试气作业实用工艺规程.docx
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试气作业实用工艺规程
试气作业工艺规程
试气大队
二〇一一年二月
批准页
本大队按照《HSE程序文件》的引出，结合本大队的工程作业和管理活动的实际，制定了《试气作业工艺规程》并汇编成册。
本《工艺规程》是HSE管理体系的组成部分，是对《HSE程序文件》的展开，是技术性的操作要求。
本《工艺规程》由油气勘探公司天然气勘探开发部提出，并由试气大队归口管理。
本《工艺规程》主要起草人：
王光耀、崔国涛、刘玉清、梁延龙、李依吉川、韩伟、杨国旗。
本《工艺规程》现行版本：
A版，修改码：
0
审核：
批准：
年月日
试气作业工艺规程
为安全、优质、高效的完成试气任务，确保试气目的的实现，根据有关石油天然气行业标准及健康、安全、环保（HSE）的法律、法规，特制定如下工艺规程：
一试气准备
1场地准备
1.1井场应平整，长大于120m，宽大于70m，井口应低于四周，排水沟应畅通，清污分流。
1.2井架基础要用混凝土浇灌，基础平面高差不应超过3mm。
1.3值班房与井口及排污池的距离应大于30m。
1.4应有容量大于井筒容积5倍的排污池。
1.5气井作业用消防器材必须齐全、完好、到位、专管专用，井场必须堆放2-4m3消防砂，严禁用明火。
2水、电准备
2.1水罐总容量大于井筒容积的5倍。
2.2发电房及电器控制开关与井口、放喷管线出口的距离应大于30m。
不应有裸露线及漏电现象，发电房应安装避雷装置和接地线，并要求装配漏电保护器。
2.3井场配电线路应采用橡皮套软电缆，并应考虑防火措施；电缆架空走向合理，对地最小距离应大于2.5m。
配电箱要装在值班房内，保持干燥、通风，配电箱内的开关电器应安装牢固，连接线应采用绝缘导线，接头不应裸露和松动。
用电取暖时，取暖器防护罩应牢固和完整，在0.5m范围内不应放置和烘烤易燃物。
3压井液准备
3.1应按试气设计书的要求准备质量合格、数量足够的压井液。
3.2要求准备压井液液量应大于井筒容积的2倍。
4作业设备
4.1主要设备：
修井机、通井机、18米/29米井架、液压钳、采气树、水泥车、水套炉、三相分离器、液罐、气体检测仪、正压式呼吸器、防毒面具等。
压裂施工车辆包括：
2000型主压车、仪表车、混砂车、液氮泵车、液氮槽车、砂罐车、700型水泥车、管汇车。
地面工具：
抽汲钢绳、指重表（拉力计）、单闸板或双闸板防喷器、针型阀、各类变扣短节、外加厚、平实和防硫油管、垫圈/临界速度流量计、油管规、小滑车、游标卡尺等。
井下工具：
刮削器、通井规、悬挂器（萝卜头）、封隔器、水力锚、节流嘴、喇叭口、可捞式桥塞、变扣短节、调整短节等。
4.2井架、天车、提升系统和动力设备应满足该井试气设计的要求。
4.3井架基础及附近不能受积水浸泡，生产区要相对宽畅，无杂物和积水，井深在3500m以内时可以使用活动基础，井深超过3500m时应打混凝土固定基础，基础平面高差不应超过3mm，井架绷绳坑质地要坚硬。
4.4修井机立放井架保证正面地域开阔，正面和侧面能进行施工或车辆摆放、储液罐摆放，能保证井架和绷绳不影响车辆行驶。
井架的绷绳坑、基础坑地质较硬，位置符合井架标准要求，立放井架车能安全快速就位。
5井口的安装
5.1当天然气中含有硫化氢气体时，应选用防硫采气树。
5.2由作业队负责检查清洗组装采气树各部件，保证闸门严密、不刺不漏、钢圈及钢卷槽完好规格相符，试压合格后方可使用。
5.3采气树卸下放不得落地，禁止手轮触及地面，以防碰坏手轮或压弯丝杆失去灵活性。
5.4采气树、封井器等井口装置应经常检查、清洗、保养、试压。
5.5采气树、封井器在使用时，应满足如下条件：
a、有合格的卡片。
b、试压达到额定工作压力。
c、符合试气设计书所要求的规格、型号。
d、零部件齐全完好，操作灵活。
6分离器、水套炉及放喷管线
6.1分离器及水套炉在使用前按规定进行无损探伤和试压，将其检查及试验结果填入记录卡予以保存。
6.2分离器及水套炉的安装位置应距井口30m以上，并用水泥基墩地脚螺栓固定。
排液管线应固定牢靠并接入计量池。
6.3分离器的安全阀应灵活可靠，分离器及水套炉开启压力不得超过额定工作压力的90%，受压容器不允许带压检修。
6.4气井放喷管线不应少于三条。
两个生产闸阀出口各接一条，其中一条放喷，一条测试。
套管闸阀出口放喷管线不应少于一条，应能满足放喷、观察压力、压井、液氮排液等要求。
6.5放喷管线应平直，弯头角度不小于120度，并落地固定，每隔8～10m打一只地锚。
出口与井口距离应大于50m，并具有安全点火条件，同时注意防止污染环境。
地面管线安装位置应避开施工车辆行使路线和施工作业区，出口应距离井口50m以外。
放喷管线必须用符合标准钢级的油管连接，管线连接处、接箍处、卡箍处两边均用地锚固定，地锚及螺丝不得松动，管线上要安装经校验的压力表，并试压合格无渗漏。
7油管
7.1油管从钢级上分很多种，常用的有J55、N80、80S和P110，现场一般从扣型上区分。
7.2送往井场的油管，油管应按油管检验标准作好检查、试压等工作。
7.3油管送往井场后，井队应按油管卡片检查钢级、规格、数量，应与试气设计书相符，无压扁、弯曲、螺纹损失，并分类排列整齐、统一编号，丈量复核无误后，作好记录。
7.4用作试气的入井油管，不允许作钻水泥塞和磨铣井下落物的钻具用（采用螺杆钻除外）。
8井下工具
8.1所有入井工具应按规定检查和试压，并填写卡片一式两份，以备后查。
。
8.2送井场的工具，应有防碰、防震包装，有螺纹的应戴好护丝。
8.3含硫气井所需材料，应按要求验收并作记录，应作明确标志，入井前认真核对。
二试气施工
1通井、洗井、试压
1.1按设计要求进行通井刮削到位。
1.2下油管时应该对每根油管进行通径及丈量，油管螺纹必须清洁，连接前要涂匀丝扣油。
用动力钳上油管，应符合油管扭距标准。
1.3起管柱时井内液体应保持常满状态，每起10—20根油管灌注一次。
起下工具，提升速度要平稳，必须使用小滑车。
1.4通井时应录取的资料包括时间；通井规尺寸、通井深度、压井液性质，通井情况摘要、刮削次数、位置。
1.5洗井液必须清洁干净，机械杂质小于0.2%；洗井时应该大排量，连续循环两周以上，达到进出口性质一致。
1.6洗井时应录取的资料包括时间、方式、泵压、排量、洗井深度、漏失量、洗井液性质、液量、机械杂质。
1.7在天然气井作业前必须对井筒（套管）、采气树、和地面管汇进行试压，一般要求试压２５MPa，双闸板防喷器、油管旋塞阀一般试压3５MPa，稳压３０ｍｉｎ，压降小于０.５MPa为合格。
1.8射孔前要按设计替入射孔保护液。
2射孔
2.1射孔前做好防喷、防火等安全工作及物资准备，进行防喷防火演练，并做好记录。
2.2射孔应按射孔通知单要求执行，并依据设计进行校核（枪型、弹型）。
2.3射孔作业应该检查导爆索及射孔弹是否完好。
施工过程中，不允许使用无线通讯器材及动用明火。
单次射孔发射率不得低于85%。
2.4射孔层位深度应进行校深。
2.5射孔过程中，要设专人观察井口，如发生溢流或有井喷征兆，应立即启动井控应急预案；射孔结束后，应立即下油管、装井口，中途不应停工。
2.6射孔后3天内保证能进行压裂、酸化施工。
如果有特殊原因，应按甲方要求决定起出管柱检查，以便更换。
2.7射孔时应录取的资料包括时间、层位、井段、厚度、枪型、弹型、炮数、相位角、孔数、孔密、发射率、压井液性能和油气水显示等。
3压裂酸化
3.1配液、压裂（酸化、酸压）
3.2配液前认真看设计，要知道每具液罐容积和实际液体体积（一般是30方或40方的液罐），然后按照设计折算每具液罐应该加入的胍胶量和化学助剂量，为防止液体溢出过多便于施工，液罐备水不宜过满，液面余高20cm左右即可，当然摆放液罐时得后部垫高15-20cm。
配液加料有先后顺序，先加杀菌剂，后加助排剂和起泡剂等（助排剂和起泡剂容易起泡）。
配方：
基液：
0.45%（0.5%）羟丙基瓜尔胶+0.5%助排剂+0.1%杀菌剂+0.5%泡排剂+0.5%粘土稳定剂+0.15%Na2CO3
交联剂：
JL-1（A）:
JL-1（B）=100:
8～10，充分混合后，用清水稀释到50%。
交联比：
100:
0.5～0.8
注意化学助剂还分多种型号。
3.3水力压裂：
施工前要做交联实验，根据现场情况决定交联比。
压裂先要试压，试压期间注意不要靠近高压管汇；前期会正洗井，注意放喷管线必须是畅通的（我们放喷管线出口常习惯装油咀），不要靠近放喷出口（因为洗井会加大排量，放喷出口如果没有固定好会猛然飞起，造成危险）。
洗井是低替座封阶段中的第一步，为了座封会加大排量，施工过程分四部:
（1）低替座封阶段
以小排量将油管中的射孔保护液顶替出去，使油管中注满压裂液，然后提高排量使封隔器座封，等座封好后开始施工注前置液。
（2）前置液阶段
前置液的作用是压开地层并造成一定几何尺寸的裂缝，以备后面的携砂液的进入。
在温度较高的地层里，它还可以起到一定的降温作用。
（3）携砂液阶段
携砂液即含有支撑剂的砂浆。
其作用是将支撑剂带入裂缝中，并将支撑剂填在裂缝内预定位置上的作用。
和前置液一样也有造缝及冷却地层的作用。
携砂液由于需要携带密度很高的支撑剂，必须使用交联压裂液。
（4）顶替液阶段
顶替液的作用是将井筒中全部携砂液替入裂缝中，防止井筒沉砂。
顶替液液性一般是活性水。
压裂施工结束后，拆掉井口采气树上的压裂管汇后，安装好压力表，用针阀或油嘴控制压裂液放喷。
在压裂施工中一般采用全程拌注液氮。
3.4准备足够的压裂、酸化液罐，液罐在备液前必须清洗干净，配液用水必须符合设计，并取水样做氯根、PH值和密度分析，以确保水质符合设计要求。
3.5压裂、酸化施工作业应严格按设计执行，不得随意加大或减小材料的用量。
3.6压裂、酸化材料应具有合格检验证。
3.7压裂、酸化施工作业完成后应现场提交压裂、酸化资料。
4压裂施工中可能出现的问题及处理预案
压裂施工可能出现的问题主要包括以下几个方面：
一施工压力过高；二是施工砂堵；三是施工中发生管线刺漏；四是施工过程中封隔器出现问题；针对以上问题提出如下处理预案：
（1）对于施工压力过高：
施工限压65MPa，若施工过程中压力超过65MPa，则应当适当降低施工排量，直到压力低于施工限压65MPa为止。
（2）对于砂堵问题：
施工中若出现砂堵迹象，应立即采用突然提高排量后，再降低排量的震荡解堵措施，争取解除裂缝中出现的桥塞问题，若无效，则应当立即停泵，油管放喷，放喷仍无效则立即反洗井。
（3）管线刺漏问题：
施工中若出现地面高压管线刺漏，则应当立即停泵，关井口闸门，放压后整改地面高压管线。
（4）封隔器问题：
施工中若出现封隔器不密封，套压不断上升，则要立即停止施工，分析相关原因，制定改进措施后再进行相关作业。
酸化或酸压专门针对马家沟施工配液看设计，这里就不多说了。
施工大同小异。
4.1压裂管柱如后附图：
压裂管柱结构（自下而上）：
喇叭口＋孔径节流器＋外加厚油管3-4根＋Y344封隔器＋KDB水力锚+油管至井口，水力锚和封隔器要避开套管接箍位置。
5放喷、诱喷
5.1放喷
5.1.1放喷时按压裂设计要求合理控制放喷压力。
5.1.2压井液或压裂液排完后应及时倒入分离器流程，分离器的液体应排入计量罐，排入大气的天然气应点火燃烧。
5.1.3压裂液放喷时连续监测排液情况，不得中途关井，准确记录排液及出砂情况，及时检查更换油嘴，并记录更换油嘴时间。
5.1.4放喷排液时应记录的资料包括时间、放喷工作制度、油压、套压、喷出物情况。
5.2诱喷
5.2.1不能自喷后，应依据试气设计采用合适方法诱喷。
5.2.2若采用抽汲方法诱喷，应按抽汲施工设计要求，准备好防喷管等抽汲工具；化验仪器、量具及足够的易损件。
抽汲是利用专门的抽子，通过钢丝绳下入井内上、下活动，上提时把抽子以上的液体排除井口，同时在抽子的下部产生低压，是流体不断补充到井内来（抽汲工具由防喷盒、管、绳帽、加重杆和抽子组成）。
a.抽汲设备要求安装抽汲自动记录仪。
b.停喷后6小时内必须开始抽汲。
c.安装合格的防喷管和放喷管线；核对井架；选用适当长度的钢丝绳，并在距抽子100m、40m、10m处各做一个明显的记号。
d.抽子下放速度均匀，在抽子接近液面时要减速，以防钢丝打扭或跳槽。
e..抽喷后应将抽子提入防喷管内，关清蜡闸，并继续放喷。
待喷势稳定后，控制放喷压力，使其正常生产。
f.抽汲能力要求达到2100m以上，保证24小时连续抽汲排液，中途不的停止。
g.抽汲深度应达到设计或甲方要求。
h.抽汲诱喷资料录取：
①时间；②抽汲深度；③动液面；④产液量和产气量；⑤含水、含砂及液体中氯离子含量；⑥折算产液速度；⑦其它资料。
6测压、求产
在排完液后关井恢复，待井口压力上涨小于0.05MPa/d，可以测静压和求产，求产根据产量决定求产时间，根据地层物性、井口产量和关井恢复时间来决定是否测流压和压恢。
测压是试油期间的基础工作之一，根据所测地层原始压力、静压、流压、压力梯度、压恢和压降各种压力的高低及相互之间的关系，反映油气藏的生产能力和油、气、水在底层和井筒内的流动状态，取得油气藏、计算地层参数和制定开发方案的基础数据。
求产是利用各种排液方式，达到求产条件后，通过各种计量设备、器具和仪表准确计量地层产出的油、气、水，以及它们之间的相互比例关系，对产出的油、气、水取样进行各种组分分析，取得其一般物理化学性质。
在天然气井求产时，常用的流量计有临界和垫圈两种。
求产期间根据产量选择计量计，以前日产8000方以上使用临界速度流量计，以下用垫圈流量计。
现在我们外协作业队都具备了三相分离器，调试好了后求产或是定产都非常方便了，以下是计量的计算公式：
a、当产量小于0.8×104m3时，采用下面的垫圈流量计求产。
计算公式如下：
或
式中：
Qg—气产量；m3/d
H—水银或水柱压力差值,mm
d—孔板直径，mm；
r—天然气比重；无因次
T—气流温度，K；+273
b、临界速度流量计求产
当产量大于0.8×104m3时，采用临界速度流量计求产（两项分离器）。
计算公式如下：
式中：
Qg—气产量。
m3/d
P1—上流压力P1=P上＋0.098,单位：
MPa
d—临界速度流量计孔板直径：
mm
z—天然气压缩因子，无因次
T—上流温度＋273单位：
K
r—天然气相对密度，无因次
c、孔板压差流量计求产
当产量大于0.5×104m3时，采用孔板压差流量计求产（三项分离器）。
计算公式如下：
---------
（1）
或:
---------
（2）
K=0.008686ad2---------（3）
式中：
—气产量
a,ao--流量系数,特定流量系数:
a=aoFr£Rebk
d—工作温度下孔板开孔直径,mm
Fg—相对密度系数
∈—流束膨胀系数
FZ—超压缩系数
Ft—流动温度系数
p1hw—分别代表孔板上游静压（kpa）和差压（pa）
K—由公式（3）定义
Fr—雷诺数系数
£Re—粗糙度系数
bk—孔板锐利度系数
p1H1—分别代表开方卡片记录的静压,差压格数
6.1物性取样
6.1.1取气样：
必须使用新型取气气袋取样，每次至少两袋，做平行测定。
6.1.2取水样：
取样瓶及瓶塞必须干净，分析每次取样不少于500ml，取两份。
6.2测试求产时应录取的资料
油嘴直径、孔板直径、气产量、油产量、水产量、油压、套压、流压、静压、压力恢复曲线、上流压力、井口静温、井口流温、气层静温、气层流温、上流温度，油、气、水样分析资料，累计油、气、水产量。
7压恢测试
这是在测完流压后的工序，静、流压测试主要是为计算无阻流量，压恢测试主要是认识地层物性、探边等，为后期开发布井提供依据，这里面需要试井软件和试井理论和现场施工情况以及气、水样全分析的数据来做解释分析。
8压井作业考核
8.1压井前用油嘴控制放压，泵注过程中不得停泵，压井液返出后，控制进出口排量平衡。
8.2压井液应与储层物性相配伍，液量不应少于井筒容积的1.5倍。
8.3压井液密度的确定，应按液柱压力比气层压力大5%—15%确定
8.4进出口密度差小于0.02g/cm3时停泵观察5—15min溢流情况，确认被压住后方可进行下道工序。
8.5压井时应录取的资料包括，时间、压井深度、压井方式、泵压、排量、压井液性能、数量、漏失量和管柱结构。
9试井
试井可分为产能试井（稳定试井、等时试井、和改进的等时试井）和不稳定试井。
试井的目的就是以渗流力学为基础，各种工具、仪表为手段，通过对油、气、水井生产动态的测试；求取油、气、水层的生产能力、物性参数，研究它们之间的连通关系，为区域勘探开发、增产措施的效率评价、边界特征评价和井间连通评价提供依据。
10资料
10.1整理
10.1.1原始资料：
a.各类设计：
试气地质设计、试气工程设计、压裂设计、转层设计、封井设计等；
b.日志、班报、水气样全分析；
c.曲线和数据：
压裂施工、静压静温测试、流压流温测试、压力恢复测试。
10.1.2资料总结：
压裂小结、单层试气总结、全井试气总结。
10.2提交时间
作业竣工后3日内向甲方提供以下单项小结或现场报告,7日内提交正式报告送审稿，15日内提交正式报告印刷稿以及光碟电子文档。
测试报告；
单层试气总结；
全井成果总结。
附图1（参考）延109井山1气层试气井身结构示意图
水泥返高：
地面
套管：
273.05mm下深：
496.54m
套管：
177.8mm套管下深：
2385.55m
钻头：
241.3mm完钻井深：
2389.00m
马五
2350.0m-2353.0m2356.1m-2357.9m
2363.0m-2364.0m2366.0m-2368.2m
钻头：
346.00mm钻深：
497.00m
节流器：
（0.15m）2163.22m
水力锚：
（0.45m）2130.59m
封隔器中胶：
2131.01m
Ф73mm防硫油管3根27.92m
人工井底：
2370.62m
Ф73mm防硫油管226根2124.1m
喇叭口深：
（0.13m）2163.35m
FX.GY445-148A桥塞顶面：
2335.68m
本溪组
2302.6m-2305.0m
FX.GY445-148A桥塞顶面：
2261.52m
山1
2174.4-2177.9m
附图2试气作业地面设备安装位置及流程示意图
备注：
1.危险区域：
井架附近30m，吊车吊臂伸长为半径的区域。
2.对于高产气井（产量大于50×104m3/d），储油罐距井口150m以上，距放喷口200m以上。
附图3试气工艺流程图
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