Q∕SY 01012-2017 油氣藏型地下儲(chǔ)氣庫注采完井設(shè)計(jì)規(guī)范

1、Q/SY中國(guó)石油疏氣詡飼企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SY 010122017油氣藏型地下儲(chǔ)氣庫注采完井設(shè)計(jì)規(guī)范Specification for completion design of injection & production wellin hydrocarbon reservoir underground gas storage2017-06-28 發(fā)布2017 -09-15 實(shí)施中囯石油天然氣集團(tuán)公司發(fā)布Q/SY 010122017Q/SY 010122017目 次 TOC o 1-5 h z 前ni細(xì)12規(guī)范性引用文件13術(shù)語和定義14設(shè)計(jì)基本原則25設(shè)計(jì)資料要求26注采完井方案設(shè)計(jì)27井控設(shè)計(jì)5

2、8健康、安全和環(huán)境保護(hù) 5附錄A （資料性附錄）注采工藝設(shè)計(jì)參數(shù)表Q/SY 010122017Q/SY 010122017本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T 1.1-2009標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫給出的規(guī)則 起草。本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)勘探與生產(chǎn)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)提出并歸口。 本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國(guó)石油天然氣股份有限公司華北油田分公司采油工程研究院、中國(guó)石油天然 氣股份有限公司新疆油田分公司工程技術(shù)研究院、中國(guó)石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司工 程技術(shù)研究院。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：丁建東、薛承文、何軼果、裴宗賢、張國(guó)紅、汪傳磊.楊永祥、張亞明、 趙衛(wèi)峰、榮偉、劉靚雯、

3、潘眾、李華彥。Q/SY 010122017 Q/SY 010122017 油氣藏型地下儲(chǔ)氣庫注采完井設(shè)計(jì)規(guī)范1范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了油氣藏型儲(chǔ)氣庫注采井及監(jiān)測(cè)井完井設(shè)計(jì)的基本原則、資料要求、方案設(shè)計(jì)內(nèi)容、 井控設(shè)計(jì)要求及健康、安全、環(huán)境要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于油氣藏型儲(chǔ)氣庫注采完井方案設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GBAT 22513石油天然氣工業(yè)鉆井和采油設(shè)備井口裝置和采油樹SY/T 5727井下作業(yè)安全規(guī)程SY/T 6276石油天然氣工業(yè)健康、

4、安全與環(huán)境管理體系SY/T 6616含硫油氣井鉆井井控裝置配套、安裝和使用規(guī)范SYfT 6805油氣藏型地下儲(chǔ)氣庫安全技術(shù)規(guī)程Q/SY 1002.1健康、安全與環(huán)境管理體系 第1部分：規(guī)范Q/SY 1553井下作業(yè)井控技術(shù)規(guī)范3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1油氣藏型儲(chǔ)氣庫 hydrocarbon reservoir underground gas storage利用封閉的油氣藏構(gòu)造改建成儲(chǔ)存天然氣的地下儲(chǔ)氣庫。3.2注采井 injection & production well用于地下儲(chǔ)氣庫注氣和采氣的井。3.3采氣井 production well用于從地下儲(chǔ)氣庫采氣的井。3.

5、4排液井 discharge well用于排出地下儲(chǔ)氣庫地層中液體的井。監(jiān)測(cè)井 monitoring well用于監(jiān)測(cè)地下儲(chǔ)氣庫運(yùn)行狀況的井。井口裝置 well head用于地下儲(chǔ)氣庫生產(chǎn)的采氣樹及油管頭。4設(shè)計(jì)基本原則 4.1滿足最高注采氣量以及周期性注采壓力、溫度、產(chǎn)量等參數(shù)的要求。4.2滿足儲(chǔ)氣庫長(zhǎng)期生產(chǎn)運(yùn)行的要求。4.3推薦采用安全可靠、工藝簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟的工藝技術(shù)。4.4優(yōu)化方案設(shè)計(jì)，降低建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)行成本。4.5符合國(guó)家法律法規(guī)、行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，滿足健康、安全及環(huán)境保護(hù)要求。5設(shè)計(jì)資料要求 5.1油氣藏地質(zhì)數(shù)據(jù)應(yīng)包含但不限于以下內(nèi)容油氣藏類型、地質(zhì)概況、儲(chǔ)層物性、流體參數(shù)、歷史

6、生產(chǎn)數(shù)據(jù)等參數(shù)。5.2建庫設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)包含但不限于以下內(nèi)容產(chǎn)能方程、庫容量、工作氣量、注氣量、采氣量、運(yùn)行 壓力等參數(shù)。5.3鉆井完井?dāng)?shù)據(jù)應(yīng)包含但不限于以下內(nèi)容井身結(jié)構(gòu)、井眼軌跡、水泥返深、套管規(guī)格等參數(shù)。 6注采完井方案設(shè)計(jì)6.1參數(shù)設(shè)計(jì)6.1.1生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)分析單井產(chǎn)能與地層壓力、油管尺寸、井口壓力的關(guān)系分析，分析數(shù)據(jù)參見表A.1填寫。6.1.2沖蝕能力分析單井沖蝕產(chǎn)量與油管尺寸、井底壓力的關(guān)系分析，分析數(shù)據(jù)參見表A.2填寫。 沖蝕計(jì)算公式推薦：ve=C/5式中：v臨界沖蝕氣流速，m/s ；Pm氣體密度，kg/m3 :C沖蝕系數(shù)，kg/ (s2-m) 05,推薦取值方法見表1。表1沖蝕系數(shù)推

7、薦取值表工作和環(huán)境條件Ckg/ (s2.m)】0,5連續(xù)工作保守值120間歇工作保守值150應(yīng)用抗蝕合金鋼或防腐劑連續(xù)工作180 240應(yīng)用抗蝕合金鋼或防腐劑間歇工作3006.1.3攜液能力分析單井?dāng)y液產(chǎn)量與油管尺寸、井底壓力的關(guān)系分析，分析數(shù)據(jù)參見表A.3填寫。 攜液能力計(jì)算推薦Turner公式：Vcnt-T =1-式中：PL液體密度，kg/m1 ;pc氣體密度，kg/m3 :a氣液之間的界面張力，N/m ；vcril_TTurner模型臨界流速，m/s。臨界攜液系數(shù)r根據(jù)儲(chǔ)層地層水滲流規(guī)律確定，一般取值為1.8 5.5。6.1.4井口溫度壓力預(yù)測(cè)注氣、采氣時(shí)并口壓力.溫度預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)參見

8、表A.4填寫。6.2注采管柱設(shè)計(jì)6.2.1油管設(shè)計(jì)6.2.1.1油管尺寸選擇應(yīng)滿足在最大調(diào)峰氣量時(shí)不發(fā)生沖蝕，在最小調(diào)峰氣量可以攜液的要求。6.2.1.2油管鋼級(jí)選擇應(yīng)滿足完井管柱在長(zhǎng)期周期性交變溫度、壓力變化下管柱安全的要求。6.2.1.3油管壁厚選擇應(yīng)滿足完井管柱強(qiáng)度的要求，完井管柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)參見表A.5和表A.6填寫。6.2.1.4油管材質(zhì)選擇應(yīng)滿足流體介質(zhì)腐蝕環(huán)境要求。6.2.1.5油管連接螺紋應(yīng)選擇氣密封螺紋，并進(jìn)行氣密封檢測(cè)。6.2.1.6油管設(shè)計(jì)應(yīng)滿足后期作業(yè)的要求。6.2.2管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.2.2.1注采管柱應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)井。6.2.2.2注采管柱應(yīng)實(shí)現(xiàn)循環(huán)壓井，保證井控要求。6.

9、2.23注采管柱宜保持尺寸一致的內(nèi)通徑。6.2.2.4與油管配套工具應(yīng)選擇較大的內(nèi)徑。6.2.2.5注采管柱配套工具材質(zhì)應(yīng)與油管材質(zhì)相一致或高于油管材質(zhì)。6.2.2.6注采管柱應(yīng)配套井下安全閥、封隔器，依據(jù)實(shí)現(xiàn)功能的不同可以選配相應(yīng)的工具，如循環(huán)滑 套、管柱錨定器、坐封工作筒、測(cè)試儀表座等。6.2.2.7永久式封隔器完井管柱適用于注采井。6.2.2.8永久式封隔器完井管柱推薦結(jié)構(gòu)（自上而下）：油管掛、安全閥、循環(huán)滑套、錨定密封、永 久式封隔器、磨銑延伸筒.坐封工作筒、篩管、測(cè)試儀表座等。6.2.2.9可取式封隔器完井管柱適用于監(jiān)測(cè)井和老井再利用的井。6.2.2.10可取式封隔器完井管柱推薦結(jié)構(gòu)

10、（自上而下）：油管掛、安全閥、循環(huán)滑套、安全接頭、可 取式封隔器、坐封工作筒、篩管、測(cè)試儀表座等。6.2.2.11射孔一完井一測(cè)試聯(lián)作完井管柱適用于低壓儲(chǔ)層射孔完井的井。6.2.2.12射孔一完井一測(cè)試聯(lián)作完井管柱推薦結(jié)構(gòu)（一）（自上而下）：油管掛、安全閥.循環(huán)滑套、安全接頭、可取式封隔器、坐封工作筒、篩管、減震器、點(diǎn)火裝置.射孔槍等。6.2.2.13射孔一完井一測(cè)試聯(lián)作完井管柱推薦結(jié)構(gòu)（二）（自上而下）：油管掛、安全閥、循環(huán)滑套、錨 定密封、永久式封隔器、磨銃延伸筒、坐封工作筒、篩管、丟手工具、減震器、點(diǎn)火裝置、射孔槍等。6.2.2.14封隔器下入位置推薦選擇在蓋層井段內(nèi)或固井質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)段。6

11、.2.2.15井下安全閥下入深度宜距井口 80m 200m。6.2.3管柱受力分析6.2.3.1注采管柱受力分析應(yīng)根據(jù)注采運(yùn)行工況及參數(shù)進(jìn)行分析。6.23.2注采管柱受力分析應(yīng)包含但不限于以下節(jié)點(diǎn)：坐封狀態(tài)、注氣狀態(tài)、采氣狀態(tài)、解封狀態(tài)。 受力分析時(shí)應(yīng)考慮環(huán)空保護(hù)液漏失、油套環(huán)空帶壓等影響因素。6.23.3完井管柱應(yīng)進(jìn)行三軸、抗拉、抗內(nèi)壓和抗外擠強(qiáng)度校核。6.23.4井下工具及配套附件的抗內(nèi)壓、抗外擠和抗拉強(qiáng)度應(yīng)大于或等于管柱強(qiáng)度。6.3井口裝置選型6.3.1井口裝置設(shè)計(jì)應(yīng)滿足溫度、壓力、配產(chǎn)、腐蝕性介質(zhì)等工況條件以及安全和使用功能的要求。6.3.2井口裝置壓力級(jí)別應(yīng)依據(jù)井口預(yù)測(cè)最高運(yùn)行壓力選

12、擇。63.3井口裝置溫度級(jí)別應(yīng)依據(jù)井口預(yù)測(cè)最高溫度和地面環(huán)境溫度選擇。63.4井口裝置材料級(jí)別應(yīng)依據(jù)流體組分、溫度壓力等腐濁因素分析選擇。6.3.5井口裝置性能級(jí)別應(yīng)依據(jù)GB/T 22513執(zhí)行。6.3.6采氣樹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)依據(jù)注采井、監(jiān)測(cè)井的使用要求和安全要求配置，注采井采氣樹應(yīng)采用雙主 閥雙翼閥結(jié)構(gòu)，監(jiān)測(cè)井采氣樹可根據(jù)監(jiān)測(cè)要求和安全要求選用雙主閥單翼閥結(jié)構(gòu)。6.3.7井口采氣樹主通徑與生產(chǎn)管柱配套，主閥門內(nèi)通徑尺寸及油管掛內(nèi)通徑尺寸應(yīng)不小于油管內(nèi)徑尺寸。6.3.8井口采氣樹應(yīng)配備井口安全閥，井口安全閥宜安裝在翼閥上。6.3.9井口采氣樹翼閥、油管頭翼側(cè)、頂閥及各級(jí)套管環(huán)空應(yīng)安裝監(jiān)測(cè)壓力表。6

13、.4安全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.4.1 基本要求6.4.1.1在發(fā)生火災(zāi)情況下，可自動(dòng)關(guān)井。6.4.1.2在井口壓力異常時(shí)，可自動(dòng)關(guān)井。6.4.1.3在井口裝置遭到破壞時(shí)，可自動(dòng)關(guān)井。6.4.1.4在工作需要時(shí)，可就地或遠(yuǎn)程關(guān)井。6.4.1.5能夠?qū)崿F(xiàn)有序關(guān)井。6.4.2安全控制系統(tǒng)組成6.4.2.1安全控制系統(tǒng)主要由井下安全系統(tǒng)、井口安全系統(tǒng)和安全控制柜等組成。6.4.2.2井下安全系統(tǒng)包含井下安全閥、安全閥控制管線、壓力表等。6.4.2.3井口安全系統(tǒng)包含井口安全閥、高低壓導(dǎo)閥、易熔塞、緊急關(guān)斷閥和壓力表等。6.4.2.4安全控制柜包含井下安全控制集成、井口安全控制集成、系統(tǒng)控制集成等。6.4.3

14、安全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.4.3.1安全控制系統(tǒng)應(yīng)每口單井具有獨(dú)立控制系統(tǒng)，同一井場(chǎng)具有聯(lián)合控制功能。6.43.2安全閥應(yīng)為無外援自力式關(guān)閉控制。在井場(chǎng)斷電情況下，可自動(dòng)控制關(guān)閉安全閥。6.43.3安全控制應(yīng)設(shè)置單井就地開關(guān)控制、中心控制室遠(yuǎn)程關(guān)斷控制、井場(chǎng)逃生應(yīng)急總關(guān)斷控制。6.43.4井下安全閥與井口安全閥應(yīng)有序開關(guān)。關(guān)閉時(shí)應(yīng)先關(guān)閉井口安全閥再關(guān)閉井下安全閥，打開 時(shí)應(yīng)先打開井下安全閥再打開井口安全閥。6.43.5高低壓導(dǎo)閥宜靠近井口生產(chǎn)管線。6.43.6易熔塞安裝在與采氣樹頂部高度相同的位置。6.4.3.7井口安全閥宜安裝在采氣樹翼閥外側(cè)與地面生產(chǎn)管線相連接的一端。6.43.8安全控制柜應(yīng)距離

15、井口 3m以上，箱體防護(hù)等級(jí)不低于1P65,單井操作盤防護(hù)等級(jí)不低于 1P55。6.5監(jiān)測(cè)井完井管柱設(shè)計(jì)6.5.1監(jiān)測(cè)井完井管柱設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)目的的不同分類進(jìn)行設(shè)計(jì)。6.5.2儲(chǔ)層內(nèi)監(jiān)測(cè)井完井管柱應(yīng)包含封隔器和井下安全閥。6.5.3永久式連續(xù)監(jiān)測(cè)應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)層具體情況可從毛細(xì)管壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、分布式光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、電子壓 力計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等中選擇。6.5.4定期監(jiān)測(cè)完井管柱宜配置測(cè)試儀表座。6.6環(huán)空保護(hù)介質(zhì)設(shè)計(jì)6.6.1針對(duì)油管與套管環(huán)空的腐蝕，應(yīng)進(jìn)行腐蝕行為分析和管柱力學(xué)分析，優(yōu)選環(huán)空介質(zhì)。6.6.2水基環(huán)空保護(hù)液腐蝕速率應(yīng)小于0.076mm/年。6.6.3油基環(huán)空保護(hù)液可選擇符合生產(chǎn)要求的柴油或白油

16、。6.6.4推薦在油套環(huán)空上部100m - 200m注入氮?dú)狻?.7水合物預(yù)測(cè)與防治6.7.1應(yīng)進(jìn)行水合物預(yù)測(cè)，計(jì)算不同壓力下水合物的形成溫度，預(yù)測(cè)參考表A.7填寫。6.7.2應(yīng)制定防止水合物生成的措施和形成以后的治理辦法。7井控設(shè)計(jì)井控設(shè)計(jì)按 SY/T 5727, SY/T 6805, SY/T 6616, Q/SY 1553 的規(guī)定執(zhí)行。8健康.安全和環(huán)境保護(hù)注采完井設(shè)計(jì)中的健康、安全和環(huán)境管理體系按SY/T 6276和Q/SY 1002.1的規(guī)定執(zhí)行。附錄A（資料性附錄）注采工藝設(shè)計(jì)參數(shù)表注采工藝設(shè)計(jì)參數(shù)表格式見表A.1至表A.7O表A.1不同規(guī)格油管采氣能力分析表地層壓力，MPa井口壓

17、力，MPa合理采氣量，lWmVd油管規(guī)格278in3/2in4*/2in表A.2不同規(guī)格油管的沖蝕產(chǎn)量地層壓力，MPa單井日產(chǎn)油，t單井日產(chǎn)水，m3臨界沖蝕產(chǎn)量，lWmVd油管規(guī)格27，in372in4*/2in表A.3不同規(guī)格油管的攜液產(chǎn)量地層壓力，MPa單井日產(chǎn)油，t單井日產(chǎn)水，m臨界攜液產(chǎn)量，lWmVd油管規(guī)格27/gin3*/2in4V,in表A.4注采井口溫度壓力預(yù)測(cè)表項(xiàng)目注氣采氣初期末期初期中期末期地層壓力，MPa井底壓力，MPa產(chǎn)（注）氣量，單井日產(chǎn)油，t單井日產(chǎn)水，m井口壓力，MPa井口溫度，表A.5注采管柱受力分析一覽表油管鋼級(jí)壁厚，mm公稱直徑，mm單位質(zhì)量，kg/m受力分析最大伸縮量，m最大螺旋彎曲長(zhǎng)度，m深度，m軸向力，MPa外擠力，MPa內(nèi)壓力，MPa深度，m安全系數(shù)抗拉抗內(nèi)壓三軸管柱安全性評(píng)價(jià)表A.6注采管柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)一覽表鋼級(jí)公稱直徑 mm壁厚mm單位質(zhì)量 kg/m極限載荷允許下入深度，m5，MPaMPas,