井下作業(yè)施工壓裂技術(shù)操作規(guī)程

井下作業(yè)施工壓裂技術(shù)操作規(guī)程

1主題內(nèi)容與適用范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了壓裂施工中壓裂液選擇與配制、壓裂井口、

壓裂設(shè)備、壓裂現(xiàn)場(chǎng)施工、壓裂施工評(píng)價(jià)等的操作規(guī)程與工

藝技術(shù)要求。

2引用標(biāo)準(zhǔn)

SY/T5107-95水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法

SY/T6376-98壓裂液通用技術(shù)條件

SY/T5764-95壓裂用瓜爾膠和羥丙基瓜爾膠

SY/T5108-97壓裂支撐劑性能測(cè)試推薦方法

SY/T5762-95壓裂酸化用粘土穩(wěn)定劑性能測(cè)定方法

SY/T5755-95壓裂酸化用助排劑性能評(píng)價(jià)方法

SY/T6216-96壓裂用交聯(lián)劑性能試驗(yàn)方法

SY/T6380-98壓裂用破膠劑性能試驗(yàn)方法

SY/T6215-96壓裂用降濾失劑性能試驗(yàn)方法

SY/T5534-92石油專(zhuān)用車(chē)通用技術(shù)條件

SY/T5884-93壓裂車(chē)技術(shù)條件

SY/T5493-92壓裂成套設(shè)備型式與基本參數(shù)

SY/T5463-92油田壓裂用柱塞泵型式與基本參數(shù)

SY/T5260-91壓裂管匯

SY/T52U-93高壓管接和高壓活動(dòng)彎頭

SY/T5835-93壓裂用井口球閥

SY/T5861-93壓裂井口保護(hù)器

SY/T5860-93塑料球投球器

SY/T5289-91油井壓裂效果評(píng)價(jià)方法

SY6443-2000壓裂酸化作業(yè)安全規(guī)定

3壓裂液的選擇與配制

3.1壓裂液的選擇

3.1.1壓裂液的選擇應(yīng)根據(jù)井深和井溫參數(shù)來(lái)確定配比方

案。

3.1.2深井儲(chǔ)層溫度高，應(yīng)選用耐高溫壓裂液。

3.1.3對(duì)高溫壓裂液的原則要求：造縫效率高、攜砂能力強(qiáng)、

摩阻低、配伍性能好、易返排、價(jià)格適宜。

3.1.4篩選壓裂液添加劑。

3.1.4.1對(duì)三種基本添加劑（增稠劑、交聯(lián)劑、破膠劑）進(jìn)

行篩優(yōu)，找出適合本井條件的凍膠交聯(lián)劑系列。

3.1.4.2對(duì)與目的層配伍的防膨劑、潤(rùn)濕劑、破乳劑、防蠟

劑等添加劑進(jìn)行篩選，找出與目的層配伍性好的添加劑系

列。

3.1.4.3對(duì)配合現(xiàn)場(chǎng)施工的耐溫劑、防腐劑、消泡劑、降陽(yáng)

劑、遮擋劑、降濾劑、助排劑、pH調(diào)節(jié)劑、發(fā)泡劑等有關(guān)添

加劑進(jìn)行篩選，找出適合本井需要的施工添加劑系列。

3.1.5對(duì)所優(yōu)選的壓裂液，應(yīng)在室內(nèi)模擬井下溫度、剪切速

率、剪切歷程、階段攜砂液濃度來(lái)測(cè)定其流變性及摩阻系數(shù)。

3.1.6對(duì)所優(yōu)選的壓裂液，應(yīng)按SY/T5107-95的規(guī)定最后進(jìn)

行全面評(píng)定。

3.2壓裂液的配制

3.2.1按照施工作業(yè)要求穿戴好勞保用品。

3.2.2按照壓裂施工設(shè)計(jì)及壓裂液配制通知單備料并備足

清水。

3.2.3配制前由化驗(yàn)人員先檢驗(yàn)水質(zhì)，水質(zhì)PH值在6.5?7.5

之間，方可配液。水質(zhì)達(dá)不到要求，要先進(jìn)行調(diào)試。

3.2.4配制前要先對(duì)配液機(jī)泵系統(tǒng)及流程進(jìn)行巡回檢查，發(fā)

現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)排除。

3.2.5啟動(dòng)配液泵及攪拌器，對(duì)配液池進(jìn)行循環(huán)及攪拌。

3.2.6根據(jù)配液施工要求，按壓裂設(shè)計(jì)配方進(jìn)行配液，并做

好記錄。

3.2.6.1先加入甲醛、氯化鉀，循環(huán)5?10分鐘，待化工料

全部溶解并混合均勻后，方可徐徐抽入胭膠粉。

3.2.6.2抽完胭膠粉后，化驗(yàn)員每隔5分鐘要對(duì)基液粘度進(jìn)

行一次測(cè)試，并做好記錄。

3.2.6.3當(dāng)基液粘度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，方可加入助排劑與氫

氧化鈉或純堿。

3.2.6.4循環(huán)10分鐘后，即可打入壓裂液貯罐。

3.2.6.5在抽吸胭膠粉時(shí)，要隨時(shí)注意調(diào)整閥門(mén)，使壓力表

讀數(shù)保持在0.4MPa左右。

3.2.7成品壓裂液的質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及方法執(zhí)行SY/T5107-95

標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.8施工完畢，清理打掃配液現(xiàn)場(chǎng)，環(huán)保達(dá)標(biāo)。

3.3轉(zhuǎn)液要求

3.3.1轉(zhuǎn)液時(shí)，要確保轉(zhuǎn)液罐車(chē)內(nèi)清潔，無(wú)雜物、無(wú)殘液。

3.3.2負(fù)責(zé)防液要有專(zhuān)人進(jìn)行檢查，如罐內(nèi)不干凈，需清潔

達(dá)標(biāo)后才能裝液。

3.3.3保證盛液罐、閥門(mén)、管線無(wú)滲漏，閥門(mén)開(kāi)關(guān)靈活。

4支撐劑選擇

4.1一般在低閉合壓力下淺層可選用大顆粒支撐劑，如石英

砂、玻璃球；在中深井儲(chǔ)層高閉合壓力下，應(yīng)選用粒徑較小、

強(qiáng)度較高的支撐劑，如陶粒砂。

4.2支撐劑的粒徑范圍應(yīng)選用0.45?0.9mm,支撐劑粒徑均

勻可提高支撐劑的承壓能力及滲透性。

4.3支撐劑的球度與園度：天然石英砂的球度與園度應(yīng)大于

0.6,陶粒的的球度與園度應(yīng)大于0.8,支撐劑顆粒球度、圓

度大小大致相同時(shí)，顆粒上應(yīng)力分布比較均勻，可承受的載

荷比較大。

4.4支撐劑視密度應(yīng)小于1.9g/cm3,若密度大，在壓裂液

中懸浮及在裂縫中充填較困難。

4.5支撐劑的抗破碎能力：支撐劑的抗破碎能力要經(jīng)過(guò)

52MPa和69MPa兩個(gè)模擬閉合壓力的測(cè)試，破碎率指標(biāo)至少應(yīng)

在52MPa的閉合壓力下達(dá)到下列指標(biāo)：石英砂支撐劑破碎率

W14%,陶粒支撐劑破碎率W10%。

4.6鋪砂濃度應(yīng)大于4.885kg/nf。在要求的閉合壓力下，導(dǎo)

流能力應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)的無(wú)因次導(dǎo)流能力要求。

4.7所選支撐劑應(yīng)按SY/T5108-97的規(guī)定對(duì)其進(jìn)行全面評(píng)

定。

5壓裂井口技術(shù)要求

5.1所選壓裂井口的銘牌耐壓強(qiáng)度應(yīng)大于設(shè)計(jì)施工最高井

口壓力。

5.2套管升高短節(jié)組配要與油層套管規(guī)格、鋼級(jí)、壁厚相符,

并用密封帶上緊。

5.3壓裂管柱質(zhì)量載荷大于400kN時(shí)應(yīng)對(duì)套管頭進(jìn)行加固。

5.4壓裂封隔器上部有出砂射孔段，井口應(yīng)加裝液壓封井

器。

5.5井下有壓裂封隔器可采用井口保護(hù)器保護(hù)井口。壓裂井

口保護(hù)器的型式與基本參數(shù)應(yīng)符合SY/T5861-93標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)

定。

5.6壓裂井口要全部裝齊，螺絲對(duì)稱上緊，以確保耐壓，閥

門(mén)應(yīng)開(kāi)關(guān)靈活，井口用鋼絲繩固定繃緊。

5.7井口裝置應(yīng)按照SY/T5279.1整體試壓，合格后方能使

用。

5.8連接井口的彎頭應(yīng)使用高壓活動(dòng)彎頭。

5.9平衡車(chē)以及井口放噴管線一律用硬管線連接，分段用地

錨固定牢固，兩固定點(diǎn)間距不大于10m,管線未端處彎頭的

角度應(yīng)不小于120。，且不得有變形。

5.10氣井放噴管線與井口出氣流程管線應(yīng)分開(kāi)，避開(kāi)車(chē)輛

設(shè)備擺放位置和通過(guò)區(qū)域。

5.11天然氣出口點(diǎn)火位置應(yīng)在下風(fēng)方向，距井口50nl以外。

5.12排污池應(yīng)設(shè)在下風(fēng)方向，距井口20nl以外。

6壓裂設(shè)備技術(shù)要求

6.1按設(shè)計(jì)要求配齊壓裂主機(jī)及輔機(jī)，數(shù)量應(yīng)滿足設(shè)計(jì)功率

要求。

6.2壓裂車(chē)的整機(jī)技術(shù)性能應(yīng)符合SY/T5884-93的規(guī)定。

6.2.1壓裂車(chē)上所有緊固件連接應(yīng)牢固，重要的連接螺栓要

求達(dá)到規(guī)定的擰緊力矩。各種軟、硬管線應(yīng)固定整齊，不得

有任何松動(dòng)現(xiàn)象。

6.2.2各部件的工作機(jī)構(gòu)調(diào)整方便、工作可靠、操作靈活。

各種儀表反應(yīng)靈敏、準(zhǔn)確。

6.2.3液、氣路管線不允許有滲漏現(xiàn)象，各潤(rùn)滑點(diǎn)供油正常,

密封可靠。

6.2.4管匯及附件拆裝、清洗方便，工作安全可靠，無(wú)泄漏

現(xiàn)象。高、低壓管件分別噴涂不同顏色的漆以示區(qū)別。

6.2.5高壓管匯無(wú)裂紋、無(wú)變形、無(wú)腐蝕，壁厚符合要求。

探傷、測(cè)厚按照SY/T5225-94中4.5.5.4執(zhí)行。

6.2.6壓裂地面高壓管匯中對(duì)應(yīng)的壓裂車(chē)出口管線都應(yīng)配

有單流(向)閥。

6.2.7壓裂泵頭，泵頭內(nèi)腔外表不應(yīng)有裂紋；閥、閥座不應(yīng)

有溝、槽、點(diǎn)蝕、坑蝕及變形缺陷，若有應(yīng)及時(shí)更換。

6.2.8壓裂車(chē)泵頭保險(xiǎn)閥應(yīng)清洗涂油，安全銷(xiāo)子的切斷壓力

不應(yīng)超過(guò)額定工作壓力。

6.2.9應(yīng)設(shè)專(zhuān)人檢查所有進(jìn)出口閥門(mén)開(kāi)關(guān)是否靈活、控制有

效，并按工作流程開(kāi)啟或關(guān)閉。

6.2.10發(fā)動(dòng)機(jī)處于額定工況下，在距發(fā)動(dòng)機(jī)左、右各1m,

距地面高度L5?L7m處測(cè)試噪聲，其噪聲級(jí)別不得大于

115dB(A)o若超過(guò)上述指標(biāo)，發(fā)動(dòng)機(jī)則應(yīng)安裝消聲器。

6.2.11壓裂車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管裝置應(yīng)符合井場(chǎng)防火要求。

6.2.12應(yīng)保證壓裂機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)緊急熄火裝置性能良好。

6.2.13壓裂車(chē)應(yīng)配備超壓保護(hù)裝置。超壓保護(hù)裝置應(yīng)在規(guī)

定壓力下開(kāi)啟，其靜開(kāi)啟壓力偏差不得超過(guò)±0.5Mpa。

6.2.14壓力計(jì)的選型應(yīng)適合周?chē)墓ぷ鳝h(huán)境要求，其精度

等級(jí)不得低于L5級(jí)。

6.2.15壓裂車(chē)應(yīng)配備夜間照明裝置。

6.3每次壓裂施工后，均應(yīng)對(duì)對(duì)設(shè)備的氣路系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、

吸入排出系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)、儀表及執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)、混合系統(tǒng)、

三缸柱塞泵、燃料系統(tǒng)、設(shè)備故障等系統(tǒng)進(jìn)行檢查處理。

7壓裂現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)要求

7.1壓裂現(xiàn)場(chǎng)

7.1.1在壓裂設(shè)備出發(fā)前，應(yīng)對(duì)道路、井場(chǎng)進(jìn)行勘察。

7.1.2施工場(chǎng)地要堅(jiān)實(shí)、平整、不存積水，便于車(chē)輛出入。

7.1.3在氣井或有特殊要求的油井施工作業(yè)時(shí)，壓裂機(jī)組發(fā)

動(dòng)機(jī)和其他進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)車(chē)輛、設(shè)備的排氣管均應(yīng)裝有阻火

器。

7.1.4施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)設(shè)明顯安全標(biāo)志，嚴(yán)禁煙火，嚴(yán)禁非

工作人員入內(nèi)。

7.2設(shè)備擺放

7.2.1設(shè)備擺放時(shí)，應(yīng)安排好混砂車(chē)與管匯車(chē)、管匯車(chē)與壓

裂泵車(chē)、壓裂泵車(chē)距井口的距離。液氮泵車(chē)應(yīng)對(duì)稱擺放，儀

表車(chē)應(yīng)安放在能看到井口，視野開(kāi)闊的地點(diǎn)。

7.2.2施工作業(yè)車(chē)輛、液罐應(yīng)擺放在井口上風(fēng)方向，各種車(chē)

輛設(shè)備擺放合理、整齊，保持間距，便于撤離。其它車(chē)輛應(yīng)

停放在上風(fēng)方向距井口20nl以外。

7.2.3油基壓裂液罐應(yīng)擺放在距井口35m以外，水基壓裂液

罐應(yīng)擺放在距井口25nl以外。罐與混砂車(chē)應(yīng)保持5nl以上的距

離，罐的四周設(shè)高度不低于0.5m的防護(hù)提與設(shè)備隔開(kāi)。

7.3消防安全

7.3.1對(duì)高壓油氣井除按常規(guī)配備滅火器材外，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備

2臺(tái)以上的消防車(chē)。

7.3.2施工現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁吸煙，嚴(yán)禁同時(shí)進(jìn)行明火作業(yè)。

7.4高低壓管匯安裝

7.4.1低壓管匯安裝

7.4.1.1每個(gè)壓裂罐應(yīng)有兩個(gè)出口，接兩根膠管入混砂車(chē)吸

入泵管匯。

7.4.1.2混砂車(chē)排出泵管匯到管匯車(chē)至少接三根專(zhuān)用膠管。

7.4.1.3管匯車(chē)到壓裂泵車(chē)的上液管線必須用纏有鋼絲的

膠管，并盡可能減少?gòu)澢?/p>

7.4.2高壓管匯安裝

7.4.2.1管匯車(chē)到壓裂泵車(chē)的高壓管線應(yīng)接成平行四邊形。

7.4.2.2對(duì)于高壓管線，由井口到管匯車(chē)的聯(lián)接順序應(yīng)為：

井口、投球器、壓力傳感器、放空三通、單流閥、管匯車(chē)，

接成z字形。

7.4.2.3所有高低壓管匯由壬頭均應(yīng)清潔干凈，敷機(jī)油，帶

好并砸緊。

7.5壓裂泵車(chē)排空及地面高壓管匯試壓

7.5.1壓裂泵車(chē)循環(huán)的排空液應(yīng)返回混砂車(chē)。

7.5.2應(yīng)采用靜試壓方法試壓。

對(duì)于試壓指標(biāo)，設(shè)計(jì)施工壓力小于70Mpa時(shí)，增加6Mpa試壓；

設(shè)計(jì)施工壓力大于70Mpa時(shí)，按設(shè)計(jì)要求執(zhí)行。

7.6壓裂施工前安全技術(shù)要求

7.6.1施工前，現(xiàn)場(chǎng)施工負(fù)責(zé)人應(yīng)根據(jù)《壓裂施工HSE作業(yè)

指導(dǎo)書(shū)》要求，召開(kāi)所有施工作業(yè)人員參加的安全、分工、

技術(shù)交底會(huì)，明確最高限壓指標(biāo)及施工安全技術(shù)要求。

7.6.2施工作業(yè)人員進(jìn)入施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)穿戴相應(yīng)的勞動(dòng)

安全防護(hù)用品。

7.6.3壓裂施工作業(yè)時(shí)，所有操作人員應(yīng)堅(jiān)守崗位，注意力

集中，高壓作業(yè)區(qū)內(nèi)不允許人員來(lái)往。非施工人員應(yīng)遠(yuǎn)離施

工現(xiàn)場(chǎng)。

7.6.4施工作業(yè)應(yīng)有可能出現(xiàn)的異常情況應(yīng)急預(yù)案以及人

員的救護(hù)和撤離措施。應(yīng)明確現(xiàn)場(chǎng)施工負(fù)責(zé)人以及消防人

員、救護(hù)人員的責(zé)任。

7.6.5含硫化氫的油、氣、水井的施工作業(yè)按照SY/T

6137-1996第6章執(zhí)行。

7.7壓裂施工

7.7.1開(kāi)工前，由現(xiàn)場(chǎng)安全主管進(jìn)行開(kāi)工前的安全技術(shù)驗(yàn)

收，驗(yàn)收合格開(kāi)具《開(kāi)工驗(yàn)收?qǐng)?bào)告》，經(jīng)負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)施工的主

管領(lǐng)導(dǎo)審核同意并簽字，方可開(kāi)工；驗(yàn)收不合格，不得開(kāi)工。

7.7.2嚴(yán)格按設(shè)計(jì)程序進(jìn)行施工，未經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)施工負(fù)責(zé)人的許

可不得變更。

7.7.3進(jìn)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查管線是否暢通，儀表是否正常。

7.7.4對(duì)管匯、活動(dòng)接頭等部位進(jìn)行試壓，按照SY/T5323-92

中的5.4.2進(jìn)行。

7.7.5高、低壓管匯應(yīng)連接可靠，不刺、不漏為合格。

7.7.6起泵應(yīng)平穩(wěn)操作，逐臺(tái)起動(dòng)，排量逐步達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

7.7.7現(xiàn)場(chǎng)有關(guān)人員應(yīng)配戴無(wú)繩耳機(jī)、送話器，及時(shí)傳遞信

息。

7.7.8操作人員應(yīng)密切注意設(shè)備運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)向

現(xiàn)場(chǎng)施工負(fù)責(zé)人匯報(bào)，服從指揮。

7.7.9若泵不上水，應(yīng)采取措施。若措施無(wú)效，應(yīng)立即停泵。

7.7.10高壓管匯、管線、井口裝置等部位發(fā)生刺漏，應(yīng)在

停泵、關(guān)井、泄壓后處理，不應(yīng)帶壓作業(yè)。

7.7.11混砂車(chē)、液罐供液低壓管線發(fā)生刺漏，應(yīng)采取措施,

并做好安全防護(hù)。

7.7.12計(jì)量液位的人員到罐口應(yīng)有安全防護(hù)措施，其他人

員不宜到罐口。

7.7.13泵前墊液。應(yīng)將與壓裂液凍膠不相溶的防膨劑、防

蠟劑、除氧劑等添加劑在此階段注入。

7.7.14泵預(yù)前置液。應(yīng)采用能為攜砂液預(yù)造縫，并能觀察

裂縫延伸狀況的凍膠壓裂液。

7.7.15泵攜砂液。按設(shè)計(jì)要求加砂。

7.7.16用儀表車(chē)監(jiān)控儀、密度計(jì)監(jiān)控?cái)y砂液砂比、密度、

及時(shí)調(diào)整加砂速度，定期對(duì)攜砂液進(jìn)行取樣檢監(jiān)控。注意支

撐劑輸送時(shí)的壓力變化，若裂縫脫砂砂堵，應(yīng)及時(shí)停泵處理。

7.7.17加砂階段故障處理

7.7.17.1加砂階段發(fā)現(xiàn)交聯(lián)劑或原膠中任一種液體不足

時(shí)，均不能繼續(xù)加砂施工，應(yīng)提前頂替。

7.7.17.2加砂階段裂縫脫砂砂堵時(shí)若要繼續(xù)加砂，則應(yīng)立

即開(kāi)井并放噴一個(gè)頂替量，將裂縫中濃砂團(tuán)反沖開(kāi)后停止放

噴，重新再泵前置液、攜砂液，將設(shè)計(jì)砂量加完。重新泵入

的前置液作為隔離液，不計(jì)入攜砂液總量。

7.7.17.3對(duì)于易于發(fā)生裂縫脫砂砂堵的地區(qū)，應(yīng)多做幾次

測(cè)試壓裂，核實(shí)該區(qū)壓裂液綜合濾失系數(shù)，及時(shí)調(diào)整壓裂設(shè)

計(jì)。

7.7.17.4出現(xiàn)砂堵，應(yīng)反循環(huán)替出混砂液，反循環(huán)壓力不

得超過(guò)設(shè)計(jì)壓力，更不應(yīng)超過(guò)套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度硬憋。

7.7.18泵頂替液

7.7.18.1當(dāng)攜砂液密度降到壓裂液本身，開(kāi)始泵頂替液，

頂替不能過(guò)量。

7.7.18.2頂替階段正是最后階段攜砂液進(jìn)入裂縫階段，要

特別精心觀察高砂比段能否順利進(jìn)入裂縫。

7.7.19壓裂施工作業(yè)應(yīng)密閉施工，注液完后用替置液將高、

低壓管匯及泵中殘液注入井內(nèi)。

7.8記錄壓裂后壓力降落

7.8.1開(kāi)始記錄壓力降落10?15nlin以前應(yīng)加密記錄。

7.8.2測(cè)壓力降落時(shí)間按設(shè)計(jì)要求執(zhí)行。

7.9壓裂后油井管理

7.9.1要及時(shí)測(cè)壓裂后井溫剖面曲線及壓裂后砂面。

7.9.2關(guān)井時(shí)間應(yīng)不少于壓裂液破膠時(shí)間。除設(shè)計(jì)要求強(qiáng)制

破縫提前閉合外，均應(yīng)等裂縫閉合后再開(kāi)井放噴。

7.9.3開(kāi)井放噴停噴后，要及時(shí)連續(xù)返排壓裂液。排出液按

環(huán)保要求進(jìn)入排污池或進(jìn)行回收處理。

7.9.4壓裂井投產(chǎn)應(yīng)單獨(dú)計(jì)量，應(yīng)及時(shí)調(diào)整油井工作制度，

充分挖掘壓裂后油井的生產(chǎn)潛力。

7.9.5壓裂后應(yīng)測(cè)壓力恢復(fù)曲線（選井進(jìn)行），并對(duì)比壓裂

前、后的效果。

8壓裂施工評(píng)價(jià)

8.1評(píng)價(jià)應(yīng)有的數(shù)據(jù)

8.1.1油井井筒數(shù)據(jù)。

8.1.2壓裂