试气作业工艺规程.docx

试 气 作 业 工 艺 规 程

试气大队
二〇一一年二月

目 录
一 试气准备 1
1 场地准备 1
2 水、电准备 1
3 压井液准备 1
4 作业设备 1
5 井口的安装 2
6 分离器、水套炉及放喷管线 2
7 油管 3
8 井下工具 3
二 试气施工 3
1 通井、洗井、试压 3
2 射孔 4
3 压裂酸化 4
4 压裂施工中可能出现的问题及处理预案 6
5 放喷、诱喷 6
6 测压、求产 7
7 压恢测试 9
8 压井作业考核 10
9 试井 10
10 资料 10
附图1（参考） 延109井山1气层试气井身结构示意图 1
附图2 试气作业地面设备安装位置及流程示意图 1
附图3 试气工艺流程图 1

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= ao Fr£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
p1 hw—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

KQ65/70型采气树

套管：273.05mm下深：496.54m

钻头：346.00mm钻深：497.00m

水泥返高：地面

Ф73mm防硫油管226根2124.1m

水力锚 ：（0.45m）2130.59m

封隔器中胶：2131.01m

节流器 ：（0.15 m ）2163.22m
Ф73mm防硫油管3根27.92m

喇叭口深：（0.13 m ）2163.35m

2174.4-2177.9m
山1
FX.GY445-148A桥塞顶面：2261.52m

2302.6m-2305.0m
本溪组

2350.0m-2353.0m 2356.1m-2357.9m
2363.0m-2364.0m 2366.0m-2368.2m
FX.GY445-148A桥塞顶面：2335.68m
马五

人工井底：2370.62m

套管：177.8mm 套管下深：2385.55m
钻头：241.3mm 完钻井深：2389.00m

通井机/修井机
油管摆放区
群

排液池
道
路
井口
排液区域
井架
液

罐

压井液

储

液压钳
风向
营 地
安 全 集 合 区
压井液
距井口50m以上
10m以上
距井口30m以上
燃烧筒
流量计
油嘴套
计量罐
针阀
水套加热炉
35MPa平板阀
35MPa平板阀
排酸筒
高压危险区域
排水沟
35MPa平板阀
油管地面管汇
套管地面管汇
针阀
分离器
贮油罐
发电房
值班房
工具房
30m以上
20m左右
50m以上
35MPa平板阀
排污管线或排水沟
压井管汇
计量罐
35MPa平板阀
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

队伍搬迁及设备安装
清罐、备水
井口试压（35Mpa）
洗井
通井、刮管

配优质射孔液
井筒试压（25Mpa）
射孔
下压裂钻具
配液
压裂施工
控制放喷、抽汲诱喷排液
关放排液
关井测静压、静温
求产、取样
是否万方无阻流量
压力恢复测试
是否需要转层上试
压井
起管柱管
洗井
井筒试压
打桥塞
自射孔起至压力恢复测试
关井等待压力恢复或直接完井

是
否
否
是