**章 總 則
**條 鉆井液技術是鉆井技術的重要組成部分,直接關系到鉆探工程的成敗和效益。為提高鉆井液技術和管理水平,保障鉆井工程的**和質量,滿足勘探開發(fā)需要,特制定本規(guī)范。
**條 本規(guī)范主要內容包括:鉆井液設計,現(xiàn)場作業(yè),油氣儲層保護,鉆井液循環(huán)、固控和除氣設備,泡沫鉆井流體,井下復雜的預防和處理,鉆井液廢棄物處理與環(huán)境保護,鉆井液原材料和處理劑的質量控制與管理,鉆井液資料管理等。
第三條 本規(guī)范適用于中國石油天然氣集團公司所屬相關單位的鉆井液技術管理。
**章 鉆井液設計
**節(jié)設計的主要依據(jù)和內容
第四條 鉆井液設計是鉆井工程設計的重要組成部分,主要依據(jù)包括但不限于以下幾方面:
1.以鉆井地質設計、鉆井工程設計及其它相關資料為基礎,依據(jù)有關技術規(guī)范、規(guī)定和標準進行鉆井液設計。
2. 鉆井液設計應在分析影響鉆探作業(yè)**、質量和效益等因素的基礎上,制定相應的鉆井液技術措施。主要有:地層巖性、地層應力、地層巖石理化性能、地層流體、地層壓力剖面(孔隙壓力、坍塌壓力與破裂壓力)、地溫梯度等信息;儲層保護要求;本區(qū)塊或相鄰區(qū)塊已完成井的井下復雜情況和鉆井液應用情況;地質目的和鉆井工程對鉆井液作業(yè)的要求;適用的鉆井液新技術、新工藝;國家和施工地區(qū)有關環(huán)保方面的規(guī)定和要求。
第五條 鉆井液設計內容主要包括:鄰井復雜情況分析與本井復雜情況預測;分段鉆井液類型及主要性能參數(shù);分段鉆井液基本配方、鉆井液消耗量預測、配制與維護處理;儲層保護對鉆井液的要求;固控設備配置與使用要求;鉆井液儀器、設備配置要求;分段鉆井液材料計劃及成本預測;井場應急材料和壓井液儲備要求;井下復雜情況的預防和處理;鉆井液HSE管理要求。
**節(jié) 鉆井液體系選擇
第六條 鉆井液體系選擇應遵循以下原則:滿足地質目的和鉆井工程需要;具有較好的儲層保護效果;具有較好的經(jīng)濟性;低毒低腐蝕性。
第七條 不同地層鉆井液類型選擇
1. 在表層鉆進時,宜選用較高粘度和切力的鉆井液。
2. 在砂泥巖地層鉆進時,宜選用低固相或無固相聚合物鉆井液;在易水化膨脹坍塌的泥頁巖地層鉆進時,宜選用鉀鹽聚合物等具有較強抑制性的鉆井液。
3. 在地層破裂壓力較低的易漏地層鉆進時,宜選用充氣、泡沫、水包油等密度較低的鉆井液;在不含硫和二氧化碳的易漏地層鉆進時,也可采用氣體鉆井。
4. 在大段含鹽、膏地層鉆進時,根據(jù)地層含鹽量和井底溫度情況,宜選用過飽和、飽和或欠飽和鹽水聚合物等鉆井液,也可選用油基鉆井液。
5. 在高溫高壓深井段鉆進時,宜選用以磺化類抗高溫處理劑為主處理劑的抗高溫、固相容量大的水基鉆井液,也可選用油基鉆井液。
6. 在儲層鉆進時,宜選用強抑制性聚合物鉆井液、無固相聚合物鉆井液、可循環(huán)微泡沫鉆井液或油基鉆井液等,并嚴格控制鉆井液高溫高壓濾失量。
第三節(jié) 鉆井液性能設計項目
第八條 水基鉆井液性能參數(shù)設計應包含下表所列項目。
表1 水基鉆井液設計性能參數(shù)項目表
項 目 | 一開 | 二開 | 三開 | 四開 | 五開 |
密度(g/cm3) | √ | √ | √ | √ | √ |
漏斗粘度(s) | √ | √ | √ | √ | √ |
塑性粘度( mPa.s) | — | √ | √ | √ | √ |
動切力(Pa) | — | √ | √ | √ | √ |
靜切力 10s/10min (Pa) | — | √ | √ | √ | √ |
API濾失量(mL/30min) | — | √ | √ | √ | √ |
泥餅(mm) | — | √ | √ | √ | √ |
pH值 | √ | √ | √ | √ | √ |
高溫高壓濾失量 (井底溫度,3.5MPa,mL/30min) | 井深大于4000米或井溫達到100℃以上時應設計,也可根據(jù)作業(yè)井的實際需要確定設計井段。 |
泥餅(mm) | — | √ | √ | √ | √ |
泥餅粘附系數(shù) | — | √ | √ | √ | √ |
亞甲基藍膨潤土含量(g/L) | — | √ | √ | √ | √ |
固相含量(體積%) | — | √ | √ | √ | √ |
油含量(體積%) | 根據(jù)所鉆地層特性和所選鉆井液類型確定。 |
含砂量 (體積%) | — | √ | √ | √ | √ |
流性指數(shù)(n) | — | √ | √ | √ | √ |
稠度系數(shù)(k,Pa·Sn) | — | √ | √ | √ | √ |
[K+](mg/L)(鉀鹽體系適用) | — | √ | √ | √ | √ |
[Ca2+](mg/L) | — | √ | √ | √ | √ |
[CL-](mg/L) | — | √ | √ | √ | √ |
注:“√”為必選內容,“—”為可選內容。
第九條 油基鉆井液性能參數(shù)設計應包含下表所列項目。
表2 油基鉆井液設計性能參數(shù)項目表
項 目 | 一開 | 二開 | 三開 | 四開 | 五開 |
密度(g/cm3) | √ | √ | √ | √ | √ |
漏斗粘度(s) | √ | √ | √ | √ | √ |
塑性粘度(mPa.s) | — | √ | √ | √ | √ |
動切力 (Pa) | — | √ | √ | √ | √ |
靜切力10s/10min (Pa) | — | √ | √ | √ | √ |
HTHP 濾失量(井下溫度,3.5MPa, mL/30min) | √ | √ | √ | √ | √ |
泥餅(mm) | — | √ | √ | √ | √ |
石灰堿度(mL) | √ | √ | √ | √ | √ |
破乳電壓(V) | √ | √ | √ | √ | √ |
水相鹽濃度 | √ | √ | √ | √ | √ |
固相含量(體積%) | — | √ | √ | √ | √ |
水(體積%) | √ | √ | √ | √ | √ |
油(體積%) | √ | √ | √ | √ | √ |
含砂量(體積%) | — | √ | √ | √ | √ |
注:“√”為必選內容,“—”為可選內容。
第四節(jié)水基鉆井液主要性能參數(shù)設計
第十條 密 度
1.鉆井液密度設計應以裸眼井段地層*高孔隙壓力為基準,再增加一個**附加值。油井附加值:0.05~0.1g/cm3或1.5~3.5MPa;氣井附加值:0.07~0.15g/cm3或3.0~5.0MPa。
2.在保持井眼穩(wěn)定、**鉆進的前提下,鉆井液密度的**附加值宜采用低限;對高壓水層、鹽膏層等特殊復雜地層及塑性地層,宜采用密度附加值高限。
3.在塑性地層鉆進時,依據(jù)上覆巖層壓力值,確定合理的鉆井液密度。
第十一條抑制性
根據(jù)地層理化特性確定鉆井液類型,以鉆井液抑制性室內評價結果為依據(jù),確定鉆井液配方中鉆井液抑制劑種類和加量。水基鉆井液抑制性評價推薦方法見附錄1。
第十二條流變性
1.根據(jù)鉆井液體系、環(huán)空返速、地層巖性以及鉆速等因素,確定鉆井液粘度和動切力。
2.在確保井眼清潔的前提下,宜選用較低的粘切值。
3.鉆速快導致環(huán)空當量密度增加時,宜適當提高鉆井液粘度和動切力。
4. 在造斜段和水平段鉆進時,宜保持鉆井液較高的動切力和較高的低轉速(3rpm和6rpm)讀值。
第十三條濾失量
1.從地層巖性、地層穩(wěn)定性、鉆井液抑制性以及是否為儲層等因素綜合考慮,合理控制鉆井液的濾失量。
2.在高滲透性砂泥巖地層、易水化坍塌泥巖地層采用水基鉆井液鉆進時,鉆井液API濾失量宜控制在5mL以內。
3.在水化膨脹率小、滲透性低、井壁穩(wěn)定性好的非油氣儲層段采用水基鉆井液鉆進時,可根據(jù)井下情況適當放寬API濾失量。
4.高溫高壓深井段施工中,在較穩(wěn)定的非油氣儲層段鉆進時,高溫高壓濾失量宜小于25mL;在井壁不穩(wěn)定井段和油氣儲層段鉆進時,高溫高壓濾失量宜控制在15mL以內。
5.在非油氣儲層段采用強抑制性鉆井液鉆進時,可根據(jù)井下情況適當放寬鉆井液高溫高壓濾失量。
第十四條固相含量
1. 應*大限度地降低鉆井液劣質固相含量。低固相鉆井液的劣質固相含量宜控制在2%(體積百分數(shù))以內;鉆井液含砂量宜控制在0.5%(體積百分數(shù))以內。
2. 在儲層井段鉆進時,含砂量宜控制在0.2%(體積百分數(shù))以內。
第十五條堿 度
1.不分散型鉆井液的pH值宜控制在7.5~8.5;分散型鉆井液的pH值宜控制在8~10;鈣處理鉆井液的pH值宜控制在9.5~11;硅酸鹽鉆井液的pH值宜控制在11以上。
2. 在含二氧化碳氣體地層鉆進時,鉆井液的pH值宜控制在9.5以上,含硫化氫氣體地層鉆進時,鉆井液的pH值宜控制在10~11。
3. 水基鉆井液濾液酚酞堿度(Pf)宜控制在1.3~1.5mL。飽和鹽水鉆井液濾液酚酞堿度(Pf)宜控制在1mL;海水鉆井液濾液酚酞堿度(Pf)宜控制在1.3~1.5mL。深井抗高溫鉆井液濾液甲基橙堿度(Mf)與濾液酚酞堿度之比值(Mf/Pf)宜控制在3以內,不宜超過5。
第十六條 水基鉆井液抗鹽、鈣(鎂)污染與抗溫能力
1. 在含鹽、膏地層和存在高壓鹽水地層鉆進時,應根據(jù)鉆井液抗鹽、鈣(鎂)污染能力評價結果,作為確定鉆井液類型和配方的主要依據(jù)。
2.在高溫高壓深井段鉆進時,應根據(jù)鉆井液抗溫能力評價結果,作為確定鉆井液類型和配方的主要依據(jù)。
3.水基鉆井液抑制性、抗鹽、鈣(鎂)污染與抗溫能力評價推薦方法詳見附錄1。
第五節(jié)油基鉆井液基油選擇和主要性能參數(shù)設計
第十七條基油的選擇
1. 宜選擇芳香烴含量較低、粘度適中的礦物油作基油,如柴油、白油等。
2. 選用柴油作基油時,閃點和燃點應分別在82℃和93℃以上,苯胺點應在60℃以上。
第十八條 油水比選擇
應綜合考慮鉆井液保護儲層要求和成本因素,選擇合理的油基鉆井液油水比或全油基鉆井液。
第十九條 水相活度控制
1. 油包水乳化鉆井液宜使用鹽水作為內相,調節(jié)鉆井液水相活度與地層水活度相當。
2. 根據(jù)鉆井液水相活度控制要求、各類鹽調節(jié)水活度能力以及所需鹽類的供應情況等因素選擇鹽的類型和濃度。飽和氯化鈉鹽水可控制*低的水相活度為0.75以下;飽和氯化鈣鹽水可控制*低的水相活度在0.4以下。
**十條 破乳電壓
1. 油基鉆井液破乳電壓是乳化體系穩(wěn)定性的重要參考指標,破乳電壓越高,乳狀液越穩(wěn)定。
2. 油包水乳化鉆井液破乳電壓應在400v以上,含水量小于3%的全油基鉆井液破乳電壓應在2000v以上。
**十一條 密 度
按照本規(guī)范第十條執(zhí)行。
第六節(jié) 油氣層保護設計
**十二條 保護油氣層設計的依據(jù)主要有:儲層巖石礦物組成和含量;主要儲集空間特征(儲層巖石膠結類型、孔隙連通特性,孔喉大小、形態(tài)與分布,裂隙發(fā)育程度),孔隙度、滲透率、飽和度等參數(shù),儲層孔隙壓力、破裂壓力、地應力、地層溫度以及地層水分析數(shù)據(jù),速敏、水敏、鹽敏、酸敏、堿敏、應力敏感性等評價數(shù)據(jù)。
**十三條 根據(jù)油氣儲層的不同特點和完井方式,采取合理的儲層保護技術措施。
**十四條 儲層保護材料和加重材料應盡可能選用可酸溶、油溶或采用其它方式可解堵的材料。
**十五條 儲層鉆進時,應盡量降低鉆井液固相含量,嚴格控制鉆井液濾失量和,改善泥餅質量。API濾失量宜小于5mL,高溫高壓濾失量宜小于15mL。
**十六條 鉆井液堿度、濾液礦化度和溶解離子類型應與地層具有較好的配伍性,避免造成儲層堿敏、鹽敏和產(chǎn)生鹽垢損害。
**十七條按照SY/T 6540《鉆井液完井液損害油層室內評價方法》進行鉆完井液儲層損害室內評價。
第七節(jié) 鉆井液原材料和處理劑
**十八條 鉆井液原材料和處理劑應具有符合通用規(guī)范要求的技術文件(Specifications)和**技術文件(MSDS)。
**十九條 鉆井液原材料和處理劑應滿足地質錄井的特殊要求。
第三十條作業(yè)所在國家和地區(qū)的法律法規(guī)明令禁止的有毒、有害材料不應設計使用。
第三十一條在滿足作業(yè)需要前提下,應選用性價比較高的鉆井液原材料和處理劑。
第八節(jié) 鉆井液設計的管理
第三十二條 鉆井液設計應由具有相應鉆井工程設計資質的單位承擔,設計審批應參照中油工程字【2006】274號《中國石油天然氣集團公司關于進一步加強井控工作的實施意見》中的相關要求執(zhí)行。
第三十三條 鉆井液作業(yè)應嚴格按設計執(zhí)行。
第三十四條 需變更鉆井液設計時,應按原設計審批程序辦理設計修改或制定補充設計。
第三章鉆井液現(xiàn)場作業(yè)
**節(jié) 施工準備
第三十五條 鉆井液現(xiàn)場作業(yè)人員應具有相應崗位資格,熟悉施工井地質設計與鉆井工程設計,掌握鉆井液設計,并向其它現(xiàn)場作業(yè)人員進行鉆井液技術交底。
第三十六條 鉆井液循環(huán)系統(tǒng)、固控和除氣設備應按SY/T 6223《鉆井液凈化設備配套、安裝、使用和維護》的相關要求進行配備和安裝。
第三十七條 鉆井液實驗儀器、設備和試劑的配置和鉆井液性能檢測應按照GB/T 16783《鉆井液現(xiàn)場測試》的相關要求執(zhí)行。
第三十八條 鉆井液原材料和處理劑應按時到位,分類擺放,標示清楚,具有腐蝕性等對人體有害的處理劑要有標識,現(xiàn)場儲放應滿足“防雨、防潮、防曬、防凍”要求。
**節(jié) 預水化膨潤土漿與處理劑膠液配制
第三十九條 分析作業(yè)現(xiàn)場鉆井液用水礦化度,根據(jù)需要在配漿、配液前對鉆井液用水進行軟化處理。
第四十條 預水化膨潤土漿的配制
1. 在專用配漿罐中加入60~80%(體積百分數(shù))水。
2. 按配方要求向配漿罐中依次加入所需燒堿、純堿,攪拌溶解15分鐘后,使用剪切泵加入所需膨潤土粉。
3. 配制完成后應持續(xù)攪拌水化16h以上。預水化膨潤土漿粘度宜控制在120s以上。
第四十一條 鉆井液處理劑膠液的配制
1. 在處理劑膠液配制罐中加入80~90%(體積百分數(shù))水。
2. 使用剪切泵均勻加入計算量的處理劑,保持攪拌直到充分水化溶解。
第三節(jié) 淡水鉆井液配制
第四十二條 按第四十條、第四十一條的方法,分別配好預水化膨潤土漿和鉆井液處理劑膠液,按配方混合并攪拌循環(huán)均勻。
第四十三條 檢測鉆井液性能,根據(jù)需要補充預水化膨潤土漿和鉆井液處理劑膠液,調整鉆井液性能至設計范圍內。
第四節(jié) 鹽水鉆井液配制
第四十四條 配制方法之一
1. 按第四十條、第四十一條的方法,準備好預水化膨潤土漿(或在用鉆井液)和鉆井液處理劑膠液,將預水化膨潤土漿(或在用鉆井液)與配制的處理劑膠液按配方混合,攪拌均勻,保持鉆井液膨潤土含量(MBT值)在設計低限。預水化膨潤土漿應采用抗鹽土配制。
2.經(jīng)加料漏斗均勻加入氯化鈉或氯化鉀干粉。粘度切力升高時,可降低加入速度,保持攪拌循環(huán),也可加入降粘劑調整鉆井液粘度和切力。
3.檢測鉆井液性能,根據(jù)需要補充預水化膨潤土漿和鉆井液處理劑膠液,調整鉆井液性能至設計范圍內。
4.若采用在用鉆井液配制鹽水鉆井液,應先加強鉆井液凈化并調整鉆井液膨潤土含量(MBT值)在鹽水鉆井液配方設計的低限值。
第四十五條 配制方法之二
1.根據(jù)鉆井液的礦化度和所需鉆井液的總體積,計算出所需的氯化鈉或氯化鉀干粉、燒堿、純堿、膨潤土粉和其它處理劑的加量。
2.按計算濃度和體積分別在不同的專用配制罐中完成所需鹽水、預水化膨潤土漿與處理劑膠液。
3.將預水化膨潤土漿緩慢均勻加入鹽水中,同時按比例加入處理劑膠液,保持攪拌,混合均勻后繼續(xù)攪拌或循環(huán)至少2小時以上。
4.檢測鉆井液性能,根據(jù)需要加入處理劑膠液,調整鉆井液性能至設計范圍內。
第五節(jié) 水包油乳化鉆井液配制
第四十六條 水包油乳化鉆井液可使用水或處理劑膠液作為外相,也可使用預水化膨潤土漿或水基鉆井液作為外相。
第四十七條 向外相流體中加入流型調節(jié)劑、降濾失劑、乳化劑,攪拌循環(huán)均勻后,按照設計比例混入礦物油(柴油、原油等),并循環(huán)攪拌均勻。 第四十八條 調整鉆井液性能至設計范圍內。
第六節(jié) 油基鉆井液的配制
第四十九條 油包水乳化鉆井液配制
1. 按配方計算和準備配制鉆井液所需的材料:油,水,氯化鈣干粉,乳化劑,生石灰,降濾失劑,有機土等。
2.按配方比例在配制罐中加入所需的油、水。在攪拌和循環(huán)條件下,用加料系統(tǒng)向配制罐中依次緩慢加入氯化鈣干粉、乳化劑、有機土、降濾失劑、生石灰,加完后應繼續(xù)攪拌2h以上至混合均勻。
3.緩慢、均勻加重,密度達到配方要求后應繼續(xù)攪拌2h,然后測定性能。
4. 檢測鉆井液性能,加入處理劑膠液調節(jié)鉆井液性能至設計范圍內。
第五十條 全油基鉆井液的配制
1. 在配制罐中加入所需的油,保持攪拌和循環(huán),按配方依次加入有機土、乳化劑、降濾失劑、生石灰等,加完后應繼續(xù)攪拌2h以上至混合均勻。
2. 加重按第四十九條第三款執(zhí)行。
3. 檢測鉆井液性能,加入處理劑或處理劑膠液調節(jié)鉆井液性能至設計范圍內。
第七節(jié) 鉆井液性能檢測
第五十一條 按照GB/T 16783《水基鉆井液現(xiàn)場測試程序》和GB/T 16782《油基鉆井液現(xiàn)場測試程序》進行現(xiàn)場鉆井液性能檢測。
第五十二條 正常鉆進時,每1h檢測一次鉆井液密度和漏斗粘度,4~8h檢測一次中壓濾失量和泥餅質量,每12h檢測一次鉆井液全套常規(guī)性能;采用鹽水鉆井液鉆進或含鹽地層鉆進時,每24h檢測一次鉆井液濾液氯、鈣、鉀離子濃度(鉀離子濃度測定僅針對鉀鹽鉆井液體系)。特殊情況下,應加密檢測。
第五十三條 鉆開油、氣、水層,應嚴格按照井控相關規(guī)定,加密測量鉆井液密度,監(jiān)測油、氣、水后效。
第五十四條 井底溫度(T底)大于100℃時, 每24h檢測一次鉆井液高溫高壓濾失性能,特殊情況下,須加密測量。井底溫度(T底)和井底循環(huán)溫度(T循)確定方法如下:
1. T底應以實測為主,也可選用地溫梯度法進行預測:
T底(℃)=地面平均溫度(℃)+[地溫梯度(℃/m)×垂直井深(m)]
其中,地面平均溫度為地表以下100m處恒溫層的溫度。
2. T循可采取以下經(jīng)驗推算法:
T循(℃)=T出(℃)+垂直井深(m)/168。其中,T出為2 個循環(huán)周后的鉆井液出口溫度。
第五十五條 油基鉆井液每12h檢測一次全套性能。每次處理鉆井液后,應檢測電穩(wěn)定性和高溫高壓濾失量。
第五十六條 定期攪拌、循環(huán)儲備的加重鉆井液,檢測并維護鉆井液性能,保持儲備鉆井液的良好的流動性和沉降穩(wěn)定性。
第八節(jié) 現(xiàn)場檢測儀器與設備
第五十七條 現(xiàn)場鉆井液實驗檢測儀器、設備與試劑,應按下表要求進行配備。
表3 現(xiàn)場鉆井液檢測儀器與設備基本配置表
序號 | 儀器設備名稱 | 作業(yè)井深(米) | 備 注 |
≤2000 | 2000~4500 | ≥4500 |
1 | 密度計(量程<2.0g/cm3)(臺) | 2 | 2 | 2 | |
密度計(量程<3.0 g/cm3)(臺) | 2 | 2 | 2 | 超高密度井 |
2 | 漏斗粘度計(臺) | 2 | 2 | 2 | |
3 | 六速旋轉粘度計(臺) | 1 | 1 | 1 | |
4 | API失水儀(套) | 1 | 1 | 1 | |
5 | 固相含量測定儀(臺) | 1 | 1 | 1 | |
6 | 含砂量測定儀(套) | 1 | 1 | 1 | |
7 | pH計/試紙(套) | 1 | 1 | 1 | |
8 | 高溫高壓失水儀(套) | 1 | 1 | 1 | |
9 | 泥餅粘附系數(shù)測定儀(套) | 1 | 1 | 1 | 定向井和水平井 |
10 | 小型滾子加熱爐(臺) | | | 1 | 不少于2個老化罐 |
11 | 膨潤土含量測定裝置、試劑(套) | 1 | 1 | 1 | |
12 | 鈣、鎂、氯離子、堿度分析裝置、試劑(套) | 1 | 1 | 1 | |
13 | 鉀離子分析裝置、試劑(套) | 1 | 1 | 1 | 用于鉀鹽鉆井液 |
14 | 秒表(個) | 2 | 2 | 2 | |
15 | 2000mL鉆井液杯(個) | 1 | 2 | 2~4 | 搪瓷或不銹鋼 |
16 | 電動攪拌機(40~60W)(臺) | 1 | 1 | 2 | |
17 | 高速攪拌器(套) | 1 | 1 | 2 | |
18 | 電加熱器(220V 1000W)(個) | 1 | 1 | 1 | |
19 | 氮氣瓶(個) | 1 | 1 | 1 | |
20 | 破乳電壓儀(臺) | 1 | 1 | 1 | 油基鉆井液 |
21 | 電子天平(0.1克)(臺) | 1 | 1 | 1 | |
22 | 計算機(臺) | 1 | 1 | 1 | |
| 打印機(臺) | 1 | 1 | 1 | |
第五十八條 鉆井液測量儀器應按規(guī)定定期校驗,并建立測量儀器檢驗校核檔案。校驗不合格的儀器不能使用。
第五十九條 化學分析試劑應在有效期內。
第九節(jié) 現(xiàn)場鉆井液維護與處理的基本原則
第六十條應根據(jù)鉆井液性能檢測結果及井下情況,及時對鉆井液進行維護處理,滿足鉆井作業(yè)需要。
第六十一條鉆井液處理應遵循均勻、穩(wěn)定的原則。宜在套管或穩(wěn)定井段內,對鉆井液實施體系轉換或大型處理。實施前應做小型實驗,避免處理不當造成井下復雜或成本上升。
第六十二條鉆進過程中,應按鉆井液配方及時補充處理劑,保證鉆井液中處理劑濃度和配比。水基鉆井液中所使用的聚合物等不易溶解物質應提前配制成膠液,充分溶解后使用。
第六十三條 提高固控設備(振動篩、除砂器、除泥器或清潔器、離心機)使用率,減少鉆井液劣質固相累積。
第六十四條使用油基鉆井液時,應防止雨水、沖洗設備水等外來水進入鉆井液,影響油基鉆井液性能。
第六十五條電測及下套管前,應調整鉆井液性能至設計范圍內。
第十節(jié) 水基鉆井液性能維護與處理
第六十六條密度的調整
1. 根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)情況,可選擇加強固控設備使用率降低固相含量、加入處理劑膠液或混入相同體系、較低密度的鉆井液等方法降低鉆井液密度。
2. 宜采用加入加重材料和混入一定比例的加重鉆井液等方法提高鉆井液密度。常用加重材料有重晶石、鐵礦粉、石灰石粉等。提高鉆井液密度時,應注意以下幾點:
a. 提高鉆井液密度前,宜先使用機械式凈化設備**劣質固相,然后加入處理劑膠液,使鉆井液膨潤土含量和固相含量保持在設計范圍低限。
b. 加重材料應經(jīng)加重裝置按循環(huán)周均勻加入,每個循環(huán)周密度提高值宜控制在0.02~0.04g/cm3之間(井涌和溢流壓井時除外)。
c. 高密度鉆井液需提高密度時,宜加入適量的潤滑劑改善鉆井液潤滑性。
d. 提高鉆井液密度后,應循環(huán)調整鉆井液性能至設計范圍內。
3. 可使用水溶性鹽類作為提高鹽水鉆井液密度的加重材料。
第六十七條流變性的調整
1. 應根據(jù)鉆井液體系特點以及引起鉆井液流變性變化的原因,確定**、經(jīng)濟、高效的維護處理方式。
2. 加入處理劑過量或粘土固相過高造成粘度和切力升高時,宜加入水或處理劑膠液、提高固控設備使用率等方式處理。
3. 鹽鈣侵污染造成粘度和切力升高時,宜加入純堿和抗鹽、抗鈣降粘劑處理。
4. 由于處理劑高溫降解失效或減效,導致粘度和切力升高時,宜加入耐溫性更強的降粘劑處理。
5. 鉆井液中加入增粘劑或預水化膨潤土漿,可迅速有效提高鉆井液粘度和切力。
第六十八條濾失量的控制
1. 根據(jù)鉆井液中膨潤土含量和固相含量,確定鉆井液濾失量調整方案。
2. 控制鉆井液高溫高壓濾失量,加入鉆井液降濾失劑外,宜配合使用2%以上濃度的天然瀝青或天然瀝青改性類處理劑控制鉆井液高溫高壓濾失量。
3. 根據(jù)鉆井液體系特點,以及鉆井液抗鹽和抗溫能力要求,以“**、經(jīng)濟、高效”為原則,優(yōu)選鉆井液降濾失劑。
第六十九條 劣質固相含量的控制
宜采用增強鉆井液抑制性、提高固控設備使用效率、加入處理劑膠液和定期清理沉砂罐等方法控制鉆井液中劣質固相的累積。
第七十條 酸堿度的調整
應根據(jù)鉆井液類型和特點調整鉆井液的酸堿度。宜采用燒堿水提高鉆井液堿度。鉆大段水泥塞時,宜采用碳酸氫鈉溶液和高效的抗鈣降粘劑、降濾失劑降低水泥污染,并保持鉆井液堿度。
第七十一條 鹽水侵的處理
鉆井液受到大量地層鹽水侵污后,宜根據(jù)侵污程度適當排放受污染的鉆井液,或加入適量純堿、燒堿和抗鹽降粘劑、降失水劑等處理劑轉化成鹽水鉆井液。
第七十二條 鈣、鎂侵的處理
鉆井液受到大量鈣、鎂鹽離子污染后,宜加入適量純堿、燒堿和抗鹽、抗鈣的降粘劑、降失水劑等處理劑,轉化為鈣處理鉆井液。
第七十三條 油氣侵的處理
鉆井液發(fā)生油氣侵污染時,宜采用液氣分離器或除氣器除氣,加入乳化劑、消泡劑,并根據(jù)井下情況提高鉆井液密度等方法處理。
第七十四條酸性氣體侵的處理
1.發(fā)生二氧化碳氣體侵入時,應及時加入生石灰、燒堿等材料處理,控制鉆井液pH值至9.5以上,并提高鉆井液密度。
2.進入含硫化氫地層前,應保持鉆井液pH值在10-11之間,并加入除硫劑進行預處理。
3.發(fā)現(xiàn)硫化氫侵入鉆井液后,應加大除硫劑用量,保持鉆井液pH值在10-11之間,并適當提高鉆井液密度。
第十一節(jié) 油基鉆井液性能維護與處理
第七十五條 油基鉆井液流變性的調整
1.采用調節(jié)鉆井液油水比、加入有機土和降粘劑等方式可調整鉆井液流變性。
2.提高振動篩、除砂器、除泥器(清潔器)和離心機等固控設備的使用率,盡可能使用80目以上篩布,避免鉆井液中鉆屑等有害固相增加導致粘度和動切力升高。
3.發(fā)生二氧化碳侵污造成鉆井液粘度和動切力升高時,可使用石灰和乳化劑處理,維持鉆井液石灰堿度在1.5~2.5mL,并提高鉆井液密度。
4. 發(fā)生硫化氫侵污時,應加入除硫劑進行除硫處理,并保持鉆井液石灰堿度在2.5mL以上。
第七十六條 油基鉆井液濾失量的控制
1. 采用增**化劑加量的方式增強乳狀液穩(wěn)定性,降低油基鉆井液濾失量。
2. 加入有機土、油基鉆井液降濾失劑等處理劑降低濾失量。
第七十七條 油基鉆井液電穩(wěn)定性的控制
1. 外來水進入鉆井液導致油基鉆井液電穩(wěn)定性降低時,應加入油、乳化劑等,提高鉆井液電穩(wěn)定性。
2. 大量鹽和鉆屑侵入導致鉆井液電穩(wěn)定性降低時,宜采取補充新鉆井液、提高固控設備使用效率和加大處理劑加量等方法恢復鉆井液的電穩(wěn)定性。
3. 井底溫度高于100℃時,應選用抗高溫乳化劑。
4. 加入乳化劑、潤濕劑前,應通過小型實驗確定乳化劑、潤濕劑的加量。
第四章 油氣層保護
第七十八條 鉆井液油氣層保護應從進入油氣層以前50米開始,直至油氣層固井完成或進入油氣生產(chǎn)環(huán)節(jié)時結束。
第七十九條 油氣層保護的措施主要包括:縮短鉆井液浸泡時間;使用合理的鉆井液密度;減少鉆井液濾失量;提高泥餅質量;降低鉆井液固相含量;增強鉆井液濾液與儲層流體的配伍性和適應性;使用可解堵的鉆井液材料。
第八十條 根據(jù)儲層特點和完井方法確定鉆井液油氣層保護主要技術措施,并在進入油氣層50m以前實施。
第八十一條 鉆開油氣層后,應保持鉆井液性能在設計范圍內。
第八十二條 嚴格執(zhí)行鉆井液油氣層保護方案設計,加強作業(yè)監(jiān)督,確保油氣層保護方案及時、有效落實。
第五章 循環(huán)系統(tǒng)、固控與除氣設備
**節(jié) 設備的配套、安裝與維護
第八十三條 循環(huán)系統(tǒng)與固控設備配套
表4 不同鉆機鉆井液循環(huán)系統(tǒng)與固控設備配備要求
序號 | 名稱 | 單位 | 鉆機類型 |
2000米以內 | 3000米 | 4000米 | 5000米 | ≥6000米 |
基本 | 標準 | 基本 | 標準 | 基本 | 標準 | 基本 | 標準 | 基本 | 標準 |
1 | 振動篩 | 臺 | 1~2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 |
2 | 除砂器 | 臺 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
3 | 除泥器(清潔器) | 臺 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
4 | 除氣器 | 臺 | | 1 | | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
5 | 離心機 (中速) | 臺 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
6 | 錐形罐 | 套 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1~2 | 1~2 |
7 | 循環(huán)罐 | m3 | 80 | 120 | 120 | 120 | 160 | 160 | 320 | 320 | 360 | 360 |
8 | 儲漿罐 | m3 | 80 | 80 | 80 | 80 | 120 | 120 | 160 | 160 | 200 | 200 |
9 | 加重漏斗 | 套 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 |
10 | 配液罐 | 個 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 |
12 | 水罐 | m3 | 80 | 120 | 120 | 160 | 160 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 |
13 | 液氣分 離器 | 套 | 根據(jù)所鉆井類型,按需要配置 |
14 | 離心機 (高速) | 套 | 深井、超深井、高壓井施工可配置1臺 |
注:本表中規(guī)定儲漿罐體積為*低配置。若井控對儲漿罐體積有特殊要求時,應嚴格按照中國石油天然氣集團公司井控相關規(guī)定執(zhí)行。
**節(jié) 固控設備的使用
第八十五條 振動篩的使用
1. 從井筒內返出的鉆井液應首先采用振動篩凈化,振動篩使用率應達到100%。
2. 正常鉆進排量下,鉆井液篩面過流面積宜保持在75~80%。
3. 應根據(jù)地層的巖性、鉆速、井深和鉆井液類型的變化,及時調整振動篩篩布的規(guī)格,盡可能選用較細目數(shù)的篩布。
第八十六條 除砂器、除泥器(或清潔器)的使用
1. 除砂器、除泥器(或清潔器)的處理能力應達到鉆進時*大循環(huán)排量的150%以上。
2. 采用除砂器、除泥器(或清潔器)處理的循環(huán)鉆井液量應占鉆井液循環(huán)總量的80%以上。密度高于1.30g/cm3以上的鉆井液可使用清潔器代替除泥器,減少加重材料損失。
3. 鉆井液粘度過高,應調整鉆井液粘度和切力,確保除砂器、除泥器(或清潔器)運轉正常。
4. 不定期檢測并保持除砂器、除泥器(或清潔器)底流密度和進液密度的合理差值。除砂器正常差值為0.3~0.6g/cm3,除泥器(或清潔器)正常差值為0.3~0.42g/cm3。
第八十七條 離心機的使用
1. 采用密度低于1.25g/cm3以下的鉆井液鉆進時,離心機使用時間宜占循環(huán)總時間的50%以上。
2. 鉆井液加重前,宜使用離心機2個循環(huán)周以上(壓井等應急情況除外)。
3. 在復雜深井、超深井作業(yè)中,可配備一臺低速離心機和一臺高速離心機,便于**膠體顆粒,回收加重材料,減少液體排放量。
第六章泡沫鉆井流體
**節(jié) 一次性泡沫鉆井流體
第八十八條 適用范圍
1. 低壓易漏地層。
2. 不易坍塌或可鉆性差的常壓、低壓地層。
3. 低壓儲層。
第八十九條 可從發(fā)泡性能,以及抗鹽、抗鈣、抗油、抗溫等方面對泡沫鉆井流體的性能進行評價。
第九十條 泡沫鉆井流體發(fā)泡量與半衰期的測量方法
1. 按配方配制100mL發(fā)泡液,高速(11000~12000rpm)攪拌5 min后倒入量筒測量泡沫體積,即發(fā)泡量(mL)。
2. 靜置觀察,讀取析出50mL液體時所需的時間,即半衰期(min)。
第九十一條 通過測試發(fā)泡液發(fā)泡量(mL)和半衰期(min),確定泡沫鉆井流體性能和配方。
第九十二條 施工前,應根據(jù)現(xiàn)場施工需要,對泡沫鉆井流體的抗鹽、抗鈣、抗原油污染和抗溫等性能進行評價。
1. 抗鹽評價實驗:按配方配制100mL泡沫鉆井流體試樣三個,分別加入2%、5%、10%氯化鈉,溶解后,按本規(guī)范第九十條的要求,分別測量發(fā)泡量與半衰期。
2. 抗鈣評價實驗:按設計配方配制三份相同的100mL泡沫鉆井流體試樣,分別加入2%、5%、10%氯化鈣,溶解后,按本規(guī)范第九十條的要求,分別測量發(fā)泡量與半衰期。
3. 抗油評價實驗:按設計配方配制三份相同的100mL泡沫鉆井流體試樣,分別加入5%、10%、15%原油,按本規(guī)范第九十條的要求,分別測量發(fā)泡量與半衰期。
4. 抗溫性評價實驗:按設計配方分別配制兩份相同的100mL泡沫鉆井流體試樣(試樣1和試樣2),W1按本規(guī)范第九十條的要求測量發(fā)泡量與半衰期。W2在實驗溫度下滾動老化24h后,按本規(guī)范第九十條的規(guī)定測量發(fā)泡量與半衰期。
5. 抗綜合污染評價實驗:按設計配方分別配制兩份相同的100mL泡沫鉆井流體試樣(試樣1和試樣2),R1按本規(guī)范第九十條的規(guī)定測量發(fā)泡量與半衰期。向R2中加入實驗所需濃度的鹽、氯化鈣和原油,在一定實驗溫度下滾動老化24h后,按本規(guī)范第九十條的規(guī)定測量發(fā)泡量與半衰期。
第九十三條泡沫鉆井流體受污染前后的發(fā)泡量與半衰期的降低率越小,該泡沫鉆井流體抗污染能力越強。
**節(jié)可循環(huán)泡沫鉆井流體
第九十四條 本規(guī)范第八十八條所規(guī)定的適用范圍適用于可循環(huán)泡沫鉆井流體。
第九十五條 按可循環(huán)泡沫鉆井流體配方(發(fā)泡劑除外)配制基液,并常溫老化24h。加入發(fā)泡劑,高速(11000~12000rpm)攪拌5 min后,按GB/T 16783《水基鉆井液現(xiàn)場測試程序》評價泡沫鉆井流體的密度、粘度、切力、濾失量、PH值等性能。
第九十六條 取100mL可循環(huán)泡沫鉆井流體基液(發(fā)泡劑除外),常溫老化24h,再按配方加入發(fā)泡劑。參照本規(guī)范第九十條的要求,測量泡沫液發(fā)泡量和半衰期,評價發(fā)泡性能。可循環(huán)泡沫鉆井流體發(fā)泡量宜大于250mL,半衰期宜大于6h。
第九十七條 施工前,應根據(jù)現(xiàn)場需要,對可循環(huán)泡沫鉆井流體進行抗鹽和抗油性能評價。
1. 抗鹽評價實驗:按本規(guī)范第九十九條的要求準備三份相同的100mL可循環(huán)泡沫鉆井流體試樣,分別加入2%、3%和5%氯化鈉,經(jīng)高速(11000~12000rpm)攪拌5 min后,分別測量發(fā)泡量和半衰期。
2. 抗油評價實驗:按本規(guī)范第九十九條的要求準備三份相同的100mL可循環(huán)泡沫鉆井流體試樣,分別向試樣中加入5%、10%、15%煤油,經(jīng)高速(11000~12000rpm)攪拌5 min后,分別測量發(fā)泡量和半衰期。
第九十八條 按附錄1《水基鉆井液抑制性評價方法》中巖屑滾動回收率方法評價可循環(huán)泡沫鉆井流體的抑制性。
第三節(jié) 壓井液與壓井材料的儲備
第九十九條 采用泡沫鉆井流體鉆進時,應儲備相當于井筒容積1.5~2倍的壓井液,并做好維護和壓井準備。壓井液密度范圍參照本規(guī)范第十條執(zhí)行。
**百條 在儲層段采用泡沫鉆井流體鉆進時,除儲備井筒容積1~1.5倍的壓井液外,還應儲備相當于井筒容積一倍或以上的加重鉆井液,加重鉆井液密度應高于壓井液0.20g/cm3~0.40g/cm3。
**百零一條 采用泡沫鉆井流體和可循環(huán)泡沫鉆井流體鉆進時,應按井控的相關規(guī)定和壓井液維護處理要求,儲備鉆井液處理劑、加重材料和堵漏材料。
第七章井下復雜事故的預防和處理
**百零二條 鉆進時,應嚴格執(zhí)行坐崗制度,按時檢測鉆井液性能。以鉆井液返出情況和返出的鉆屑巖性、形狀、尺寸、數(shù)量等為依據(jù),及時判斷井下情況,提高鉆井液處理維護的針對性和準確性,預防井下復雜事故的發(fā)生。
**百零三條 應在確保井控**的前提下,制定具有針對性的井下復雜事故的預防和處理措施。
**節(jié) 井塌的預防與處理
**百零四條根據(jù)地層礦物組分、巖石理化性能、地層構造應力及三壓力剖面,確定可能發(fā)生的井塌類型。
**百零五條 力學不穩(wěn)定地層坍塌的預防
1. 分析地層三壓力剖面,確定合理的鉆井液密度。控制井下壓力激動,及時灌滿鉆井液,保持井筒內壓力平衡。
2. 可采用防塌鉆井液,增加防塌材料加入量,提高鉆井液封堵和造壁能力,并控制鉆井液濾失量。
3. 根據(jù)井眼尺寸和鉆井液類型,調節(jié)鉆井液性能和循環(huán)排量,減少鉆井液對井壁沖刷。
**百零六條化學不穩(wěn)定地層坍塌的預防
1. 根據(jù)鉆井液類型,增加抑制劑和防塌劑加量,提高鉆井液抑制性和封堵能力,優(yōu)化鉆井液顆粒級配,控制鉆井液濾失量。
2. 采用油基鉆井液。
**百零七條 井塌的處理
1. 當井下出現(xiàn)剝蝕掉塊時,宜采用增強抑制性,提高鉆井液的粘度和切力,降低濾失量,提高動塑比,加大循環(huán)排量等方式,提高鉆井液防塌和攜砂能力。
2. 針對坍塌地層特點,可優(yōu)選并加入足量的防塌劑。
3. 當井下出現(xiàn)大量的掉塊,且井眼不暢時,宜及時起鉆至套管內或上部裸眼內井壁穩(wěn)定井段進行鉆井液處理。
4. 因地應力引起井塌時,宜適當提高鉆井液密度,平衡地層壓力。
5. 循環(huán)劃眼結束并恢復正常鉆進后,宜保持較高的粘度、切力和密度鉆進。待巖屑返出正常后,方可逐步調整鉆井液密度、粘度和切力。
**節(jié)井漏的預防與處理
**百零八條 根據(jù)地層巖性、錄測井、鉆速和漏速等相關資料,綜合分析判斷易發(fā)生漏失的地層、井段和漏失類型,并制定相應的預防和處理井漏措施。
**百零九條 根據(jù)地層壓力資料,確定合理的鉆井液密度范圍。
**百一十條 裂縫性漏失的預防
1. 避免不均勻加重引起的高密度段塞進入井筒壓漏地層。
2. 控制下鉆和開泵速度,避免井下壓力激動壓漏地層。
3. 可鉆性較好的井段宜控制鉆速,避免環(huán)空當量密度過高壓漏地層。
**百一十一條 滲透性漏失的預防
1. 優(yōu)化鉆井液流變性和潤滑性,適當降低泵排量,降低循環(huán)壓耗和井底循環(huán)當量密度。
2. 在易漏井段提前加入隨鉆堵漏劑預防井漏。
**百一十二條 滲透性漏失的處理
發(fā)生井漏時,應首先起鉆至套管內或上部井壁穩(wěn)定井段,依據(jù)井底循環(huán)當量密度、鉆井液循環(huán)漏速、靜止漏速、井筒液面高度,以及地層*大承壓能力等資料,確定井漏的類型,并制定相應的處理措施。
1.發(fā)生漏速小于10m3/h的漏失時,宜采用靜止堵漏、適當提高粘度和泵入橋塞堵漏漿等方法堵漏。
2.發(fā)生漏速大于10m3/h但未失返的漏失時,首先起鉆至套管內或上部裸眼內井壁穩(wěn)定井段,宜采用調整堵漏材料種類、尺寸級配與濃度,配制成橋塞堵漏段塞替入漏失井段進行堵漏。
**百一十三條 失返性漏失的處理
1. 首先起鉆至套管內或上部裸眼內井壁穩(wěn)定井段,可采用高濃度、高粘度和切力的橋塞堵漏,或采用石灰-膨潤土漿、膨潤土-水泥漿、柴油-膨潤土漿、速凝膠質水泥漿、纖維水泥漿等段塞,以及化學凝膠堵漏。
2. 應根據(jù)漏層深度、漏層溫度等數(shù)據(jù),確定凝結性段塞的種類和配方,保證段塞具有一定的流動性、合適的初凝時間和凝結強度。也可加入混合堵漏材料增加凝結后的強度。
3. 在井下條件允許和現(xiàn)場鉆井液準備充足、供水充足的情況下,可采用先搶鉆通過漏層,然后打水泥塞封固的方法堵漏。
4. 在條件允許時,可采用空氣、充氣、泡沫等鉆井流體在漏層進行鉆井施工。
**百一十四條 存在油、氣、水層的裸眼井段內處理井漏時,應及時向井筒內灌鉆井液,保持鉆井液液面,確保井控**。
**百一十五條 儲層段堵漏時,應選用可解堵的堵漏方案和暫堵材料。
第三節(jié)幾種典型卡鉆的預防和處理
**百一十六條 正常鉆進時,應及時對鉆井液進行維護處理,保持鉆井液性能在設計范圍內。
**百一十七條 在高滲透性、易水化膨脹、易縮徑地層鉆進時,宜保持鉆井液合理的密度,低粘度、低切力、低濾失量和低含砂量,以及較好的造壁性和剪切稀釋性。
**百一十八條 根據(jù)不同的鉆井液類型,優(yōu)選和使用配伍性較好的潤滑劑,探井宜選用無熒光潤滑劑。
**百一十九條 由于上部裸眼井段發(fā)生井塌、掉塊,造成裸眼段井徑不規(guī)則時,宜適當提高鉆井液粘度和切力,保持鉆井液良好的懸浮和攜砂能力。
**百二十條 循環(huán)加重時,每個循環(huán)周鉆井液密度提高值宜為0.02~0.04g/cm3(應急壓井作業(yè)除外),避免因鉆井液密度不均造成卡鉆。
**百二十一條 偏遠或交通不便的施工隊伍,應儲備必要數(shù)量的解卡劑。
**百二十二條 發(fā)生卡鉆后,應根據(jù)地層巖性和鉆井液性能,巖屑返出情況,以及鉆速、裸眼井徑等資料,準確判斷卡鉆的類型,并制定相應的技術措施。
**百二十三條 壓差卡鉆的處理
1. 在保證井下不噴、不塌的情況下,宜采用降低密度、適當降低粘度和切力、提高潤滑性及活動鉆具等方式解卡。
2. 也可采用浸泡解卡液的方式解卡,具體參照SY/T 5357《卡鉆浸泡解卡液作業(yè)方法》執(zhí)行。
3.卡鉆解除后,應及時調整鉆井液性能,降低失水量,改善泥餅質量,提高潤滑性,提高鉆井液抑制性,加強鉆井液凈化,降低鉆井液固相含量。
**百二十四條 泥包卡鉆的處理
1. 大排量循環(huán)的條件下,宜采用適當降低鉆井液的粘度和切力,提高鉆井液的沖刷能力的方法解卡。
2. 也可采用在泥包井段替入原油或柴油、解卡液、處理劑膠液等浸泡的方式解卡,具體參照SY/T 5357《卡鉆浸泡解卡液作業(yè)方法》執(zhí)行。不宜使用清水浸泡的方式解卡。
3. 卡鉆解除后,應及時調整鉆井液性能,提高鉆井液抑制性,加強鉆井液凈化,降低鉆井液固相含量,*大限度地**鉆井液中的劣質固相。
**百二十五條 縮徑卡鉆的處理
1. 在鹽膏層發(fā)生縮徑卡鉆時,宜采用提高鉆井液密度,向井筒內替入處理劑膠液浸泡等方式解卡。
2. 在泥頁巖發(fā)生縮徑卡鉆時,宜采用提高鉆井液抑制性和潤滑性,降低濾失量,適當提高密度,活動鉆具或浸泡解卡液等方式解卡。浸泡解卡液應參照SY/T 5357《卡鉆浸泡解卡液作業(yè)方法》執(zhí)行。
**百二十六條 砂橋、坍塌卡鉆的處理
1. 在建立循環(huán)后,可適當提高鉆井液密度、粘度和切力,并逐步加大鉆井液循環(huán)排量,活動鉆具解卡。
2. 建立循環(huán)后,宜采用處理劑膠液或油(原油或柴油)浸泡解卡,具體參照SY/T 5357《卡鉆浸泡解卡液作業(yè)方法》執(zhí)行。
3.解卡后,宜適當降低鉆井液的粘度和切力,進一步降低鉆井液濾失量和泥餅厚度,也可加入1~3%潤滑劑或混入2~10%的油(原油或柴油),進一步提高鉆井液潤滑性。
第八章 廢棄鉆井液處理與環(huán)境保護
**百二十七條 嚴格執(zhí)行作業(yè)所在國家和地區(qū)相關環(huán)保法律法規(guī),不設計、不使用作業(yè)所在國家和地區(qū)明令禁止使用的材料及處理劑。
**百二十八條 應減少鉆井液和廢水排放,廢棄鉆井液和廢水必須采用防滲池收集儲存。
**百二十九條 鉆井液作業(yè)合同包含鉆屑和廢液處理業(yè)務時,應按照合同要求做好鉆屑與廢液處理工作,排放物應達到合同要求標準。
**百三十條 對井場材料應妥善儲存與管理,避免灑、漏、外溢。對廢棄的鉆井液材料的包裝物和容器應進行集中收集,并妥善處理。
**百三十一條 鉆井液作業(yè)單位應建立健全HSE管理體系,并保持體系持續(xù)、良好運行。
第九章 鉆井液材料與處理劑的質量控制與管理
**節(jié) 技術標準與質量檢驗
**百三十二條現(xiàn)場使用的鉆井液原材料和處理劑應具有產(chǎn)品技術標準和產(chǎn)品質量檢驗合格證書。對于缺乏國家標準和行業(yè)標準,仍處于實驗階段的新產(chǎn)品,應具有新產(chǎn)品暫行技術標準。
**百三十三條建立鉆井液原材料和處理劑入庫質量檢驗與現(xiàn)場抽查檢驗工作機制,堅決杜絕使用不合格產(chǎn)品。
**百三十四條 建立市場準入、質量認可與產(chǎn)品供應商管理運行機制,促進產(chǎn)品質量不斷提升。
**節(jié) 鉆井液材料與處理劑的儲存與管理
**百三十五條 鉆井液原材料和處理劑的存放,應采取 “防雨、防潮、防曬、防凍”等措施。
**百三十六條 庫存時間接近保質期的鉆井液原材料和處理劑,在發(fā)往現(xiàn)場使用前應再次抽檢,合格后方可發(fā)貨。
**百三十七條 建立鉆井液原材料和處理劑進料、消耗與庫存記錄,并建立鉆井液原材料和處理劑的質量信息檔案。
**百三十八條 對使用的鉆井液原材料和處理劑進行定期的產(chǎn)品質量信息收集整理,并向上級業(yè)務管理部門報送質量總結報告。
第十章 鉆井液資料管理
**百三十九條 根據(jù)鉆井液作業(yè)日報表規(guī)范要求填報鉆井液日報表。
**百四十條 施工方應在完井后編寫鉆井液總結,并報建設方和上級管理部門。內容主要包括以下幾方面:
1. 本井地質、工程基本信息。
2. 全井鉆井作業(yè)概況。
3. 全井分段鉆井液體系、配制、維護與處理情況總結分析。
4. 與井深相對應的全井鉆井液性能統(tǒng)計數(shù)據(jù),性能包括:鉆井液密度、漏斗粘度、塑性粘度、動切力、靜切力、API濾失量、HTHP濾失量、泥餅、pH值、固相含量、泥餅摩阻系數(shù)、膨潤土含量、含砂量、n值、k值、CL-、Ca2+、K+濃度等參數(shù)。
5. 全井各井段鉆井液體積、材料消耗、成本統(tǒng)計與分析。
6. 固控設備使用情況統(tǒng)計分析。
7. 井下事故與復雜情況、原因分析和處理總結。
8. 本井鉆井液工作的經(jīng)驗、所存在的問題、教訓及建議。
第十一章 附 則
**百四十一條 本規(guī)范的解釋權屬中國石油天然氣集團公司工程技術分公司。
**百四十二條 本規(guī)范自發(fā)布之日起執(zhí)行,以往發(fā)布的相關規(guī)范(規(guī)定)與本規(guī)范不一致的,以本規(guī)范為準。
附錄1:
水基鉆井液抑制性、抗鹽、鈣(鎂)污染與抗溫性能評價方法
一、水基鉆井液抑制性評價方法
鉆井液抑制性評價采用的主要方法有:鉆屑在鉆井液中的滾動回收率實驗、巖心膨脹率實驗和鉆井液抗粘土侵污能力實驗等。
(一)鉆屑在鉆井液中的滾動回收率實驗評價方法
1. 按配方配制鉆井液,并在常溫下老化24h后,測定其粘度后備用。
2. 取干燥巖心或巖屑,粉碎成6~10目顆粒(可用6~10目雙層篩篩取)。
3. 稱取上述顆粒50g,加入裝有350mL待評價鉆井液的老化罐中,在模擬井下溫度下密閉恒溫滾動16h。
4. 冷卻老化罐后,用30目篩回收鉆井液中的顆粒,并在105℃+3℃的溫度下烘干4h后稱重,計算鉆屑在鉆井液中的滾動回收率。
5. 上述實驗同時用清水作對比實驗。
6. 在進行各鉆井液配方對比實驗中,應保持各鉆井液實驗樣品之間具有相近的粘度(表觀粘度差別宜控制在15%以內),以消除或降低粘度因素對回收率的影響。
7. 鉆井液巖心滾動回收率越高,鉆井液抑制性越強;反之則越弱。鉆井液巖心滾動回收率與清水滾動回收率之比值越高,鉆井液抑制性越強;反之則越弱。
(二) 巖心膨脹率實驗評價方法
1. 按照SY/T 5613《泥頁巖理化性能試驗方法》中規(guī)定的方法進行巖心膨脹實驗,記錄膨脹率。
2. 應使用同一類膨脹實驗儀器獲取膨脹率實驗數(shù)據(jù)進行比較性評價。
3. 膨脹率越低,并與清水膨脹率比值越小,說明抑制性越強;反之則越弱。
(三) 鉆井液抗粘土侵污能力實驗評價方法
1. 按配方配制鉆井液,并在常溫下老化24h后,測定其表觀粘度和動切力。
2. 分別按試樣體積的4%、8%、12%的重量稱取膨潤土粉,分別加入到待評價的三個相同鉆井液樣品中,攪拌15min,在60℃溫度下滾動老化16h后,分別測定并比較加入不同濃度膨潤土粉后鉆井液表觀粘度和動切力的變化。
3. 加入膨潤土粉比例越高,鉆井液表觀粘度和動切力變化越小,說明鉆井液抑制性越強。
鉆屑滾動回收率實驗、巖心膨脹率實驗與鉆井液抗膨潤土侵污能力實驗等抑制性評價方法所獲得的鉆井液抑制性結論之間應互相支持印證。
二、水基鉆井液抗鹽、鈣(鎂)污染能力實驗評價方法
1. 按配方配制鉆井液,并在常溫下老化24h后,測定其粘度、動切力、靜切力、API濾失量、泥餅、pH值等性能。
2. 按實驗鉆井液體積5%、10%、15%的重量向試樣中加入氯化鈉干粉,在60℃溫度下滾動老化16h后,測定并對比經(jīng)不同比例氯化鈉干粉污染后的鉆井液在表觀粘度、動切力以及API濾失量的變化情況。
3. 按實驗鉆井液體積0.1%、0.3%、0.5%的重量加入氯化鈣干粉,在60℃溫度下滾動老化16h后,測定并對比經(jīng)不同比例氯化鈣干粉污染后鉆井液表觀粘度、動切力和API濾失量的變化。
4. 鉆井液在經(jīng)氯化鈉或氯化鈣干粉污染后,其表觀粘度、動切力以及API濾失量變化越小,說明鉆井液在實驗范圍內的抗鹽、抗鈣(鎂)能力越強,反之則越弱。
三、水基鉆井液抗溫性評價方法
1. 按配方配制鉆井液,并在常溫下老化24h后,測定其粘度、動切力、高溫高壓濾失量(模擬井底*高溫度)、pH值。
2. 將配制好的鉆井液在模擬井底*高溫度條件下滾動老化16h后,測定鉆井液粘度、切力及高溫高壓濾失量(模擬井底*高溫度)。
3. 鉆井液經(jīng)高溫滾動老化后其表觀粘度、動切力變化幅度越小,且鉆井液高溫高壓濾失量能夠保持在設計范圍內,則表明該鉆井液配方具有較好的抗溫性能。
4. 若鉆井液表觀粘度、動切力變化幅度較大,且高溫高壓濾失量超出設計范圍,則表明鉆井液抗溫能力不足。若鉆井液經(jīng)高溫滾動老化后發(fā)生固化、液固分層等現(xiàn)象,則可判定該鉆井液配方不具有相應溫度的抗溫能力。
鉆屑在水基鉆井液中的滾動回收率實驗評價方法、水基鉆井液抗粘土侵污能力實驗評價方法、水基鉆井液抗鹽、鈣(鎂)污染能力評價方法,以及水基鉆井液抗溫性評價方法均為推薦做法,在行業(yè)標準或企業(yè)標準未公布前,可根據(jù)現(xiàn)場實際情況參照執(zhí)行,標準公布后,按標準執(zhí)行。
附錄2:
鉆井液作業(yè)相關計算方法
1. 鉆井液環(huán)空返速(m/s)=12.7Q泵/(D井2-d柱2)
2. 井底鉆井液返出所需時間(min)= 1.3(D井2-d柱外2) ×H/ 1000 Q泵
3. 鉆井液從井口到達鉆頭所需時間(min)= 1.3Hd柱內2/ 1000 Q泵
4. 鉆井液總循環(huán)時間(min)= 0.06×V漿體積/ Q泵
5. 環(huán)空臨界流速:
(1)賓漢流體:V臨=?10η塑+10〔 η塑2+0.00025ρ漿(D井-d柱)2τ0〕1/2?/?ρ漿(D井-d柱)?
(2)冪律流體:V臨=?〔20 K(2n+1)n/3n〕/〔 12001-nρ漿(D井-d柱)n〕?1/(2-n)
6. 鉆井液井底循環(huán)當量密度(E.C.D)=0.98△P環(huán)空/H+ρ漿
7.井筒容積計算
V井筒=0.785 D井2×H
8.加重劑用量計算
W加=ρ加×V原漿×(ρ重漿-ρ原漿)/(ρ加-ρ重漿)
9.降低鉆井液密度時加水量的計算
Q水=ρ水×V原漿×(ρ原漿-ρ稀)/(ρ稀-ρ水)
10.油氣上竄速度的計算
V上竄=(H油-H鉆×t顯/t遲)/ t靜
上述公式中:
Q泵---泵排量(L/s)
D井、d柱外---井徑、管柱外徑(cm)
V環(huán)---環(huán)空體積(m3)
V柱內---柱內體積(m3)
V漿體積---鉆井液總體積,包括地面循環(huán)罐和井筒內鉆井液體積(m3)
H---井深(m)
H油---油氣層深度(m)
H鉆---循環(huán)鉆井液時鉆頭所在深度(m)
W加---所需加重劑重量(T)
Q水---加水體積(m3)
V原漿---加重前鉆井液體積(m3)
ρ漿-----鉆井液密度(g/cm3)
ρ原漿---加重前鉆井液密度(g/cm3)
ρ重漿---加重后鉆井液密度(g/cm3)
ρ加---加重劑密度(g/cm3)
ρ水-----水的密度(g/cm3)
ρ稀---稀釋后鉆井液的密度(g/cm3)
t遲---鉆井液從開泵時鉆頭位置返到井口的時間(min)
t顯 ---從開泵循環(huán)到見油氣顯示的時間(min)
t靜---從上次起鉆停泵至本次開泵的時間(min)
V上竄---油氣上竄速度(m /s)
V環(huán)---環(huán)空流速(cm /s)
V臨---環(huán)空臨界流速(m /s)
τ0---鉆井液動切力(dyne/cm2)
η塑---塑性粘度( mPa.s)
K---冪律流體稠度系數(shù)( dyne.sn/cm2)
n---冪律流體流型指數(shù)(無因次)
△P---環(huán)空總壓降(MPa)
其他鉆井液相關計算公式請參考《鉆井工程技術手冊》(2006年8月由中國石化出版社出版發(fā)行)。
附錄3:
相關術語注釋
1. 深井:指井深大于4500米的井。
2. 超深井:指井深大于6000米的井。
3. 地層巖石理化性能:主要指地層巖石的一些物理化學特性,主要有:巖石的粘土礦物組成和各類粘土礦物的相對比例、巖石膨脹性、巖石含鹽量、巖石陽離子交換容量、巖石密度等主要數(shù)據(jù)。
4. 低固相鉆井液:總固相含量在4%(體積百分數(shù))范圍內,鉆屑與膨潤土的比例不超過2:1,其中膨潤土含量控制在3%(體積百分數(shù))或更低的水基鉆井液。
5. 無固相鉆井液:不加入任何懸浮固相的水基鉆井液。
6. 鹽水鉆井液:氯化鈉含量大于或等于1%(質量百分數(shù))的水基鉆井液。
7. 飽和鹽水鉆井液:常溫下氯化鈉含量達到飽和的水基鉆井液。
8. 全油基鉆井液:以油為連續(xù)相,含水量不超過7%(體積百分數(shù))的鉆井液。
9. 水包油乳化鉆井液:以水為連續(xù)相,油為分散相的乳化鉆井液。
10. 油包水乳化鉆井液(即逆乳化鉆井液):以油為連續(xù)相,超過7%(體積百分數(shù))的水為分散相的鉆井液。
11. 鈣處理鉆井液:經(jīng)石灰、石膏或氯化鈣等處理劑處理的水基鉆井液。
12. 上覆巖層壓力:由上覆巖層重力產(chǎn)生的鉛垂方向的地應力分量,單位為MPa。
13. 塑性地層:外載作用下破壞前呈現(xiàn)塑性變形的地層。
14. 環(huán)空返速:環(huán)空流體上升速度,單位為m/s。
15. 固相容量:保持鉆井液流變性在適用范圍內鉆井液所能允許的*大固相含量,單位為g/mL。
16. 高溫高壓:指地層孔隙壓力系數(shù)在1.80g/cm3以上,且溫度在120℃以上。
18. 燃點:將物質在空氣中加熱時,開始并繼續(xù)燃燒的*低溫度叫做燃點。
19. 苯胺點:指等體積的油與苯胺相互溶解時的*低溫度。
20. 水相活度:通常指油包水鉆井液中水相的活度。鹽溶液與純水的逸度之比定義為水的活度。
21. 破乳電壓:將乳狀液破乳所需要的*低電壓。
22. 配伍性:鉆井液中處理劑之間能夠發(fā)揮協(xié)同效應,不是相互抵消和產(chǎn)生負效應,達到以*小的處理劑消耗實現(xiàn)*好的鉆井液性能的目的。
23. 速敏:如果注入實驗巖心中流體流速增大到一定值(臨界流速)時引起地層滲透率下降幅度超過5%,則稱該地層具有速敏特性。
24. 水敏:主要指礦化度較低的鉆井液等外來流體進入地層后會引起粘土水化膨脹、分散和運移,導致滲透率下降的現(xiàn)象。
25. 鹽敏:如果注入實驗巖心的水的礦化度降低到一定值(臨界礦化度)時引起地層滲透率下降幅度超過5%,則稱該地層有鹽敏特性。
26. 酸敏:如果向實驗巖心中注入酸化用的酸液并保持1~3h后,測得其注入酸液后與注入前滲透率之比小于等于0.3,則稱該地層具有強酸敏性;如比值介于0.3~0.7之間,則為中等;如比值大于等于0.7,則酸敏性弱。
27. 堿敏:如果向實驗巖心中注入的液體的pH值增加到一定值(臨界pH值)時,其滲透率降低,則該地層存在堿敏性。
28. 應力敏:如果改變巖心圍壓大小會引起巖心滲透率發(fā)生較大變化,則稱該巖心具有應力敏感性。
29. 抗鹽土:指海泡石族礦物,屬于一種鏈狀構造的含水鋁鎂硅酸鹽。其中包括海泡石、凹凸棒土和坡縷縞石。
30. 自由水:指在鉆井液中不被膠體顆粒、離子或離子基團所吸附,能自由移動,并起溶劑作用的水。
31. 濾液酚酞堿度:每毫升鉆井液濾液被滴定到酚酞終點時,所用 0.01mol/L硫酸標準溶液的毫升數(shù),單位為mL。
32. 濾液甲基橙堿度:每毫升鉆井液濾液被滴定到甲基橙終點時,所用 0.01mol/L硫酸標準溶液的毫升數(shù),單位為mL。
33. 酸溶性和油溶性儲層保護材料:分別指在鉆井液中添加的可酸溶的和可油溶的固相材料。這些材料可以在鉆井作業(yè)中對儲層進行封堵從而阻止或減少鉆井液和濾液進入儲層,在完井后可以采取射孔、酸化、泡油和反排等作業(yè)解除的保護儲層材料。
34. 壓差卡鉆:即粘附卡鉆,鉆井液液柱壓力大于地層孔隙壓力使鉆柱緊貼于井壁泥餅而發(fā)生的卡鉆。
35. 縮徑卡鉆:由于井徑縮小而造成的卡鉆。
36. 坍塌卡鉆:由于井壁坍塌埋住鉆具而造成的卡鉆。
37. 泥包卡鉆:鉆入泥頁巖地層不能及時**井底鉆屑,鉆井液與鉆屑混合物緊緊包住鉆頭或其他井下工具形成的卡鉆。
38. 砂橋卡鉆:巖屑在環(huán)空急聚堆積造成的卡鉆。
39. 通用規(guī)范要求的技術文件(Specifications):通用規(guī)范要求的技術文件主要指鉆井液原材料和處理劑的技術標準。
40. **技術文件(MSDS): 主要指按照國際慣例或行業(yè)規(guī)范制定的表明產(chǎn)品在運輸、儲存和使用過程中有關其**性和注意事項的文件,一般包括產(chǎn)品的主要成分、燃點、毒性、腐蝕性以及不慎接觸或中毒后的緊急處理方法等。
41. 預水化膨潤土漿:指按配方將一定量膨潤土加入配漿水中使其充分水化后制成的泥漿。
42. 處理劑膠液:指將處理劑加入水中使其溶解而配成的膠體狀溶液。
43. 鉆井液抑制性評價:指對鉆井液抑制泥頁巖水化膨脹和分散的能力進行評價。
44. 抗鹽、鈣、鎂污染能力評價:在鉆井液受到一定濃度的鹽、石膏或其混合物污染后,鉆井液保持其粘度、切力與濾失造壁性能力的評價。
45. 性價比:指鉆井液配方中某個處理劑在設計加量下,其使用的效果與其消耗的成本(成本與加量的乘積)之比。
規(guī)范中其它相關術語注釋可參考《鉆井工程術語》(2006年8月石油鉆井工程專業(yè)標準化委員會編制)。