Q/SY
中国石油天然气集团公司企业标准
Q/SY 02025—2017 代替Q/SY1025—2010
油水井压裂设计规范
Specificationforfracturingdesign of oil & water well
2017—06—28发布
201709一15实施
中国石油天然气集团公司 发布 Q/SY02025—2017
目 次
A
前言
范围 2 规范性引用文件 3 油水井压裂工艺设计 3.1 压裂设计前录取资料要求 3.2 压裂设计要求 3.3 水力裂缝参数优化 3.4 压裂方案及施工参数优化 3.5 压裂设计书文本油水井压裂施工设计 4.1 压裂施工前准备及要求 4.2 现场施工要求 4.3 裂缝监测与测试要求 4.4 压裂后管理要求质量、健康、安全与环保要求
5
5.1 现场质量控制要求 5.2 压裂安全要求 5.3 压裂施工中的健康及环保要求 5.4 施工结束现场安全与环保要求附录A（规范性附录） 压裂设计书格式附录B (资料性附录) 压裂设计相关图表附录C（资料性附录） 压裂施工现场质量控制表参考文献
S
6
20
23
32 Q/SY02025—2017
前言
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。
本标准代替Q/SY1025—2010《油水井压裂设计规范》，与Q/SY1025—2010相比，主要技术变化如下：
范围修改为“本标准规定了油水井压裂设计的录取资料、设计、材料评估与优选、水力裂缝参数优化、压裂方案与施工参数优化、施工设计、质量健康安全与环境保护等技术要求”；增加了规范性引用文件；修改了压裂设计前录取资料要求（见3.1，2010年版的3.1）；将2010年版的“3.3压裂材料的评估与优选”变更为“3.4.3 压裂材料的评估与优选”；修改了压裂材料的评估与优选（见3.4.3，2010年版的3.3）；增加了水力裂缝参数优化；修改了压裂方案及施工参数优化（见3.4，2010年版的3.4）；修改了压裂施工前准备及要求（见4.1，2010年版的4.1）；修改了现场施工要求（见4.2，2010年版的4.2）；增加了裂缝监测与测试要求（见4.3）；将2010年版的“4.4质量、健康、安全与环保要求”变更为“5质量、健康、安全与环保要求”。
本标准由中国石油天然气集团公司标准化委员会石油工程技术专业标准化技术委员会井下作业分技术标准化委员会提出并归口。
本标准负责起草单位为：中国石油勘探开发研究院廊坊分院、川庆钻探工程公司、渤海钻探工程有限公司。
本标准主要起草人：胥云、翁定为、刘哲、毕国强、尹从彬、余芳、郭英、王欣、管保山、梁宏波、崔明月、耿周梅、陈清、张冕。
II Q/SY02025—2017
油水井压裂设计规范
1范围
本标准规定了油水井压裂设计的录取资料、设计、材料评估与优选、水力裂缝参数优化、压裂方案与施工参数优化、施工设计、质量健康安全与环境保护等技术要求。
本标准适用于油水井压裂设计，气井压裂设计亦可参考。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
SY/T5107水基压裂液性能评价方法 SY/T 5108 水力压裂和砾石充填作业用支撑剂性能测试方法 SY/T5225 石油天然气钻井、开发、储运防火防爆安全生产技术规程 SY/T5587.5 常规修井作业规程第5部分：并下作业并筒准备 SY/T 6277 含硫油气田硫化氢监测与人身安全防护规程 SY/T 6302 压裂支撑剂充填层短期导流能力评价推荐方法 SY/T 6376 压裂液通用技术条件 SY/T 6610 含硫化氢油气井井下作业推荐作法 Q/SY 1145 油气水井压裂施工总结编写规范
3油水井压裂工艺设计 3.1压裂设计前录取资料要求 3.1.1目的层及相邻层位区域地质概况资料应包括地质年代、沉积相、砂体展布、构造图、物源方向等相关资料。 3.1.2目的层及相邻层位钻完井资料应包括钻井井史、钻井地破实验资料；钻井过程中的钻时变化、 漏失、井涌及溢流情况；钻井液密度及黏度；钻头类型及尺寸；井眼轨迹、水平井水平段长度、水平井目的层钻遇率、完井方式及射孔资料；套管的钢级、外径、壁厚、下深、抗内压强度、套管接箍位置、套管变形情况；水泥返高、固井质量、自前人工井底及管外窜槽情况；裸眼完井相关资料等。 3.1.3目的层及相邻层位录井资料应包括岩屑录井、气测录井等。 3.1.4目的层及相邻层位测井资料应包括常规测井和特殊测井等。 3.1.5目的层及相邻层位岩心资料应包括物性分析资料、薄片鉴定、岩石的各种矿物组分、热成熟度、含油气性、黏土含量、胶结类型、胶结物成分、微观结构、敏感性实验资料、相渗特性、岩石力学及地应力参数、损害资料等。 3.1.6目的层流体资料应包括地下原油黏度、密度、压缩系数、凝固点、含蜡量、含硫量等以及地层水的氯离子、水型、总矿化度等。
1 Q/SY02025—2017
3.1.7目的层测试资料应包括静压、流压、温度、表皮系数、有效渗透率、泄油半径等，生产测试资料包括产液剖面、吸水部面等。 3.1.8历次作业情况应包括作业简况、作业类型、作业参数、作业效果、施工材料性质及特殊情况说明等。 3.1.9历次作业的裂缝形态监测资料应包括微地震、微形变、并温等裂缝测试参数。 3.1.10邻井或同区块改造资料包括目的层特征、井网及井排距、剩余油分布、井层情况、改造设计、 施工参数、压裂监测资料、生产和注入动态资料、区域注水连通情况、测试资料等。 3.1.11地面资料应包括井场附近区域的建筑物、道路、水源等环境及相关设施分布等情况。 3.2压裂设计要求 3.2.1压裂施工工艺应与井筒条件相匹配。 3.2.2 2压裂液体系和支撑剂应满足油气藏地质与压裂工艺要求。 3.2.3 压裂工艺参数应达到预期改造目标，且具现场可操作性。 3.2.4压裂设计应有质量控制及配套措施要求。 3.2.5压裂设计应有健康、安全、环保保障措施及应急预案。 3.3水力裂缝参数优化 3.3.1应根据井型确定需优化的水力裂缝参数：
a）直井水力裂缝参数主要为支撑缝长、裂缝导流能力。 b）水平井水力裂缝参数主要为裂缝条数、段间距、支撑缝长、裂缝导流能力。
3.3.2根据预测裂缝形态（常规平面双翼裂缝、分支缝、复杂缝网等），选用或建立相应的油藏数值模拟模型。 3.3.3水力裂缝优化应通过油藏数值模拟确定合理的支撑缝长、导流能力以及水平井裂缝间距。通过压裂优化设计软件进行裂缝模拟（输入、输出结果参见附录B）。 3.4压裂方案及施工参数优化 3.4.1压裂方案优化 3.4.1.1 压裂层段优选：应按压裂目的层地应力大小、含油气性、天然裂缝、距水层的距离、隔层情况、固井质量及现有施工工艺技术情况等因素，优选压裂层段。 3.4.1.2射孔方式应按以下两点优化：
a）应根据目地层特征、井筒条件、压裂工艺要求等因素，优化射孔枪型、弹型、孔密、相位角
等参数。 b）射孔位置宜避开套管接箍、固井质量差等位置。
3.4.1.3压裂方式应按以下四步优选：
a）应根据压裂目的、井型及井筒条件等确定压裂方式（直井合压或分压、水平井分段）和注入
方式（油管/套管注人）。 b）应根据压裂方式、注入方式等条件确定施工管柱组合及最大注入排量、压裂设计并身结构及
压裂管柱（参见附录A)。 c）应根据压裂方式选择分层/段压裂，优选分压工具。 d）应满足改造要求，并遵循安全可靠、经济实用、简便易行等原则。
2 Q/SY02025—2017
3.4.2压裂施工参数优化 3.4.2.1不同阶段注人排量应按照地层情况、施工目的、设备能力、管柱井口确定。 3.4.2.2前置液量应根据裂缝模拟结果，满足设计的动态裂缝长度，综合考虑经济最优、低伤害等因素确定。 3.4.2.3携砂液量应根据裂缝模拟结果，满足设计的支撑缝长。 3.4.2.4支撑剂量应根据优化的改造体积、裂缝条数、支撑缝长、裂缝导流能力及设备能力等确定。 3.4.2.5支撑剂浓度应根据水力裂缝模拟结果，支撑剂铺置浓度和导流能力实验结果、压裂液的携砂性能、泵注排量及压裂设备能力等因素确定。 3.4.2.6顶替液量应按井筒容积和工艺要求来确定。 3.4.2.7压裂泵注程序应根据裂缝模拟结果，综合考虑目的层地质状况、施工安全、压裂液及支撑剂性能等因素确定。压裂泵注程序表格式参见附录A。 3.4.3压裂材料的评估与优选 3.4.3.1压裂液优化及其性能参数：
a）压裂液性能应符合压裂工艺设计对液体性能的要求。 b）压裂液体系应按压裂目的层的深度、岩性、流体特性、温度、敏感性实验等确定。 c）对压裂液综合性能评估，应结合井筒温度场、裂缝温度场及压裂液的沿程剪切速率和作用时
间，以优选不同温度时段和不同破胶时间要求的交联比与破胶剂浓度。压裂液的性能指标参数应符合SY/T6376的规定，参数应按SY/T5107规定的方法获取。
d）采用连续混配工艺，压裂液应满足常温或现场实际环境温度下3min内黏度达到稳定黏度的
80%以上，且均匀无固相。 e）采用基地配液，压裂液配制后应满足一定存放时间，运至现场后应满足现场实际环境温度下
黏度达到稳定黏度的85%以上，且均匀无固相。
3.4.3.2支撑剂优选及其性能参数：
a）支撑剂优选及其性能参数的获取应综合考虑压裂目的层的有效闭合压力、杨氏模量、支撑剂
短期导流能力和长期导流能力等因素，并结合预测的压裂并产量指标、稳产期指标和经济指标等进行优选。物理性能的测试方法应符合SY/T5108的规定，导流能力测试方法应符合 SY/T6302的规定
b）若采用组合粒径支撑剂压裂，应对组合粒径支撑剂进行导流能力测试和评估。 c）压裂设计中宜使用支撑剂长期导流能力的实验有关数据。
3.4.4管柱及压裂井口优选 3.4.4.1根据工艺类型、预测的地层破裂压力、施工排量等数据，考虑套管钢级、壁厚及抗压强度等因素，选择合适的注入管柱组合，强度应满足压裂工艺要求。套管注入需核对井口装置、套管头和套管强度。 3.4.4.2根据预测的施工压力选择压裂井口，强度应满足压裂工艺要求。 3.4.4.3压裂设计中应给出压裂管柱示意图参见SY/T5952。 3.4.5其他要求 3.4.5.1木 根据地质与工程技术要求，优选微地震、微形变、井温测试等裂缝监测技术，并完成相应设计。 3.4.5.2压裂设计应对施工过程中可能出现的异常情况制定应急处理预案，如井口压力异常变化、地面管线刺漏、泵车故障、注人管柱脱落等。对含硫化氢、一氧化碳等有毒有害气体的异常情况等，应
3 Q/SY02025—2017
进行风险评估并单独准备应急处理预案。 3.4.5.3压裂设计应提供施工效果评估方法参见附录A。
3.5压裂设计书文本
压裂设计书文本符合附录A的规定。
4油水井压裂施工设计 4.1压裂施工前准备及要求 4.1.1施工前准备 4.1.1.1 1水平井多段压裂及“工厂化”作业时，井场大小、井场布置、水源等应根据工艺要求等综合确定。 4.1.1.2 2压裂车的数量根据所需最大排量、施工压力、施工时间、作业方式、压裂车类型和井场尺寸等综合确定，现场压裂施工宜附加不低于设计水马力的1.2倍。 4.1.1.3根据设计的施工规模、施工排量、施工工艺及井场尺寸等确定各类液罐、砂罐、混砂车、仪表车、连续油管等压裂及配套设备的数量。 4.1.2井场要求 4.1.2.1 场地平整、坚实、人口处宽，井场需能安全承载施工设备。 4.1.2.2 2井场应设置安全警示带、安全警示标识、井场布置图、逃生路线图、紧急集合点以及两个以上的逃生出口，并有明显标识。 4.1.2.3配置满足作业所需电源。 4.1.2.4能摆放足够容积的施工液罐、储液罐和计量液罐。 4.1.2.5 设备摆放与井口之间距离应符合安全要求。
4.1.3井筒准备
井筒准备应符合SY/T5587.5的规定。 4.1.4 4井口装备要求 4.1.4.1 额定工作压力不低于最高施工压力。 4.1.4.2 2井口装备应满足压裂设计和工具使用的要求，如投球、起下工具、正反注人倒换等。 4.1.5井下工具要求 4.1.5.1 根据油水井压裂工艺的要求，结合完井方式、井身结构、目的层温度、井底施工压力、设计参数、施工方式等确定井下工具的性能要求和数量。 4.1.5.2 按设计要求准备工具，现场进行校核。 4.1.5.3 3工具入井过程中，应按设计要求操作，避免对工具造成损害。 4.1.5.4 射孔及桥塞联作应满足以下要求：
a）满足分簇射孔的技术要求。 b）若采用复合桥塞分段压裂工艺进行施工，在施工过程中宜应用坐封桥塞和连续分簇射孔技术。 c）根据设计施工参数确定器材数量及备用量。
4