GB/T 42440-2023 页岩气 工厂化压裂用水输送系统技术要求

　　ICS 75 . 020 CCS E 16

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 42440—2023

　　页岩气 工厂化压裂用水输送系统

　　技术要求

　　Shale gas—The technical requirements for water supply and

　　transportation system of industrial fracturing

　　2023-05-23 发布 2023-09-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 42440—2023

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 基本要求 1

　　5 设计水量 2

　　6 取水 2

　　7 供水转水 3

　　8 健康 、安全 、环保(HSE)与节能 、节水 4

　　附录 A (资料性) 页岩气工厂化压裂用水输送系统示例 5

　　I

　　GB/T 42440—2023

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由全国天然气标准化技术委员会(SAC/TC244)提出并归口 。

　　本文件起草单位:中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司天然气研究院 、中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司 、中国石油工程建设有限公司西南分公司 、四川科宏石油天然气工程有限公司 、中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司 、中国石油集团川庆钻探工程有限公司页岩气勘探开发项目经理部 、大庆油田有限责任公司井下作业分公司 。

　　本文件主要起草人:宋彬 、闪从新 、乐宏 、杨明华 、陈国平 、庄庆武 、连伟 、唐馨 、童富良 、计维安 、李林育 、王峰 、罗勇 、熊颖 、王恒 、王智 、肖芳 、蒋雪梅 、徐红果 、何娜 、罗勤 、杨昌平 、宋金生 。

　　Ⅲ

　　GB/T 42440—2023

　　页岩气 工厂化压裂用水输送系统

　　技术要求

　　1 范围

　　本文件规定了页岩气工厂化压裂用水输送系统设计水量 、取水 、供水转水 , 以及健康 、安全 、环保(HSE)与节能 、节水等方面的技术要求 。

　　本文件适用于新建 、扩建和改建的陆上页岩气田工厂化压裂用水输送系统地面工程设计 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 , 仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件 , 其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB 50013 室外给水设计标准

　　GB 50265 泵站设计规范

　　NB/T 14002 . 3 页岩气 储层改造 第 3 部分:压裂返排液回收和处理方法

　　SY/T 6331 气田地面工程设计节能技术规范

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件 。

　　3.1

　　回用水 reuse water

　　压裂返排液经处理后 , 用于配制页岩气压裂液的水 。

　　3.2

　　供水系统 water supply system

　　页岩气工厂化压裂输送清水的各种设施的总称 。

　　注 : 包括供水泵站 、供水管网 、供水储水设施及附属设施 。

　　3.3

　　转水系统 water transfer system

　　页岩气工厂化压裂转输压裂返排液 、回用水 、清水及其混合液的各种设施的总称 。

　　注 : 包括转水泵站 、转水管网 、转水储水设施及附属设施 。

　　4 基本要求

　　4 . 1 页岩气工厂化压裂用水输送系统包括取水 、供水系统及转水系统 , 示例参见附录 A。

　　4 . 2 页岩气工厂化压裂用水输送系统应根据城镇规划 、平台部署 、钻试进度 、自然及地质条件 、供转水规模等情况 , 结合开发方案的气藏及钻采工程 , 通过技术经济比较后综合确定 。

　　4 . 3 页岩气工厂化压裂用水输送系统设计应按近期 、远期结合 , 以近期为主的原则 , 总体规划 、分期实

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　　GB/T 42440—2023

　　施 , 满足页岩气田开发的需求 。

　　4 . 4 页岩气工厂化压裂用水输送系统设计宜利用已建设施 , 统筹考虑 , 兼顾钻井 、压裂 、地面建设及生产运行的需求 。

　　4 . 5 坚持质量效益开发原则 , 页岩气工厂化压裂用水输送系统设计应优化输送系统工艺流程 、合理确定自控水平;宜选橇装设施 , 提高设施的重复利用率 。

　　4 . 6 页岩气工厂化压裂用水输送系统材质选择应综合输送介质 、运行工况 、自然及地质条件 、环境等因素确定 。

　　4 . 7 页岩气工厂化压裂用水输送系统的回用水质应符合 NB/T 14002 . 3 的要求 。

　　5 设计水量

　　5 . 1 日压裂用水量宜按公式(1)计算:

　　Qq 1i …………………………( 1 )

　　式中:

　　Q1 — 日压裂用水量 , 单位为立方米每 日 ;

　　q 1i — 第 i 口井日压裂用水量 , 单位为立方米每 日 ;

　　m — 日压裂井数 , 单位为口 。

　　5 . 2 日压裂返排液量宜按公式(2)计算:

　　Qq 2j …………………………( 2 )

　　式中:

　　Q2 — 日压裂返排液量 , 单位为立方米每 日 ;

　　q 2j — 第 j 口井日压裂返排液量 , 单位为立方米每 日 ;

　　n — 日投产井数 , 单位为口 。

　　5 . 3 取水规模应根据最高 日压裂用水量 , 并结合回用水量及储水设施的储水能力等综合分析确定 。

　　5 . 4 供水规模应根据取水规模 , 并结合供水管网布局 、供水储水设施的储水能力等综合分析确定 。

　　5 . 5 转水规模应根据压裂用水量 、回用水量及供水转水调配情况等综合分析确定 。

　　5 . 6 储水设施总容积应根据平台部署 、钻试进度 、压裂用水量 、压裂返排液量 、供水转水管网布局及输送能力 、供水转水调配情况等综合分析确定 。

　　6 取水

　　6 . 1 水源选择

　　6 . 1 . 1 水源的选择应以水资源勘察和论证为依据 , 宜选用地表水源 , 应确保取水量可靠 、水质满足压裂要求 。

　　6 . 1 . 2 采用地下水作为水源时 , 应有可靠的水文地质资料 , 取水量应小于允许开采量;地下水开采后 , 不应引起水位持续下降 、水质恶化及地面沉降等生态环境破坏 。

　　6 . 1 . 3 水源选取时 , 宜选择大中型河流 、湖泊 、水库 、工业供水管网等作为主水源 , 小河 、溪沟 、池塘等作为临时水源 。

　　6 . 2 取水构筑物

　　6 . 2 . 1 取水方式和构筑物应根据取水点位置 、取水量 、取水时间 , 并结合其周边的地形地貌 、地质条件 、

　　2

　　GB/T 42440—2023

　　水文地质 、航运 、水利设施等条件进行综合分析评价后选择。

　　6 . 2 . 2 主水源宜采用固定取水方式,临时水源宜采用活动取水方式。

　　6 . 2 . 3 取水构筑物的设计应符合 GB 50013 的相关规定。

　　6 . 3 泵站

　　6 . 3 . 1 取水泵站应靠近取水点布置,采用固定式或活动式取水布站方式。

　　6 . 3 . 2 主水源取水泵站宜设置备用水泵。

　　6 . 3 . 3 活动式取水泵站宜采用易拆装 、易搬运和复用的橇装设备。

　　7 供水转水

　　7 . 1 -般要求

　　7 . 1 . 1 页岩气工厂化压裂用水输送系统应满足压裂用水在同平台井站以及井区间调蓄和调配的需求。

　　7 . 1 . 2 页岩气工厂化压裂用水宜采用管道输送为主,罐车拉运等为补充的方式。

　　7 . 2 泵站

　　7 . 2 . 1 泵站宜依托平台井站 、集气站或脱水站建设。

　　7 . 2 . 2 泵站宜靠近储水设施布置,并布置于防爆区域外。

　　7 . 2 . 3 泵站布置宜满足水泵自灌吸水的条件。 不能满足水泵自灌吸水条件的泵站宜设置真空引水系统,或采用潜水泵 、自吸泵等。

　　7 . 2 . 4 泵站设备宜系列化 、标准化 、橇装化。

　　7 . 2 . 5 泵橇宜包括机泵 、进出水管路 、供配电 、仪表系统等设施,宜具备数据采集 、远传的功能并设置接口 。

　　7 . 2 . 6 泵橇内设施布局应合理,便于操作维护;泵橇结构尺寸应满足吊装和运输要求。

　　7 . 2 . 7 供水泵站宜设置备用水泵。 转水泵站宜在井区集中设置备用水泵。

　　7 . 2 . 8 水泵宜选用电机驱动离心泵,输送压裂返排液的水泵轴封宜采用机械密封。

　　7 . 2 . 9 水泵吸水管路宜设置过滤设施。

　　7 . 2 . 10 泵站其他要求应符合 GB 50265 的相关规定。

　　7 . 3 管网

　　7 . 3 . 1 供水管网 、转水管网宜干线和支线相结合,转水管网宜具备双向输送功能。

　　7 . 3 . 2 供水管网宜采用钢质管道或非金属管道,转水管网宜采用非金属管道。

　　7 . 3 . 3 主水源供水管网 、转水管网宜埋地敷设,临时供水管网 、转水管网可地面敷设,并采取相应保护措施。

　　7 . 3 . 4 转水管网宜与集气管道同沟敷设,并采取相应保护措施。

　　7 . 3 . 5 转水管网不宜设置自动排气阀。

　　7 . 4 储水设施

　　7 . 4 . 1 供水储水设施宜采用水池 、水罐等形式,转水储水设施宜采用钢筋混凝土水池 、拼装水罐 、移动式水罐(箱)等形式。

　　7 . 4 . 2 储水设施应采取可靠的防腐 、防渗和防溢流措施。

　　7 . 4 . 3 储水设施设计应满足生产使用和安全环保要求。

　　7 . 4 . 4 储水设施应采取安全防护措施和警示标志标识,宜设置监控设施。

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　　GB/T 42440—2023

　　8 健康 、安全 、环保(HSE)与节能 、节水

　　8 . 1 健康 、安全 、环保(HSE)与节能 、节水应符合相关标准的规定 。

　　8 . 2 针对页岩气工厂化压裂用水输送系统地面建设项 目 (工程)特点 , 应开展职业卫生 、安全防护设计 , 设计内容宜包括下列方面:

　　a) 确定页岩气工厂化压裂用水输送系统地面建设项目(工程)主要危险 、有害因素和职业危害 ;

　　b) 对自然环境 、工程建设和生产运行中的危险 、有害因素和职业危害进行定性和定量分析 ;

　　c) 根据分析危险 、有害因素和职业危害的种类和程度 , 提出相应的职业卫生 、安全保护措施 ;

　　d) 职业卫生 、安全保护设施和费用 。

　　8 . 3 针对页岩气工厂化压裂用水输送系统地面建设项 目 (工程)特点 , 应开展环境保护设计 , 设计内容宜包括下列方面:

　　a) 确定页岩气工厂化压裂用水输送系统地面建设项目(工程)主要污染源和污染物 ;

　　b) 对污染源和污染物进行定性和定量分析 ;

　　c) 根据相关环境标准 , 提出相应污染控制措施 ;

　　d) 环境保护设施和费用 。

　　8 . 4 页岩气工厂化压裂用水输送系统节能设计应选用技术先进 、成熟可靠 、经济合理的节能技术和高效设备 , 并应执行 SY/T 6331 的相关要求 。

　　8 . 5 页岩气压裂用水应充分利用回用水 , 节约水资源 。

　　4

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　　附 录 A

　　(资料性)

　　页岩气工厂化压裂用水输送系统示例

　　图 A. 1 给出了页岩气工厂化压裂用水输送系统示例 。

　　注 1 : 通过取水泵站从水源地取清水输向供水泵站,供水泵站向转水泵站输送清水 。可不单独设置供水泵站,视具体情况而定,取水泵站可直接向转水泵站输送清水 。

　　注 2 : 转水泵站之间通过转水管线双向输送清水 、压裂返排液及回用水 。

　　注 3 : 转水泵站向平台井站输送清水 、压裂返排液及回用水 。

　　注 4 : 平台井站返排的压裂返排液优先回用于同平台气井压裂,剩余压裂返排液通过转水泵站输送至其他平台气井压裂回用 。

　　图 A. 1 页岩气工厂化压裂用水输送系统示意图