ICS 75.020 E14 备案号：52208-2015
NB
中华人民共和国能源行业标准
NB/T 14002.1 — 2015
页岩气 储层改造第1部分：压裂设计规范
Shale Gas Reservoir Stimulation
Partl: Specification for Fracturing Design
2016-03-01实施
2015-10-27发布
国家能源局 发布 NB / T 14002.1 - 2015
目 次
前言 1 范围
规范性引用文件术语和定义基础资料
2 3 4 5 压裂设计原则
压裂工艺 7 压裂层段的选择 8压裂材料 9 施工参数 10泵注程序. 11 现场施工准备及设备配套要求 12　压裂施工及排液 13风险分析及应急预案 14　健康、安全及环境保护要求· 附录A（资料性附录）页岩脆性指数计算方法附录B（资料性附录）页岩气井压裂设计书格式
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6 NB / T 14002.1 — 2015
前言
NB/T14002《页岩气储层改造》分为以下六个部分：
第1部分：压裂设计规范; 一第2 部分：压裂施工规范; 一第3部分：压裂返排液回收和处理方法；一第4部分：水平井泵送桥塞一射孔联作技术推荐作法；一第5部分：水平井钻磨桥塞作业要求;
第6部分：水平井分簇射孔作业要求。 本部分为NB/T14002的第1部分。 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本部分由能源行业页岩气标准化技术委员会（NEA/TC26）提出并归口。 本部分起草单位：中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司工程技术研究院、中国石油化工
股份有限公司江汉油田分公司采油工艺研究院、国家能源页岩气研发（实验）中心、中国石油勘探开发研究院廊坊分院、中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院。
本部分主要起草人：宋毅、李远照、杨立峰、付永强、肖勇军、桑宇、曾波、王海涛、严星明、黄晓凯、郭兴午、李双明。
II NB /T 14002.1— 2015
页岩气　储层改造第1部分：压裂设计规范
1范围
本部分规定了页岩气井压裂设计在基础资料、压裂设计原则、压裂工艺、压裂层段的选择、压裂材料、施工参数、泵注程序、现场施工准备及设备配套要求、压裂施工及排液、风险分析及应急预案、健康、安全及环境保护的技术要求。
本部分适用于页岩气井压裂设计。 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于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/T5727井下作业安全规定 SY/T6276石油天然气工业健康、安全与环境管理体系 SY/T6362石油天然气井下作业健康、安全与环境管理体系指南 SY/T 6690并下作业井控技术规程
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
页岩脆性指数shale brittleness index 表征页岩脆性特征的参数。通常利用脆性矿物组分和岩石力学参数两种方法计算页岩脆性指数，用
百分数表示（%）。页岩脆性指数计算方法参见附录A。 3.2
储层改造体积stimulated reservoir volume 压裂改造形成和沟通的裂缝所控制的储层体积，英文缩写为SRV，单位为立方米（m3）。
3.3
分簇射孔 clustering perforation 在同一压裂层段中分若干小段射孔的射孔方式称为分簇射孔，其中每一小段称为一簇。
3.4
簇间距 cluster space 相邻两个射孔簇的上一射孔簇底界与下一射孔簇底界之间的距离。
3.5
段间距 segment length 相邻两个分段工具之间的距离。
1 NB /T 14002.1 — 2015
4基础资料
4.1地质资料
4.1.1录井资料
岩屑录井和气测录井相关资料，包括岩性及含气性显示情况。 4.1.2测井资料
常规测井和特殊测井资料，包括目的层的电性、物性、有机碳含量、总含气量、吸附气量、游离气含量、天然裂缝、断层及地应力等相关资料及数据。 4.1.3岩心分析资料
物性分析、薄片鉴定、岩石矿物组分、有机碳含量、总含气量、吸附气量、游离气含量、成熟度、 等温吸附曲线、岩石力学、地应力、页岩脆性指数、天然裂缝、敏感性及酸溶蚀率等资料及数据。 4.1.4储层温压及流体性质资料
储层温度、压力、地下流体性质、气体组分、矿化度、黏度、体积系数和压缩系数等。 4.2工程资料
4.2.1钻完井资料
包括钻头类型及尺寸；井眼轨迹；套管的钢级、外径、壁厚、扣型、下深、抗内压强度、抗外挤强度、套管接箍位置；水泥返高、固井质量、声幅曲线、管外窜槽和试压情况、目前人工井底；钻井液密度及黏度；钻井过程中的钻时变化、漏失及显示情况；完井方式及射孔资料等。 4.2.2邻井改造情况
包括邻井同层历次措施相关资料，如措施类型、液体类型、施工参数、压裂改造效果等。 4.2.3邻井测试情况
包括邻井同层储层压力、温度、有效渗透率、产量、生产动态测井等资料。 5压裂设计原则 5.1依据压裂井的地质及工程资料进行压前综合评价。 5.2井筒条件满足压裂施工的各种要求。 5.3根据区块开发方案，以有利于获得更大的储层改造体积为目标，且具有经济性和可操作性。 5.4井组压裂宜采用工厂化作业。 5.5优选满足地质及压裂工艺要求的压裂液体系和支撑剂。 5.6制定施工过程中的应急预案和施工质量、健康、安全、环境保护措施。 6压裂工艺
6.1压裂工艺选择的考虑因素
根据储层特征、井身结构、完井方式和固井质量等因素确定合理的压裂工艺。
2 NB / T 14002.1 - 2015
6.2注入方式的确定
注入方式主要有油管注入、套管注入、油套混注和环空注入。根据井筒实际情况，选用能满足压裂施工目的的注入方式。 6.3页岩气水平井压裂常用的压裂工艺
对于套管完成的水平井，目前常用的是电缆泵送桥塞分簇射孔分段压裂工艺、连续油管喷砂射孔桥塞分段压裂工艺、套管滑套分段压裂工艺等。 6.4　施工组织方式
单井压裂采用逐层或逐段压裂方式，井组压裂作业宜采用多井交叉作业或同时作业方式提高作业效率。 7压裂层段的选择
7.1选择原则
宜选择富含有机质、脆性指数高、天然裂缝发育、固井质量好、油气显示较好的井段改造，射孔时应避开套管接箍。 7.2套管完成井射孔方式 7.2.1直井宜采用大孔径、深穿透射孔弹射孔。 7.2.2水平井分段压裂宜采用分簇射孔工艺。 7.3套管完成水平井分段压裂参数确定考虑的因素 7.3.1根据储层特征以形成复杂缝网为目标，确定合理的簇间距。 7.3.2综合考虑储层特征、设备作业能力、施工风险、作业成本、簇间距、压裂设计参数等因素确定合理的段间距。 7.3.3各段射孔孔眼总数在确保压开地层的条件下，应满足单孔流量和控制孔眼摩阻的要求。 8压裂材料
8.1压裂液
8.1.1压裂液类型的选择
常用压裂液类型有滑溜水、线性胶、交联压裂液。根据储层敏感性、储层脆性特征、储层温度、地层流体特征和压裂工艺要求选择相应的压裂液类型。 8.1.2压裂液性能要求 8.1.2.1入井压裂液应满足低摩阻、低伤害、低成本、安全环保和可回收利用的要求。 8.1.2.2压裂液应满足连续混配要求且性能稳定。 8.1.2.3压裂液性能评价应包含降阻率、pH 值，密度、表面张力、CST、防膨率、黏度等 8.2支撑剂
根据储层天然裂缝状况、岩石力学及地应力特征、压裂工艺等综合选择合适的支撑剂类型或支撑剂
3 NB /T 14002.1— 2015 组合。 9施工参数
9.1施工排量
宜在综合考虑地层特征、油层套管、压裂管柱和井口装置承压能力、施工设备能力、液体摩阻、裂缝内净压力等因素的情况下，选择尽量高的施工排量。 9.2　施工规模
根据开发方案、区块施工经验、压后评估、软件模拟结果及经济评价等确定合理的施工规模。
9.3砂浓度
综合考虑储层特征、压裂优化的导流能力、压裂液携砂性能、施工排量、施工安全和施工设备的供砂能力等因素确定施工的最高砂浓度、平均砂浓度及阶段砂浓度。 10泵注程序
泵注程序的设计应综合考虑储层特征、施工排量、压裂液性能、裂缝导流能力、井筒容积、设备能力和施工安全等因素，泵注程序的优化应以同等规模下形成较大的SRV为主要原则。 11现场施工准备及设备配套要求
11.1施工材料准备
根据设计的施工规模确定现场需要准备的各类压裂液和支撑剂用量，同时宜考虑一定的富余量。
11.2井口装置 11.2.1根据施工控制最高压力选择相应压力等级的井口装置。 11.2.2井口装置通径应满足作业期间井下工具起下及施工结束后排采的需要。 11.2.3满足大排量、大液量、长时间压裂施工的要求。 11.2.4压裂井口的材质选型应考虑入井及产出流体性质。 11.3　井下工具
根据压裂工艺的要求，结合完井方式、井身结构、产层温度、井底施工压力、压裂设计参数、施工方式等确定井下工具的技术参数和数量。 11.4压裂设备 11.4.1压裂车的数量应根据设计的施工排量、预测的施工压力、施工时间、压裂车类型和井场尺寸等综合确定。单井施工作业宜附加30%～50%水马力，井组施工作业宜附加50%以上的水马力。 11.4.2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液罐、砂罐、混砂车等压裂设备的数量；连续油管设备宜在井场待命，用于处理施工过程中井筒复杂情况。 11.5压前措施 11.5.1根据储层岩性特征、钻井情况等，可在主压裂前采用井筒酸洗、酸预处理等措施降低破裂压力。 11.5.2可根据需要开展测试压裂，获取地层相关参数。 4 NB / T 14002.1 -- 2015
12 压裂施工及排液 12.1根据井口装置、压裂设备、套管承压能力等确定施工控制压力。 12.2施工过程中无异常情况应严格按照设计的泵注程序和参数进行施工，施工过程中应准确记录施工排量、压力、支撑剂浓度、支撑剂用量、液量等施工参数。 12.3根据储层特征、测试评估需求确定合理的排液制度，压裂后应采用油嘴控制排液，排液制度宜相对稳定且保持连续排液 13风险分析及应急预案 13.1应进行风险识别、制定风险削减措施和应急预案。 13.2应急预案应包含但不限于以下内容：井下工具下入过程异常、施工泵压异常、砂堵、井口及地面管线刺漏、施工设备突发故障等。 14健康、安全及环境保护要求 14.1健康、安全与环境保护要求按 SY/T6276和SY/T6362执行。
2压裂作业安全规定和安全技术要求按SY/T5727执行。
14.2
14.3井控作业按SY/T6690中有关规定执行。