ICS75.020 E 12 NB 备案号：46514-2014 中华人民共和国能源行业标准 NB/T 10016—2014 煤层气排采工程方案设计编制规范 Standard specifications for coal bed methane production engineering design 2014-06-29发布 2014-11-01实施 国家能源局 发布 NB/T10016—2014 目 次 前言 III 1范围· 2规范性引用文件 3设计原则和依据 3.1原则 3.2依据·.. 3.2.1环境条件及社会条件 3.2.2地质概况 3.2.3开发方案要点 4储层保护工艺 钻完井现状分析 5 5.1钻完井资料分析· 5.2射孔资料分析 6压裂工艺方案设计 6.1试采井压裂情况分析 ·2 6.2 压裂改造方案设计· 6.2.1压裂工艺选择 6.2.2压裂液体系优选 6.2.3支撑剂优选 6.2.4施工要求· 排采方式选择及工艺方案 7 7.1排采适应性分析及选择· 7.2排采参数优化设计 7.2.1抽油机井参数优化设计： 7.2.2螺杆泵井参数优化设计. 7.2.3电潜泵井参数优化设计 7.2.4油管选择 7.3排采工程配套技术设计 7.3.1 杆、管防偏磨设计 7.3.2防煤粉工艺设计 7.3.3其他配套工艺措施· 7.4井口选择·· 8新工艺、新技术试验 9动态监测. 10投资估算· 11方案要点及建议 11.1 方案要点 11.2 建议 NB/T10016—2014 12健康、安全、环境保护和应急预案.· 12.1健康、安全和环境管理· 12.2应急预案 附录A（资料性附录）煤层气排采工程方案常用常规表格格式 参考文献 表A.1 钻完井基本参数表· 表A.2 压裂施工参数表 表A.3 抽油机载荷及杆柱应力计算结果表 表A.4 井口压力预测结果表 表A.5 单井一次性投资及年运行费用明细表， ⅡI NB/T10016—2014 前 言 本标准依据GB/T1.1---2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 本标准由能源行业煤层气标准化技术委员会（ENA/TC13）提出并归口。 本标准起草单位：中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司、中石油煤层气有限责任公司。 本标准主要起草人：翟锡芝、王凤清、杨小平、耿彤、金学锋、李薇、白建梅。 III NB/T10016-2014 煤层气排采工程方案设计编制规范 1范围 本标准规定了煤层气排采工程方案编制的原则、依据，包括钻完井工艺、压裂工艺、排采工艺及防 煤粉等配套工艺和投资概算内容。 本标准适用于煤层气的排采工程方案设计编写。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 SY/T6361采油采气注水矿场健康、安全与环境管理体系指南 3设计原则和依据 3.1原则 煤层气排采工程方案设计原则包括以下内容： a）方案中应充分应用成熟、先进的技术，主体工艺内容应进行配套优化设计，以提高方案的规模 效益； b)F 防止煤层污染应贯穿于煤层气排采方案编制全过程； c）方案编制过程中应坚持“少投入、多产出”的经济原则； d）方案编制过程中所涉及的参数填写，参见附录A给出的格式。 3.2依据 3.2.1环境条件及社会条件 煤层气排采工程方案设计所需环境条件及社会条件包括： a）地理位置及地形地貌； b）气象条件； c）地震等自然性灾害资料； d）水文资料； e）社会依托条件。 3.2.2地质概况 煤层气排采工程方案地质概况内容包括： a）地质构造特征； b） 储层分布特征； c） 储层力学分析，储层力学及地应力参数等相关资料； d) 储层物性：煤阶、孔隙结构、裂缝、机械强度、渗透性、吸附性、变形特征、含气量等； e) 流体性质：气、水性质分析，气体组分； f) 煤层气温度、压力系统。 3.2.3开发方案要点 煤层气排采工程开发方案要点包括： a）煤层气开发的总体部署； NB/T10016-2014 b）方案要求达到的技术经济指标：建设期、生产期、建产次序等； c）试采结果分析，产能分析、气水组分及性质、压力变化分析、地层出砂情况等。 4储层保护工艺 煤层气排采工程储层保护内容包括： a）钻完井过程中的煤层保护方案； b）压裂过程中的油层保护； c）作业过程中的油层保护。 5钻完井现状分析 5.1钻完井资料分析 钻完井资料包括： 钻头程序，钻井液密度及黏度、钻井过程中漏失等情况；完井方式，套管程序，套管钢级、壁厚， 套管变形及管外窜槽情况，水泥返深，固井质量，人工井底，井斜角，全角变化率等资料，表格格式参 见表A.1。 5.2射孔资料分析 射孔资料包括射孔井段、厚度、射孔方式、枪型、弹型、孔密、相位角、射孔液类型及深度等射孔 相关资料。 6压裂工艺方案设计 6.1试采井压裂情况分析 对措施工艺现状进行简要描述，重点对近几年新、老井所采用的具体压裂工艺、施工参数、压裂效 果等进行对比分析评价，压裂施工参数表格式参见表A.2。 6.2压裂改造方案设计 6.2.1压裂工艺选择 根据煤层及井筒条件，选择安全、环保，能够满足改造要求的压裂工艺。 6.2.2压裂液体系优选 根据储层特性、温度、配伍性及施工要求进行压裂液类型及配方优选， 6.2.3支撑剂优选 综合考虑压裂储层的有效闭合应力、杨氏模量、支撑剂短期导流能力和长期导流能力等因素，结合 压裂工艺要求确定支撑剂类型和粒径。 6.2.4施工要求 主要包括施工压力、施工排量、试压要求、泵注程序、压后关井时间、排液要求等内容。 7排采方式选择及工艺方案 7.1排采适应性分析及选择 排采方式的选择综合考虑以下内容： a）对现有有杆泵、电潜泵、水力泵、气举等人工举升方式进行适应性分析； b）试采井排采现状分析，包括举升设备使用情况，地层压力及产气量、产水量变化情况，排采效 果等。 7.2排采参数优化设计 7.2.1抽油机井参数优化设计 7.2.1.1抽油机选择 2 NB/T10016—2014 通过抽油机悬点最大载荷、最小载荷及最大扭矩等主要参数的计算，结合煤层气现场实际应用情况 优选经济、合理的抽油机型。抽油机载荷及杆柱应力计算表参见表A.3。 7.2.1.2抽油杆柱优化设计 抽油杆柱优化设计包括抽油杆杆径、级数组合、长度、钢级等。 7.2.1.3下泵深度确定 投产初期下泵至煤层顶面，后期根据煤层液面深度调整泵深。 7.2.1.4泵型确定 根据煤层预测的最大排水量优选合适泵径。 7.2.1.5电机优选 根据最大扭矩、传动效率、抽油机冲次，结合常用抽油机与电机匹配关系，优选合适的电机，以满 足排采控制要求。 7.2.2螺杆泵井参数优化设计 根据煤层预测最大排水量、井深、液面深度等优化泵径、级数、扬程等参数，确定泵型，并配套辅 助设备。 7.2.3电潜泵井参数优化设计 根据电潜泵使用条件进行选井，绘制电潜泵特性曲线，优化工作制度，配套合适的辅助设备。 7.2.4油管选择 根据举升方式选择结果、预测排量、油管与泵的匹配关系，结合压裂及后期作业需求选择油管尺寸， 并进行强度校核。 7.3排采工程配套技术设计 7.3.1杆、管防偏磨设计 主要包括杆、管偏磨原因分析，防偏磨措施效果对比，防偏磨措施优选。 7.3.2防煤粉工艺设计 预测煤粉含量与采液强度的关系，提出煤粉防治工艺。 7.3.3其他配套工艺措施 其他配套工艺措施包括： a）对含H2S、CO2等腐蚀性气体，需要治理的井，编制套管腐蚀治理方案； b）对出砂井进行防砂、冲砂工艺优化研究； c） 配套安装动液面连续测试装置、无线示功图测试装置、供排协调采控装置，以实现示功图、液 面的自动连续监测，在线诊断、计产；实现就地/远程数据传输与自动调参监控。 7.4并口选择 根据预测的井口最大压力选择井口装置，井口压力预测结果表参见表A.4。 8新工艺、新技术试验 包括煤层气新工艺、新技术调研，适应性分析，提出试验方案。 9动态监测 主要监测内容包括产气量、产水量、井口油压和套压、动液面深度、井底流压和温度以及抽油机示 功图等。 10投资估算 按照开发方案部署，计算一次性设备投资费用，主要包括抽油机、杆、泵、电机、油管及安装调试 等费用。单井一次性投资及年运行费用明细表参见表A.5。 3