砂速度平稳。
压裂曲线稍微的波动性,说明为裂缝延伸所致。
通过相关软件和测压降曲线可以得出储层的闭合压力、储层压力和地应力及其表皮系数等参数。
利用关井压降曲线形态可大致判断煤岩层的渗透性的高低,压降曲线下降快说明储层渗透性好,压降曲线下降慢说明储层渗透性不好。
因此由图3-1可知该储层的渗透性比较差。
通过图3-1可以看出该压裂过程比较顺利,压裂过程中没有出现砂堵的情况。
4质量保证要求
(1)所用添加剂质检合格后方可使用,保证压裂液的数量和质量。
(2)配置压裂液所用清水应清洁无杂质,所有压裂液罐及拉水罐必须清洗干净。
(3)对配制好的液体在施工前应现场取样检查,如发现不合格,必须清罐后重新配制。
(4)必须保证支撑剂的数量和质量,入井料应达到厂家送样标准。
(5)取全取准施工压力、排量、液量等参数,准确计量各阶段压裂液、支撑剂储罐内的泵入体积和泵注时间,以便与仪表计量结果进行对比校正。
(6)严格按有关技术要求和安全操作规程完成各道工序。
(7)压裂前检修压裂设备,确保设备完好。
(8)严格按设计要求进行地面压裂管汇试压压力,
(9)各作业工序要求有齐全准确的原始记录,压裂队提交连续记录的泵压、液量、排量和砂液比曲线和数据等施工资料。
5HSE要求
健康要求
(1)施工人员应穿戴劳保护具上岗。
(2)施工前按设计要求试压,非施工作业人员严禁进入高压作业区。
(3)施工现场要配备医务急救药品及相关器材、人员。
安全要求
(1)施工前开安全大会,各工作岗位分工明确,听从统一指挥。
(2)施工现场排空、放喷管线用30MPa试压合格的硬管线。
(3)施工现场要设立明显的标志,避免无关人员进入作业区,作业区域严禁烟火。
(4)井场消防设施、井控设备齐全完好,现场备消防车两辆,救护车一辆。
(5)压裂液罐必须距井口20m以外。
(6)安装试压合格压裂井口,井口用地锚固定,施工时井口限压35MPa。
(7)作业、施工过程中,加强井控岗位责任制,牢固树立井喷失控就是灾难事故的思想。
(8)严格按照正确的操作规程安装作业设备、循环系统、井控设备、消防设备,污水或残液回收罐等做到正确安装使用与维护。
(9)排液施工过程中,井场配备H2S气体监测及防护装置,若监测到H2S气体,则严格按照有关H2S气体操作规范操作执行。
环保要求
(1)严格遵守当地环境部门的有关规定,严格执行HS
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