Q/SY
中国石油天然气集团公司企业标准
Q/SY 1457—2012
煤层气井压裂技术规范
The specification of coalbed methane well fracturing technology
2012—04—28 发布
2012一07一01实施
中国石油天然气集团公司 发布 Q/SY 1457—2012
目 次
前言
范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义
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煤层气井压裂设计要求 4. 1 压裂设计原则 4.2　录取资料种类及内容 4.3压裂材料的评估与优选 4.4压裂工程设计内容 4.5压裂方案及施工参数优化 5　煤层气井压裂施工要求
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5. 1 压裂施工前准备及要求 5. 2 压裂现场施工要求 6 压裂后压降测试及其他测试要求 7 压裂后排液要求 8 资料录取要求
8. 1 现场配液资料 8. 2 施工管柱资料 8.3 施工泵注资料 8.4生产或测试资料 8.5压后排液资料健康、安全及环境要求
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前創言
本标准按照GB/T1.1一2009《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中国石油天然气集团公司标准化委员会勘探与生产专业标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：华北油田分公司、中石油煤层气有限责任公司、中国石油勘探开发研究院廊坊
分院。
本标准主要起草人：刘国华、余东合、王凤清、车航、修书志、李薇、杨秀春、陈树宏、管保山、孙粉锦、王一兵。
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4煤层气井压裂设计要求
4.1压裂设计原则 4.1.1设计原则及依据 4.1. 1.1 设计原则是改造煤层并减少煤层伤害，提高煤层导流能力。 4.1.1.2设计依据为煤层气井压裂地质方案。 4.1.2选层原则 4.1.2.1煤层单层有效厚度不小于0.8m。 4.1.2.2应充分考虑距断层和水层距离。距采煤工作面距离不小于400m。 4.1.2.3压裂煤层及其上、下层段50m固井质量应合格。
4.2录取资料种类及内容 4.2.1地质资料
包括煤层及其横向延伸厚度、上下遮挡层厚度及其延伸范围、天然裂缝、上下遮挡层应力状况，
煤心物性分析资料、薄片鉴定、煤岩的各种矿物组分、黏土含量、微观结构、敏感性实验资料、煤岩力学及地应力参数、损害资料等相关资料。
4.2.2钻完井资料
包括钻头类型及尺寸，井眼轨迹，套管的尺寸、钢级、壁厚、下深、抗内压强度、套管变形及管
外窜槽情况，水泥返深、固井质量、目前人工井底，钻井液密度及黏度，钻井过程中的钻时变化、漏失及井涌情况，完井方式等。 4.2.3 录井资料
包括岩屑录井及气测录井相关资料等。
4.2.4测并资料
包括常规测井和特殊测井资料等，了解煤层电性、物性、含气量、渗透率、孔隙度等。 4.2.5射孔数据资料
包括射孔井段的位置、厚度、枪型、弹型、射孔孔数、孔密、相位角、发射率等。
4.2.6井下工具资料
包括井下工具的名称、规范、尺寸、额定压力、承受温度、位置及井下工具示意图等。
4.2.7地下流体资料
包括地层水的密度、pH值、钾＋钠离子含量、硫酸根离子含量、重碳酸根离子含量、氯根、总矿化度、水型等。
4.2.8储层测试及生产测试
包括通过储层测试方法得到的静压、流压、储层温度、表皮系数、堵塞比、有效渗透率等。
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4.2.9历次作业情况
包括历次作业相关资料，如作业时间、类型、过程、效果等。
4.2.10生产动态资料
包括井网及井排距、邻井的生产情况（日产气量、日产水量、累计产量、压力、生产时间等）。
4.2.11邻井、区块压裂经验数据
包括本区块压裂施工排量、破裂压力、平均砂比、加砂规模、压裂液类型、支撑剂类型等。
4.2.12地面资料
包括井场附近的地形、道路等情况。
4.3压裂材料的评估与优选 4.3.1压裂液的类型及配方
根据压裂煤层的地质特点和配伍性实验结果，结合压裂工艺要求确定。
4.3.2压裂液优化及其性能参数
压裂液的性能参数指标按 SY/T 6376 的规定执行。
4.3.3压裂液的性能参数获取方法
压裂液性能参数的获取方法按SY/T 5107的规定执行。
4.3.4支撑剂优选及性能参数获取
支撑剂的性能评价及优选，应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期导流能力等因素。物理性能的测试方法执行SY/T5108的规定，导流能力测试方法执行 SY/T6302的规定，推荐压裂设计中使用裂缝长期导流的有关数据。
4.4压裂工程设计内容 4.4.1煤层气井基础数据 4.4.1.1基本数据：井别、地理位置、构造位置、开钻日期、完钻日期、完井日期、完钻井深、联入、油补距、人工井底、井斜数据、钻井液性能、完井方式、井眼轨迹等。 4.4.1.2套管数据：套管名称、尺寸、钢级、壁厚、内径、下入深度、抗内压强度、水泥返深、固并质量、套管损坏等数据。 4.4.1.3井底落物数据：落物日期、落物名称、落物深度、打捞情况等数据及落物示意图。 4.4.1.4压裂层地质数据：层位、岩性、层号、解释井段、厚度、测井及分析化验成果。 4.4.1.5射孔及补孔数据：日期、层位、层号、井段、厚度、孔密、孔数、相位角、射孔液类型及液柱高度、枪型、弹型、发射率等数据。 4.4.1.6上下遮挡层情况：射孔井段上下岩性、厚度、测井解释结果、地应力剖面等。 4. 4.1.74 邻井压裂及排采情况：邻井压裂施工日期、液量、砂量、砂比、排量、破裂压力、排采情况等。
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4.4.2压裂材料选择 4.4.2.1压裂液的类型及配方：根据压裂煤层的地质特点和配伍性实验结果，结合压裂工艺要求确定压裂液类型和配方。 4.4.2.2支撑剂的类型及粒径：根据煤层闭合应力和煤层结构，结合压裂工艺要求确定支撑剂类型和粒径。 4.4.3压裂方案及施工参数
应包括压裂井段、厚度，压裂工艺管柱，压裂注人方式，压裂液类型及用量，施工排量，支撑剂类型、粒径及用量，压裂井口类型。
4.4.4施工压力及施工功率预测
根据破裂压力梯度、施工排量等参数进行施工压力和施工功率预测，选择满足施工要求的压裂井口等级和压裂车组。
4.4.5压裂施工步骤
应包括现场循环、试压要求、测试压裂、泵注程序等内容
4.4.6压裂后要求
应包括压力降落测试、井温测试、排液要求等内容。
4.4.7应急预案
应包括压裂施工中发生异常情况采取的相应措施及负责单位和人员。
4.4.8健康、安全及环境要求
应包括现场HSE相关要求。
4.4.9压裂施工管柱图
应绘制压裂施工管柱示意图。
4.5压裂方案及施工参数优化
4.5.1压裂方案优化
4.5.1.1压裂层段及射孔方式的优化应综合考虑煤层的结构、煤层平面分布、地应力差异及上下水层距离等因素。 4.5.1.2压裂方式的确定应满足如下要求：
a）根据煤层及井筒条件，且满足改造要求。 b）选择压裂方式，应安全、环保、简便。
4.5.1.3压裂注人管柱及最大排量应根据套管钢级、壁厚及抗内压强度等数据，选择相应承压等级的注入管柱及井口装置，保证施工安全。模拟不同排量下的井口压力，确定最大的注入排量。 4.5.1.4支撑缝长和导流能力优化应用拟三维或全三维压裂设计软件，模拟不同泵注程序下的支撑缝长、缝高、缝宽和导流能力等数据，优选最佳的施工程序。
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4.5.2压裂施工参数优化
4.5.2.1注入排量应综合考虑压裂管柱、井口装置及套管承压能力、压裂液摩阻、施工规模、缝高延伸等多个因素，并根据煤层特点，优化不同施工阶段注入排量。 4.5.2.2前置液量根据裂缝模拟结果，优化最佳前置液量，最大限度降低储层损害。 4.5.2.3支撑剂量根据优化的支撑缝长和导流能力确定。 4.5.2.4支撑剂浓度综合考虑压裂优化的导流能力、储层渗透率、杨氏模量、压裂液携砂性能等因素。 4.5.2.5顶替液量以注入管柱体积为主、充分考虑压裂煤层射孔段底部至注入管柱底部间的套管体积及地面注入管线的容积。
5煤层气井压裂施工要求
5.1压裂施工前准备及要求
5.1.1井场要求 5.1.1.1平整、坚实，人口处宽。 5.1.1.2设备摆放与井口之间距离应符合安全要求。 5.1.1.3道路良好，井场能摆放各种必需的压裂设备，且施工方便。能摆放足够容积的施工液罐、 废液池和计量液罐。 5.1.2井筒准备
并筒准备按SY/T5587.5的规定执行。
5.1.3井下管柱准备
井下管柱准备按压裂工程设计书要求执行。
5.1.4压裂设备准备
5.1.4.1按压裂工程设计书要求备齐需用的压裂设备。 5.1.4.2所有压裂设备在上井及施工前应认真检查，确保施工设备性能良好、备件齐全，确保整个施工安全、顺利进行。 5.1.4.3正式施工前应对压裂车的超压装置进行检测，压裂车超压装置应灵活可靠。 5.1.4.4压裂车正常运行时上水效率应大于85%，要求压裂车、混砂车连续作业能力应满足设计要求，混砂车供液压力应达到0.3MPa～0.5MPa。混砂车排出泵管汇到主管汇至少接三根专用胶管。 管汇到压裂泵车的上水管线应采用缠有钢丝的胶管，并尽可能减少弯曲。 5.1.4.5供液能力不小于设计的最大排量，供砂能力不小于设计的最大加砂速度。 5.1.4.6施工前需对压力计、流量计和密度计进行校对，液体及支撑剂的计量误差应小于5%，压力误差应小于1.5%；仪表车应以每秒一点同时、准确地记录全套数据，保证施工全过程各数据信道及相关软件的连接畅通无故障。 5.1.4.7压力传感器应安装在高压管线或井口上，不能安装在高压管汇与压裂泵车之间 5.1.4.8各岗位通信保证畅通。 5.1.4.9压裂管线应贴地面布置，从地面到井口、地面到高压管汇应用双弯头过渡。
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