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1、王坡煤矿地面瓦斯综合抽采系统建设压裂工程WP01-1D 井压裂施工设计建设单位：山西天地王坡煤业有限公司承担单位：中煤科工集团西安研究院设计单位：中原油田井下特种作业处2012年 10月项目名称：王坡煤矿地面瓦斯综合抽采系统建设压裂工程设计人（签字）：审核人（签字）： 总工程师（签字） 设计单位（盖章）设计提交日期： 年 月 日项目承担单位审核意见：审核人（签字）：设计审核日期：年月日项目建设单位审批意见：审批人（签字）：设计批准日期：年月日目录前言 11 WP01-1D井基础数据 11.1钻井基本数据 11.2煤层射孔设计数据 22施工目的及设计依据 22.1施工目的 22.2设计依据 22
2、.3技术标准 23施工工序 24 WP01-1D井3煤压裂设计 34.1压裂施工方案 34.2压裂前施工准备 44.3现场施工泵注程序 44.4压裂裂缝模拟55技术保障措施 65.1液体配制要求65.2压裂施工要求 65.3排液要求76压裂施工组织机构 77压裂施工应急程序 87.1压裂液伤人应急预案87.2高压管线破裂伤人应急预案87.3施工过程中出现砂堵情况应急措施88 QHSE 要求98.1质量保证要求98.2健康要求108.3安全要求108.4环保要求119压裂施工井身结构及管柱示意图 12附图：压裂施工设备摆放示意图 13前言该压裂施工项目属于王坡煤矿地面瓦斯综合抽采系统建设压裂工程
3、，目的是在煤层 建立高导流能力的石英砂支撑裂缝，提高煤层泄流面积，本设计依据王坡煤矿地面瓦 斯综合抽采系统建设压裂工程招标文件、合同及相关技术资料和标准进行设计。1 WP01-1D井基础数据1.1钻井基本数据表 1 WP01-1D 井钻井基本数据表坐标X： 19651026.684地理位置山西省泽州县下村镇塔里村东南向1km处Y： 3951518.742构造位置塔里南背斜南翼H： 1101.181井别地面瓦斯抽采试验井设计井深/m729补心咼/m1.10完钻原则钻穿3号煤层以下60m完钻钻头程序一开钻头直径/mm一开钻达井深/m二开钻头直径/mm完钻井深/m311.1521215.9729钻
4、遇 地 层地层符号QP2shP2SP1XP1SC3t实际底深(m)6.1040.30572.45641.20683.95729视厚(m)5.0034.20532.1568.7542.7545.05(未钻穿)目 的 煤 层钻探见煤深度/m673.30-680.40结构/总 厚 度 /m7.10采收 率3测井672.82-679.925.69 (0.34) 1.077.10/套 管 程 序名 称尺寸/mm钢级壁厚/mm联入/m下深/m阻位/m定位短节/m试压 情况 /MPa表层244.5J558.941.121/生产139.7J557.720.85729.6726.74656.43-658.92合
5、格固 井 参 数水泥用量/t25水泥浆平均密度/g/cm31.601.85替量/m39.1碰压/MPa15人工井底/m磁定位/m水泥返深/m固井水泥环质量726.50656.43-658.92154.003煤层顶合格3煤层底合格井 身 质 量最大井斜井底立移/m最大全角变化率井深/m井斜/方位/井深/m全角变化率/30m测井55030.2421.69201.584005.45备注全井平均井径扩大率为：10.79%煤层井径扩大率：10.35%1.2煤层射孔设计数据表 2 WP01-1D 井 3 煤层射孔数据表煤层射孔井段/m射孔厚度/m枪型/弹型孔密/孔/m相位角/布孔 方式孔数3672.82-
6、679.927.1102 枪/127 弹1690螺旋114说明：射孔质量验收标准为检查发射率达到95%为合格，否则重新补孔2施工目的及设计依据2.1 施工目的 通过对煤层的压裂改造，在煤层中建立高导流能力的石英砂支撑裂缝，提高煤层泄 流面积。2.2设计依据(1) 王坡煤矿地面瓦斯综合抽采系统建设压裂工程合同及招标文件。 (2)WP01-1D 井钻井基础数据。(3)相关的压裂施工标准。2.3 技术标准(1) 射孔施工及质量监控规范(SYT 5325-2005)(2) 油水井常规修井作业通井、刮削套管作业规程(SY/T5587.16-1993)(3) 压裂设计规范及施工质量评价方法(QSY 91-
7、2004)( 4)压裂施工作业技术规范( Q/CNPC.HB0856-2004)(5) 煤层气井压裂技术规范(试行-2000)(6) 压裂工程质量技术监督及验收规范(QSY 31-2002)3 施工工序( 1)通井、替浆、实探人工井底，洗井并试压合格。( 2)通洗井 24 小时后，全井段测基础井温曲线。(3)按射孔审批单对3煤层进行射孔。( 4)按设计要求上压裂液大罐，备水，配液。(5) 安装KQ350型压裂井口，四角用钢丝绳绷紧并用地锚固定。(6) 摆车，连接高、低压管线(高压管线接双管线)，地面高压管汇及井口试压35MPa,稳压5min,压降小于0.5MPa，不渗漏为合格。(7) 按设计泵
8、注程序对 3煤层进行加砂压裂施工。(8) 压后2、4小时各测1条井温曲线，测量井段目标煤层以上100m至遇阻位置。(9) 停泵后通过指针式压力表观测井口压力,待井口压力下降到 1MPa 时,用 3mm 油嘴或针形阀控制放喷，排出液体进排污池或排水沟。4 WP01-1D井3煤压裂设计4.1压裂施工方案(1) 压裂层位：3煤层(2) 压裂井段：深度：672.82-679.92 厚度：7.10m： 5.69 (0.34)1.07 m(3) 压裂方式：光套管压裂(4) 施工排量： 8.0 m3/min(5) 加砂强度：12m3/m(6) 压裂液类型：活性水，配方：清水+1%KCL+0.05%杀菌剂(7
9、) 支撑剂类型及数量：兰州石英砂，中砂(20-40 目) 64.2 m3、粗砂(16-20 目)20.9 m3支撑剂质量要求： 所使用的压裂砂粒度均匀、干净、无杂质。浊度、粒径符合率、破碎率等指标符合SY/T 5108-2006压裂支撑剂性能指标及测试推荐方法 压裂砂圆度N0.8。 压裂砂球度0.8O(8) 井口要求： KQ350 型压裂井口(9) 施工最高限压： 35MPa(10) 压前压后测井温：压后2、4小时各测一次井温(11) 压后测压力降落曲线：压后测1小时压力降落曲线(12) 施工压力预测见下表：表 3 施工压力预测表裂缝延伸压力/MPa施工压力/MPa破裂压力/MPa摩阻压力/M
10、Pa10.714.015.62.04.2 压裂前施工准备4.2.1 施工设备WP01-1D 井 3 煤压裂施工需要设备见表。表4 WP01-1D井3煤压裂设备表设备数量型号备注主压泵车/台72500 型/2000 型3台2000型、4台2500型仪表车 /台12500 型混砂车 /台12500 型管汇车 /台12500 型管线车 /台15t砂罐车 /台715m台压裂液大罐/个18容积50m34.2.2 压裂液准备WP01-1D井3煤压裂施工压裂液准备量850m3，所需材料数量见下表。表5 WP01-1D井3煤压裂施工压裂液及化工材料准备表名称清水/m3KCL /Kg杀菌剂/Kg数量850850
11、04254.2.3支撑剂准备 准备中砂（20-40目） 70m3 ，粗砂（16-20目） 25m3。4.2.4井筒准备（1）井场平整，便于大型压裂设备摆放；（2）下通井规通井，实探人工井底，用1 %KC 1彻底洗井；（ 3）通洗井24小时后，全井段测基础井温曲线；（ 4）按射孔通知单要求对3煤层进行射孔；（5）安装KQ350型压裂井口，上平上紧，在井口四个方向加绷绳地锚固定；在井 口闸门一侧接一条硬放喷管线，出口至放喷池固定捆牢。4.3 现场施工泵注程序表6 WP01-1D井3煤压裂施工泵注程序表程序步 骤净液量/m3累计净 液量/m3混砂 液量/m3累计 混砂 液量/m3砂比/%砂量/m3累
12、计 砂量/m3排量/m3/min阶段 时间/min备注前置液240 m31808080.080.00810.0中砂6 m32120200123.6203.656.06.0815.534024040.0243.66.085.014028041.2284.852.08.085.224032041.9326.783.211.285.235037053.0379.7105.016.286.6中砂58.2m3混砂液520 m346043064.3444.0127.223.488.058051087.2531.21512.035.4810.968059088.2619.41713.649.0811.0平均砂 比 15.2%78067089.1708.51915.264.2811.182069022.3730.8193.868.082.892571528.3759.1225.573.583.5粗砂102574028.6787.7246.079.583.620.9m3112076023.4811.1285.685.182.9顶替液18.2768.28.2819.381.0-测压降1测压降60min合计-768.2819.385.1
