SYT 7640-2021 非常規(guī)氣田采出水回注環(huán)境保護(hù)規(guī)范-PDF解密

中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2021—11-16發(fā)布2022-02—16實(shí)施國(guó)家能源局發(fā)布I前言 Ⅱ 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語(yǔ)和定義 14一般要求 2 25.1回注井位 25.2回注層位 25.3轉(zhuǎn)注井 25.4井身結(jié)構(gòu) 25.5井筒材質(zhì) 2 35.7注水管柱 35.8封隔器 36回注推薦水質(zhì)指標(biāo) 3 37.1日常監(jiān)測(cè) 37.2地下水環(huán)境監(jiān)測(cè) 48井筒完整性檢測(cè) 49回注井運(yùn)行監(jiān)測(cè)管理 5 511回注井的封存與長(zhǎng)停 5附錄A(規(guī)范性)分步注入能力測(cè)試的方法 6附錄B(規(guī)范性)最大井口注入壓力經(jīng)驗(yàn)值 8 9Ⅱ本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的本文件由石油工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)石油工業(yè)環(huán)境保護(hù)專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC13)提出并本文件起草單位：中國(guó)石油集團(tuán)安全環(huán)保技術(shù)研究院有限公司、中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司、中國(guó)本文件主要起草人：張坤峰、李興春、陳昌照、陳宏坤、唐培林、吳百春、蔣一欣、蔣繼輝、1非常規(guī)氣田采出水回注環(huán)境保護(hù)規(guī)范1范圍本文件規(guī)定了非常規(guī)氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中采出水回注的回注井井位、回注層位、轉(zhuǎn)注井、井身結(jié)構(gòu)、井筒材質(zhì)、固井、注水管柱、封隔器、回注推薦水質(zhì)指標(biāo)、監(jiān)測(cè)、井筒完整性檢測(cè)、回注井運(yùn)行監(jiān)測(cè)管理、回注應(yīng)急響應(yīng)、回注井的封存與長(zhǎng)停等方面的要求。本文件適用于非常規(guī)氣田開(kāi)發(fā)的采出水回注。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；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。GB/T5750.7生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法有機(jī)物綜合指標(biāo)GB/T39139.1頁(yè)巖氣環(huán)境保護(hù)第1部分：鉆井作業(yè)污染防治與處置方法HJ/T164地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范HJ/T610環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則地下水環(huán)境SY/T5329碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)及分析方法SY/T6592固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法SY/T6646廢棄井及長(zhǎng)停井處置指南3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。非常規(guī)氣田unconventionalgasfield頁(yè)巖氣、致密氣、煤層氣田。非常規(guī)氣田采出水unconventionalgasfieldextractionindustrywastewater非常規(guī)氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中伴隨油氣生產(chǎn)從深部地層返回地面的除石油和天然氣以外的液體及作業(yè)廢水、鉆井廢水等。以保護(hù)環(huán)境為目的，將氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中的采出水，經(jīng)過(guò)處理和控制措施重新注入深部目的地層的過(guò)程。井筒完整性wellboreintegrity2回注井井筒各部分組成、結(jié)構(gòu)、質(zhì)量等滿(mǎn)足平穩(wěn)持續(xù)注入要求的一種狀態(tài)。完整性檢測(cè)mechanicalintegritytest通過(guò)環(huán)空測(cè)壓、泄漏測(cè)試、腐蝕測(cè)試等技術(shù)方法，對(duì)套管的連接情況、井下管柱腐蝕程度、井下封隔器狀態(tài)，以及固井水泥的有效性進(jìn)行測(cè)試，從而實(shí)現(xiàn)井筒完整性的評(píng)估。4一般要求4.1受非常規(guī)氣田采出水回注影響的環(huán)境保護(hù)范圍，應(yīng)包括HJ/T610中所界定的地下水環(huán)境保護(hù)目標(biāo)。4.2有以下情況的，應(yīng)禁止回注：a)注入地層圈閉的完整性不確定的；b)以高于地層破裂壓力進(jìn)行回注的。4.3回注井鉆井要求應(yīng)符合GB/T39139.1相應(yīng)部分的規(guī)定。5回注井要求5.1回注井位5.1.1回注井位設(shè)置不應(yīng)在飲用水水源二級(jí)以上保護(hù)區(qū)、自然保護(hù)區(qū)的核心區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)等《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)分類(lèi)管理名錄》中地下水相關(guān)環(huán)境敏感區(qū)范圍。5.1.2回注井位設(shè)置不宜在江河、湖泊，水庫(kù)最高水位線以下的灘地和洪泛區(qū)。5.1.3回注井位設(shè)置不宜在天然滑坡或泥石流影響區(qū)。5.2.1應(yīng)具有良好的上下隔離層，滿(mǎn)足最大注水壓力條件下密封要求，并遠(yuǎn)離縱向上可供利用的含水層；橫向上波及范圍可控，滿(mǎn)足環(huán)境及氣田正常生產(chǎn)要求。5.2.2應(yīng)優(yōu)先選擇氣藏枯竭層或廢棄層，如區(qū)域內(nèi)無(wú)適宜的枯竭層或廢棄層，宜選取不會(huì)影響氣田正常開(kāi)發(fā)的其他層位，所選層位在橫向波及范圍的安全距離內(nèi)無(wú)地表露頭及出露點(diǎn)。5.2.3對(duì)回注層的敏感性、回注空間、回注量、回注壓力、回注水波及范圍、封閉性等進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。選擇退役井作為回注井，應(yīng)對(duì)退役井進(jìn)行井筒完整性檢測(cè)，選擇完井和固井質(zhì)量滿(mǎn)足要求的退役井。如質(zhì)量不能滿(mǎn)足要求，宜考慮修井。5.4.1回注井應(yīng)有表層套管和技術(shù)套管。5.4.2表層套管深度應(yīng)在最低飲用水層底板以下25m。5.4.3技術(shù)套管深度應(yīng)達(dá)到回注層底板以下25m。5.5.1表層套管宜選用H40及以上鋼級(jí)。35.5.2技術(shù)套管宜選用J55及以上鋼級(jí)。5.5.3井口至最低含水層底部以下25m的表層套管和技術(shù)套管應(yīng)采取外防腐措施。5.6.1表層套管、技術(shù)套管固井水泥應(yīng)全部返至地面。5.6.2固井質(zhì)量應(yīng)符合SY/T6592的規(guī)定，固井質(zhì)量合格率100%。5.6.3固井水泥的選擇應(yīng)能承受最大注入壓力，同時(shí)宜考慮地層和注入流體對(duì)水泥的腐蝕，水泥使用量應(yīng)達(dá)到計(jì)算量的120%。固井水泥材質(zhì)的選擇，宜充分考慮地下水環(huán)境的保護(hù)，根據(jù)實(shí)際地層情況選擇抗腐蝕水泥。5.7.1注水管柱鋼級(jí)：下深2000m以?xún)?nèi)時(shí)，應(yīng)采用J55及以上鋼級(jí)；下深大于或等于2000m時(shí)，應(yīng)采用N80及以上鋼級(jí)。5.7.2注水管柱應(yīng)采用全井段內(nèi)防腐措施。5.7.3油套環(huán)空保護(hù)措施應(yīng)根據(jù)回注壓力等具體情況，采用“環(huán)空注氮?dú)獗Ｗo(hù)”或“環(huán)空保護(hù)液+完井封隔器”的保護(hù)措施。5.8.1封隔器耐受壓力應(yīng)不小于最大井口注入壓力。5.8.2封隔器與其外層套管的水泥環(huán)頂部距離應(yīng)不小于15m。6回注推薦水質(zhì)指標(biāo)6.2回注水水質(zhì)應(yīng)針對(duì)不同井筒材料及回注層分別制定指標(biāo)。6.3回注水應(yīng)經(jīng)處理并符合SY/T5329的要求。在回注過(guò)程中應(yīng)持續(xù)對(duì)回注井口壓力，回注流體的溫度、流量、水質(zhì)等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。應(yīng)在回注開(kāi)始之前，依據(jù)回注地下風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估或環(huán)境影響評(píng)價(jià)結(jié)果，制定監(jiān)測(cè)計(jì)劃，包括監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量和位置、監(jiān)測(cè)頻率、監(jiān)測(cè)指標(biāo)和限值、監(jiān)測(cè)指標(biāo)異常時(shí)的應(yīng)急措施等。7.1.2.1對(duì)回注井底壓力應(yīng)進(jìn)行持續(xù)的日常監(jiān)測(cè)，回注井底壓力不得大于最大注入壓力。7.1.2.2最大注入壓力的設(shè)定應(yīng)小于回注層破裂壓力的90%。應(yīng)通過(guò)分步注入能力測(cè)試、地層應(yīng)力測(cè)試、小型壓裂或者地層破裂數(shù)據(jù)等方面的資料，確定回注層的破裂壓力。當(dāng)沒(méi)有上述資料或測(cè)試條件時(shí)，最大注入壓力應(yīng)采用回注井最大井口注入壓力經(jīng)驗(yàn)值。分步注入能力測(cè)試的方法見(jiàn)附錄A。最大井口注入壓力經(jīng)驗(yàn)值見(jiàn)附錄B。47.1.2.3持續(xù)套管壓力宜考慮套管連接失效、套損套變、封隔器失效、水泥環(huán)受損等原因。對(duì)環(huán)空壓力應(yīng)進(jìn)行持續(xù)的日常監(jiān)測(cè)，當(dāng)環(huán)空壓力異常時(shí)，應(yīng)及時(shí)分析原因并排除隱患。應(yīng)每日監(jiān)測(cè)回注水溫度變化情況。7.2地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)7.2.1.1監(jiān)測(cè)井設(shè)置應(yīng)考慮注入井水文地質(zhì)條件與回注水運(yùn)移情況，根據(jù)HJ/T164中相關(guān)要求合理布設(shè)。7.2.1.2監(jiān)測(cè)井布設(shè)應(yīng)符合回注井環(huán)評(píng)報(bào)告要求，可選取油氣田注水開(kāi)發(fā)區(qū)域內(nèi)的水井、含水層的地表露頭，也可新建監(jiān)測(cè)井。7.2.2樣品采集和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)針對(duì)保護(hù)層地下水，樣品采集和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)應(yīng)符合HI/T164中相關(guān)規(guī)定，在回注開(kāi)始前應(yīng)進(jìn)行至少1次枯水期樣品采集和監(jiān)測(cè)作為對(duì)照值。7.2.3.1根據(jù)非常規(guī)氣田采出水特征污染物選取監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，其中常規(guī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目宜為溶解性總固體、高錳酸鹽指數(shù)、石油類(lèi)，其他監(jiān)測(cè)項(xiàng)目結(jié)合回注水水質(zhì)特征確定。7.2.3.2高錳酸鹽指數(shù)分析方法執(zhí)行HJ/T164中相關(guān)要求，石油類(lèi)分析方法執(zhí)行GB/T5750.7中相關(guān)要求。應(yīng)定期開(kāi)展地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)分析，在監(jiān)測(cè)值與對(duì)照值有持續(xù)性的差異時(shí)，應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)并分析原因，及時(shí)采取相應(yīng)應(yīng)急措施。7.2.5長(zhǎng)停和封存回注井的監(jiān)測(cè)對(duì)長(zhǎng)停和封存回注井，應(yīng)對(duì)周邊的地下水采樣點(diǎn)進(jìn)行定期取樣監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)頻率參照HJ/T164。8井筒完整性檢測(cè)8.1回注開(kāi)始前，應(yīng)進(jìn)行初始?jí)毫y(cè)試，測(cè)試的最低要求如下：a)注入壓力小于或等于20MPa時(shí)，測(cè)試壓力應(yīng)不小于20MPa;注入壓力大于20MPa時(shí)，測(cè)試壓力應(yīng)不小于最大注入壓力；b)保持測(cè)試壓力時(shí)間不小于30min;c)最大測(cè)試壓降不小于10%。8.2年平均注入量大于或等于300m2/d的回注井，應(yīng)每年至少進(jìn)行1次井筒完整性檢測(cè)；年平均注入量小于300m3/d的回注井，應(yīng)至少每2年進(jìn)行1次井筒完整性檢測(cè)。8.3通過(guò)井筒完整檢測(cè)發(fā)現(xiàn)井筒完整性失效，應(yīng)立即停止回注。井筒完整性檢測(cè)已失效井，經(jīng)修復(fù)后須通過(guò)井筒完整性檢測(cè)合格后，方可恢復(fù)回注。59.2定期檢查管柱和井況，當(dāng)回注壓力和回注量發(fā)生突變時(shí)，應(yīng)立即停止回注，進(jìn)行注水管柱密封應(yīng)編制應(yīng)急預(yù)案(程序)并演練，當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)執(zhí)行應(yīng)急預(yù)案(程序)。6分步注入能力測(cè)試是一種評(píng)估地層破裂壓力的方法，在地層壓裂時(shí)可傳統(tǒng)的分步分析是“注入壓力”和“穩(wěn)定速率”的笛卡爾曲線，地層破裂壓力開(kāi)始。雖然記錄井底壓力可以給出更為準(zhǔn)確的描述破裂壓力，但本測(cè)試的目進(jìn)行分步注入能力測(cè)試的步驟：a)可通過(guò)關(guān)井，或通過(guò)較低注入速率注入的方法，保持井底壓力穩(wěn)定。當(dāng)通過(guò)關(guān)井得到穩(wěn)定的b)在預(yù)設(shè)的時(shí)間段內(nèi)以低速率開(kāi)始注人，記錄最后的壓力和間隔時(shí)間。時(shí)間段必須足夠使速率c)增加注入速率，并按與第一次注入相同的時(shí)間間隔繼續(xù)注射，記錄此時(shí)間間隔結(jié)束時(shí)的壓力，d)重復(fù)c)步驟，逐步增加速率，直到地層破裂，或達(dá)到要求的井口注入壓力110%。如果發(fā)生示例1:圖A.1注入壓力與注入速率關(guān)系圖(1)7示例2:8如未開(kāi)展過(guò)分步注入能力測(cè)試、原位應(yīng)力測(cè)試及小型壓裂，或者沒(méi)有可信的破裂/注入數(shù)