钻井技术操作规程08年版.docx
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钻井技术操作规程08年版
川庆钻探工程公司发布
2008-××-××实施
2008-××-××发布
钻井技术操作规程
(四川油气田)
Q/SYCQZ001-2008
川庆钻探工程公司企业标准
Q/SYCQZ
目次
前言IV
1范围1
2规范性引用文件1
3钻前基建工程2
3.1井位勘定2
3.2井场布置2
3.3井场土建工程3
3.4公路工程3
3.5验收3
4钻井设备的安装与调试4
4.1水电安装4
4.2机械设备安装4
4.3井架安装与起升5
4.4电气设备的安装及调试7
4.5气控系统安装要求7
4.6顶驱安装、调试、使用7
5钻井环境安全要求8
6钻进作业9
6.1钻进9
6.2井身质量控制10
6.3取心10
6.4起下钻、接单根12
6.5钻头13
6.6钻具14
6.7钻具探伤、试压、倒换、错扣检查制度15
6.8螺杆钻具15
6.9钻井仪表的使用与维护15
7固井15
7.1固井设计15
7.2固井准备17
7.3下套管19
7.4注水泥施工20
7.5尾管固井20
7.6分级固井21
7.7环空蹩回压候凝21
7.8套管试压21
7.9固井后期工作22
7.10固井质量标准22
8钻井液22
8.1井场钻井液实验室22
8.2钻井液材料存放场所24
8.3容器、设备24
8.4钻井液性能24
8.5钻井液的配制及维护处理25
8.6钻井液固相控制26
8.7井漏的防治措施26
8.8储层保护27
8.9钻井液材料使用及管理27
9井控27
9.1井控设计27
9.2井控装置安装、试压、使用及管理29
9.3钻开油气层前的准备和检查验收32
9.4钻井及完井过程中的井控作业39
9.5溢流的处理和压井作业41
9.6防硫化氢安全措施42
9.7井喷失控的处理44
10测录井44
10.1常规测井44
10.2特殊测井45
10.3测井事故处理46
10.4综合录井46
11定向井、丛式井、水平井46
11.1设计原则46
11.2钻具组合46
11.3定向钻进48
12欠平衡钻井48
12.1适用条件48
12.2设计原则49
12.3井口装置及设备要求49
12.4施工准备49
12.5施工作业49
12.6欠平衡钻井作业终止条件50
12.7安全注意事项51
13气体钻井51
13.1适用条件51
13.2设计原则51
13.3设备及场地要求51
13.4施工准备51
13.5施工作业52
13.6气体钻井作业终止条件53
13.7安全注意事项53
14中途测试53
14.1测试原则53
14.2施工设计54
14.3施工准备54
14.4施工作业55
14.5资料录取与处理57
14.6HSE要求57
15井下事故的预防和处理57
15.1卡钻57
15.2防断、防顿59
15.3防掉、防碰天车61
15.4防止人身事故61
15.5其它61
16完井和交井61
16.1完井质量要求61
16.2交井程序62
16.3交井资料62
附录A(规范性附录)井口装置基本组合图64
附录B(规范性附录)井控管汇布置图71
附录C(资料性附录)压井作业单格式75
1前言
本标准主要针对钻井技术的发展,新设备、新工艺的应用,现场实际情况的变化而制定。
本标准按照GB/T1.1-2000《标准的结构和编写规则》进行编写和表述。
本标准的附录A和附录B为规范性附录,附录C为资料性附录。
本标准由川庆钻探工程公司、西南油气田分公司提出。
本标准由川庆钻探工程公司钻井、试油专业标准化技术委员会归口。
本标准起草单位:
川庆钻探工程公司工程技术处、西南油气田分公司工程技术与监督部、川庆钻探工程公司钻采工艺技术研究院、川庆钻探工程公司川东钻探公司、川庆钻探工程公司川西钻探公司、川庆钻探工程公司井下作业公司、川庆钻探工程公司测井公司、川庆钻探工程公司地质勘探开发研究院。
本标准主要起草人:
甘升平、张绪平、李强、李晓阳、陈敏、杜泽生、邓虎、杨玻、韩永刚、孙伟
项培军、李钦道、熊永立、陶思才、许期聪、刘滨、杨旭、张平、胡超。
本标准主要编制人:
张克伶、付强、徐勇军、王德康。
本标准主要审定人:
万尚贤、伍贤柱、陈忠实、陈刚、李毅、吴仕荣、晏凌、姚坤全、吴先忠、冉
金成、郑有成、王仕水、徐英、徐峰、韩烈祥、张绪平。
钻井技术操作规程
11 范围
本标准规定了四川油气田所属的石油天然气钻井工程系统技术操作规程。
本标准适用于四川油气田所属的与钻井工程系统有关的各种作业。
12 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括刊物的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T9253.1石油钻杆接头螺纹
GB/T16783.1石油天然气工业现场钻井液测试第1部分水基钻井液
SY/T5051钻具稳定器
SY/T5083尾管悬挂器
SY/T5087含硫化氢油气井安全钻井推荐作法
SY/T5088评定井身质量的项目和计算方法
SY/T5127井口装置和采油树规范
SY/T5144钻铤
SY/T5198钻具螺纹脂
SY/T5199套管、油管和管线管用螺纹脂
SY/T5217金刚石钻头及金刚石取心钻头
SY/T5225石油与天然气钻井、开发、储运防火防爆安全生产技术规程
SY/T5322套管柱强度设计方法
SY/T5369石油钻具的管理与使用方钻杆、钻杆、钻铤
SY/T5383螺杆钻具
SY/T5466钻前工程及井场布置技术要求
SY/T5547螺杆钻具使用、维修和管理
SY5593钻井取心质量指标
SY/T5619定向井下部钻具组合设计作法
SY5727井下作业井场用电安全要求
SY/T5824钻杆分级检验方法
SY/T5858石油工业动火作业安全规程
SY/T5964钻井井控装置组合配套规范
SY/T6203油气井井喷着火抢险作法
SY/T6277含硫油气田硫化氢监测及人身安全防护规定
SY/T6283石油天然气钻井健康、安全与环境管理体系指南
SY/T6293勘探试油工作规范
SY/T6337油气井地层测试资料录取规范
SY/T6666石油天然气工业用钢丝绳的选用和维护的推荐作法
SY/T10041石油设施电气设备安装一级一类和二类区域划分的推荐作法
JJG(石油)17钻井液旋转粘度计
JJG(石油)28钻井液含砂量测定仪检定规程
JTGB01公路工程技术标准
Q/SYCQZ005水平井下套管作业规程
Q/SYCQZ032油田化学剂抽样实施细则
Q/SYCQZ033套管和油管送井前质量检验规程
Q/SYCQZ036石油天然气钻井井场电气系统技术规范
APISpec10D弓簧套管扶正器规范
13 钻前基建工程
井位勘定
根据勘探或开发部门给定的井位参数,由建设单位组织有关人员实地勘测确定地面井口位置。
井位勘定应遵循地面服从地下的原则,进行地形、地质调查,避开滑坡、泥石流等不良地质地段。
应对井场周围一定范围内的居民住宅、学校、厂矿、国防设施、高压电线、油气管线、道路、水资源情况、风向变化以及诸如煤矿等采掘矿井井口位置和坑道的分布、走向、长度、离地表深度及河道、干渠的位置、走向等进行勘察和调查,并在钻井地质设计中标注清楚。
井口安全距离
油气井井口距高压线及其它永久性设施不小于75m;距民宅不小于100m;距铁路、高速公路不小于200m;距学校、医院和大型油库等人口密集性、高危性场所不小于500m;井筒与采掘坑道、矿井通道之间的距离不小于100m。
一般油气井井口之间的距离应不小于5m;高压、高含硫油气井井口与其它井口之间的距离应大于钻进本井所用钻机的钻台长度,最小不能小于8m。
丛式井井组间距离不小于20m。
特殊情况不能满足上述规定时,由建设单位与施工单位主管部门组织相关单位进行安全和环境评估,按其评估意见处置。
井场布置
井场方向:
以井口为中点,以井架底座两条垂直平分线的延长线为准线,划分井场的前、后、左、右。
大门所在区域为前,站在大门前方准线上,面对井架,准线左侧区域为左,准线右侧区域为右。
井场布置应符合SY/T5466规定。
公路应从前场进入井场,钻机井架和动力设备基础应尽量选在挖方处。
井场钻井设备的布局应满足钻井工程的需要,符合防火、防爆、防洪、防污染等要求。
在草原、苇塘、林区钻井时,应采取有效的防火隔离措施。
发电房、油罐区距井口不小于30m,发电房与油罐区相距不小于20m,柴油机排气管出口不能指向油罐区。
高架水罐、油罐、发电房宜布置在井场外。
循环系统应布置在井场的右侧,中心线距井口11m~18m。
钻井液储备罐应布置在井场右后方,废液池、岩屑池应布置在井场右侧、循环系统外。
防喷器远程控制台摆放在面对井架大门左侧、距井口不小于25m的位置。
压井管汇坑设置在井场左侧,节流管汇坑设置在井场右侧,方井与节流、压井管汇坑的连接沟尺寸应不小于700mm(宽)×800mm(深)。
平台经理房、钻井监督房、钻井值班房、综合录井房、地质值班房、钻井液化验房、消防房、油品房、材料房等井场生产用房距井口不小于30m。
生活区应位于井口上风处,距井口不小于100m。
各型钻机井场有效面积见表1。
表1 各型钻机井场有效面积
序号
钻机型号
长(m)
宽(m)
面积(m2)
1
ZJ10、ZJ20车载
55(前20+后35)
25(左12+右13)
1375
2
ZJ20
65(前35+后30)
30(左15+右15)
1950
3
ZJ30
75(前43+后32)
32(左17+右15)
2400
4
ZJ40
95(前53+后42)
40(左20+右20)
3800
5
ZJ50L、ZJ50L-ZPD、ZJ70L、ZJ70L-ZPD
97(前54+后43)
42(左22+右20)
4074
6
ZJ50D、ZJ70D
105(前50+后55)
45(左22+右23)
4725
表1(续)
7
ZJ90
125(前65+后60)
70(左33.5+右36.5)
8750
注1:
井场有效面积不包括钻井液储备罐、油罐等附属设施所占面积。
注2:
特殊工艺井井场面积的增加应按实际需要考虑。
井场土建工程
井场场基应有足够的抗压强度,场面平整。
井场中部应稍高于四周,形成1%~2%的坡度,周围排水设施畅通,防止自然水浸入废液池。
井架、柴油机、泥浆泵基础的地基承载能力特征值应大于200KPa,循环系统、石粉房、发电房、钻井液储备罐基础的地基承载能力特征值应大于150KPa,不能满足时应进行处理。
井架基础顶面应高于井场平面200mm,同一组设备基础平面标高偏差为±3mm。
储备罐罐底应高于井场平面2.6m,且高于循环罐顶面0.5m以上。
一般情况下方井深度不小于2m,圆井深度不小于1.5m,圆井直径不小于1.5m。
丛式井应根据钻井工艺要求确定方井尺寸。
废液池、岩屑池最小有效容积见表2。
表2 废液池、岩屑池最小有效容积
序号
井深(m)
井身结构
废液池(m3)
岩屑池(m3)
1
<2500
244.5mm×177.8mm
1020
380
2
2500~3000
244.5mm×177.8mm
1220
400
3
3001~3500
244.5mm×177.8mm
1340
420
4
3501~4000
339.7mm×244.5mm×177.8mm
1580
450
244.5mm×177.8mm
1480
440
5
4001~6000
508mm×339.7mm×244.5mm×177.8mm
1950
540
339.7mm×244.5mm×177.8mm
1800
500
6
6001~8000
508mm×339.7mm×244.5mm×177.8mm
2050
600
339.7mm×244.5mm×177.8mm
1900
550
注1:
废液池有效容积未包括残酸池容积和按规定预留的0.5m池体净空高度。
注2:
特殊工艺井废液池、岩屑池有效容积的增加应按实际需要考虑。
各型钻机临时房屋面积及活动房基础标准见表3。
表3 井场临时房屋面积及活动房基础标准
序号
名称
单位
3200m以下
钻机及修井机
3200m~4000m
钻机
4000m~5000m
钻机
5000m以上
钻机
1
机泵房
m2
290
290
290
2
循环系统
m2
272
272
272
3
发电房
m2
100
100
100
4
石粉房
m2
60
80
100
5
打水房
m2
45
45
45
6
废水泵房
m2
6
6
6
7
水泵房
m2
30
30
30
8
独立泵房
m2
20
20
20
9
厕所
m2
36
36
36
10
总计
m2
100
11
活动房基础
幢
26
38
40
42
公路工程
井场公路设计采用JTGB01四级单车道公路标准。
13.1.1 路面类型为泥结碎石路面,应具有足够的强度和稳定性。
13.1.2 公路桥涵设计载荷按汽车-20级、验算载荷按挂车-100标准,桥面宽度与公路路基同宽。
13.1.3 路面净空高度不小于4.5m。
验收
13.1.4 功能性验收:
钻前基建工程达到钻机搬安条件后,由使用单位组织进行功能性验收,合格后方可进行钻机搬安。
13.1.5 竣工验收:
钻前基建工程全部完工后,由建设单位组织进行竣工验收。
14 钻井设备的安装与调试
水电安装
14.1.1 井场电气的设计、选型与安装应符合Q/SYCQZ036规定。
14.1.2 井场应设配电控制中心及相应的分区控制中心。
场地照明、防喷器远程控制台的电源应由发电房或井场配电控制中心单独接线并控制;井架、钻台、机泵房的照明线路应各接一组电源。
14.1.3 井场爆炸危险区域划分按SY/T10041执行。
危险区域内电气装置的防爆等级应符合相应要求。
14.1.4 井场电气设备及金属结构房必须采用接零保护,供配电系统采用TN-C-S系统。
14.1.5 井场电气及控制系统应安装防雷系统。
14.1.6 供水设备能力要求出口排量在20m3/h以上。
储水罐容积应满足以下要求:
3000m及以下钻机为100m3,4000m~5000m钻机为120m3,7000m及以上钻机为180m3。
钻台处供水压力不小于0.05MPa。
机械设备安装
14.1.7 机械设备的安装应先找平,再找正,达到“平、稳、正、全、牢、灵、通”的要求。
14.1.8 安装前的基础找正及划线应以井口为中点,以井架底座的两条垂直平分线的延长线为准线,根据钻机型号,在基础上划出底座安装边线,有配重水柜的钻机还应划出水柜中心线和边线,找正偏差小于2mm。
安装时应用水平仪找平,不平度每米小于0.8mm,前后偏差小于1mm。
14.1.9 所有因找平而加的垫铁应用电焊点牢,防止松动脱落。
14.1.10 固定螺栓孔的直径应为固定螺栓直径的110%。
14.1.11 各运转机件上的护罩和保护装置应配齐、固牢。
14.1.12 三角皮带的张紧度,按两皮带轮的中心距计算每米应小于15mm,测力应垂直于两皮带轮中心距的中心,力的大小应符合表4规定。
表4 三角皮带张紧度测量力
三角皮带截面型号
A
B
C
D
E
测量力(N)
25
30
75
135
180
14.1.13 联组带的张紧度,按两皮带轮的中心距计算每米应小于15mm,测力应垂直于两皮带轮中心距的中心,力的大小为800N。
14.1.14 水平链条张紧度应小于链条切线长度的2%~3%,爬坡链条张紧度应小于切线长度的2%。
14.1.15 天车、转盘、井口三者的中心线应在一条铅垂线上,最大偏差应小于10mm。
14.1.16 绞车以滚筒面为基准,水平度误差每米不大于3mm。
14.1.17 转盘以旋转台为基准,水平度误差每米不大于2mm。
14.1.18 各动力机、联动机底座、传动箱、带泵轴前后、左右水平度误差每米不大于0.5mm。
14.1.19 钻井泵前后水平面以阀箱法兰平面为基准,水平度误差每米不大于3mm,左右水平面以轮面为基准,水平度误差每米不大于2mm。
14.1.20 钻机传动装置按设备传动次序,以链轮、皮带轮为基准进行校正。
传动箱链轮与绞车传动轴链轮的偏差、斜差均应小于1.5mm。
转盘链轮与滚筒轴链轮偏差、斜差不大于2mm。
14.1.21 转盘万向轴倾斜度应在5°~8°范围内,柴油机万向轴倾斜度应不大于3°,泥浆泵万向轴倾斜度应不大于8°,两法兰平面的平行度应在0.5mm之内。
14.1.22 钻井泵找正以万向轴、链轮或皮带轮为基准,偏差、斜差均不大于3mm。
14.1.23 电磁刹车、水刹车找平找正以牙嵌为基准,端面间隙与外园偏心差均不大于1mm。
14.1.24 变矩器或偶合器固定在传动箱底座上,前后位置以气囊摩擦鼓边缘端面至气囊固定盘的距离20mm~30mm为宜。
14.1.25 各联动机皮带轮找正偏差、斜差均不大于2mm。
14.1.26 钻井泵空气包充氮气或压缩空气(绝不允许充氧气),充气压力为工作压力的30﹪,最高不应大于6Mpa,低于2.5MPa即应补充压力。
14.1.27 水龙带比立管约短1m,安装时应加保险绳。
立管与水龙带连接处弯头不小于45°。
14.1.28 钻井常用钢丝绳以公称负荷计算安全系数
手传动用钢丝绳,安全系数不小于4。
机械传动起重用钢丝绳,安全系数不小于5。
绳套用钢丝绳,安全系数不小于8。
牵索和拉绳,安全系数不小于3。
14.1.29 钻井常用钢丝绳直径
高悬猫头绳直径应为16mm~22mm。
内外钳吊绳直径应为8mm,内外钳尾绳直径应为22mm。
防喷盒吊绳、旋绳器用绳直径应为8mm。
大门绷绳直径应为16mm~22mm。
摩擦猫头和液动猫头绳直径应为16mm~19mm。
0.5t起重绞车钢丝绳直径应不小于6.5mm;2t~3t起重绞车钢丝绳直径应不小于9.5mm;5t起重绞车钢丝绳直径应不小于16mm。
14.1.30 常用钢丝绳卡规格及用量见表5。
表5 常用钢丝绳卡规格及用量
钢丝绳直径
mm(in)
适用绳卡数
个
绳卡之间距离
mm
6.5(1/4″)
3
80
8(5/16″)
80
9.5(3/8″)
80
11.5(7/16″)
89
13(1/2)
108
14.5(9/16)
127
16(5/8)
140
19(3/4)
4
165
22(7/8)
184
26
(1)
203
29(11/8)
241
32(11/4)
250
35(13/8)
250
38(11/2)
250
42(15/8)
260
45(13/4)
280
48(17/8)
300
52
(2)
320
注1:
每个绳卡之间间隔距离约为绳径的6倍~8倍,最后一个绳卡距绳头不应少于140mm。
注2:
绳卡开口方向应一致,朝向长绳的方向,卡板压在长绳一侧。
绳卡开口方向不得正反排列。
注3:
先卡最外侧的卡子,再卡最内侧的卡子,然后卡中间的。
最后应把每个卡子紧一遍,U型螺栓的头部应露出螺帽2扣~3扣。
井架安装与起升
14.1.31 新钻机井架和底座累计使用时间达到50个钻机月时,应进行首次检测,此后累计使用时间每达到30个钻机月应检测一次;累计使用达到100个钻机月的井架和底座,此后使用时间每达到10个钻机月应检测一次。
检测结果应建档保存,并根据检测结果进行使用。
14.1.32 起放井架钢丝绳两根长度相对误差应小于100mm。
使用前应检查,无扭结、压扁、电弧烧伤、锈蚀或其它损坏造成的结构严重变形、松散、断丝等现象。
使用后应进行防腐处理。
14.1.33 井架各节在搬迁时要垫平,移动时不准拖动,以防变形。
14.1.34 安装
井架和底座在安装前应检查,不得有变形、弯曲、严重伤痕、破损、锈蚀等情况。
销子、耳板等重要部件不得有影响承载能力的任何缺陷。
井架和底座各部件的安装顺序按钻机使用说明书要求执行。
井架和底座的连接销子必须对号入座,严禁将销子随意更换或用螺栓代替。
连接销子的方向是大头在井架外侧,小头在内侧,锁销从上往下穿。
连接销子应穿好安全销。
穿销子前,应将销孔毛刺除去,擦洗干净,涂上润滑脂。
井架和底座各处的连接销、螺栓、可转动绞轴、导绳轮轴、连接处的结合面均应涂抹润滑脂。
穿提升系统钢丝绳前,应将新刹车块与刹车鼓或刹车盘相互磨合好。
穿滚筒钢丝绳时,在滚筒上应留有9圈~14圈钢丝绳,并卡好活绳端。
两井架大腿销轴孔在左右跨距范围内应在同一轴线上,同轴度允许误差不大于1.2mm,并应对准井口中心。
左右支座应在同一水平面上,误差不大于5mm。
装起升钢丝绳时,先将游车大钩放置在井口正前方适当位置,钩口朝上,大钩锁死。
小支架、跑道、平衡三角架及游车大钩就位后,将起升大绳装在平衡三角架上,平衡三角架挂牢在游车大钩上。
连接好的井架放在支架上的时间,不得超过24h。
14.1.35 起升前的检查
井架连接完毕,检查所有销子、抗剪销及安全销是否齐全正确,与井架起升有关的转动部位应润滑良好、转动灵活。
检查配重水柜是否注满水。
检查指重表安装与连接是否正确,灵敏可靠。
死绳固定是否牢固,连接是否正确。
二层台操作台的前部拉起,捆绑牢固。
供气系统及气控系统工作正常,储气瓶压力应不低于0.8MPa。
井架缓冲装置伸缩自如且伸至最大行程。
全面检查动力系统、传动系统、刹车系统、气控系统,确保工作正常。
井架上无任何工具、零件和杂物。
14.1.36 起升
严禁在风速超过30km/h、大雨、大雾天气和夜晚起升井架。
起井架时由一人指挥,一人操作,一人协助。
井架两侧20m范围内和正前方不得有无关人员和施工机具。
用应急电机起升井架时绞车应采用低速一档,并启动一台柴油机作为备用;用柴油机起升井架时绞车应采用低速一档,并启动一台柴油机作为备用。
柴油机转速控制在800r/min~1100r/min。
先进行试起。
当井架起离前端支架
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- 钻井 技术 操作规程 08 年版