试气作业工艺规程

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：

210.64dHQTr 式中：

2 或

Qg2.89dHT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：

Qg1897d2p1zT

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：

Qg0.008686ad2FzFtp1hw ---------(1)

或:

QgKFzFtp1H1 ---------(2)

K=0.008686ad2 ---------(3) 式中：

Qg—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

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 山1 2174.4-2177.9m 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 Ф73mm防硫油管3根27.92m 节流器 ：（0.15 m ）2163.22m 喇叭口深：（0.13 m ）2163.35m FX.GY445-148A桥塞顶面：2261.52m 本溪组 2302.6m-2305.0m FX.GY445-148A桥塞顶面：2335.68m 2350.0m-2353.0m 2356.1m-2357.9m 2363.0m-2364.0m 2366.0m-2368.2m 附图2 试气作业地面设备安装位置及流程示意图

燃烧筒 流量计 计量罐 分离器 10m针阀 35MPa平板阀 计量罐 35MPa平板阀 油嘴套 排液区域 风向 排污管线或排水沟 排液池 发电房 值班房 工具房 贮油罐 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。

20m左右 以上水套加热炉 排酸筒 距井口以上油管摆放区 35MPa50m 30m针阀 通井机/修井机 井口 井架 套管地面管汇 压井管汇 35MPa平板阀 35MPa平板阀 液压钳 排水沟 储 液 罐 群 高压危险区域 压井液 距井口30m以上 压井液 平板阀油管地面管汇 以上 安 全 集 合 区 50m以上 道 路 营 地 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）

下压裂钻具 配优质射孔液 洗井 射孔

配液 控制放喷、抽汲诱喷排液 关放排液 压裂施工 起管柱管 洗井 压井 井筒试压 自射孔起至压力恢复测试 打桥塞 否 关井等待压力恢复或直接完井

是 否 是否需要转层上试 是否万方无阻流量 是 井筒试压（25Mpa）

通井、刮管

关井测静压、静温

求产、取样 压力恢复测试