SYT 7618-2021 控壓鉆井作業(yè)規(guī)程-PDF解密

中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2021—11-16發(fā)布2022-02—16實(shí)施國家能源局發(fā)布I 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 4控壓鉆井施工方案基本要求 24.1施工方案依據(jù) 24.2施工方案內(nèi)容 24.3控壓鉆井水力參數(shù)設(shè)計(jì) 25起下鉆井底壓力平衡方式 25.1加重鉆井液帽平衡井底壓力作業(yè) 25.2井下套管閥平衡井底壓力作業(yè) 36控壓鉆井作業(yè)前準(zhǔn)備 36.1實(shí)施條件 36.2裝備及工具選型 36.3鉆具組合要求 47控壓鉆井作業(yè)程序 47.1井場布局要求 47.2設(shè)備安裝要求 57.3設(shè)備試壓要求 57.4控壓鉆進(jìn)作業(yè)程序 57.5控壓接單根(立柱)作業(yè)程序 57.6控壓起鉆作業(yè)程序 67.7控壓下鉆作業(yè)程序 67.8控壓換膠芯作業(yè)程序 77.9控壓鉆井轉(zhuǎn)常規(guī)鉆井程序 7 78.1井口套壓異常升高 78.2溢流 78.3井漏 78.4漏噴同存 88.5硫化氫 88.6其他應(yīng)急程序 8ⅡSY/T7618—2021 9 附錄A(資料性)控壓鉆井設(shè)備井場管線連接示意圖 附錄C(資料性)起下鉆壓力降低、提高步驟表 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》的本文件主要起草單位：中國石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院有限公司、中國石公司、中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司、中國石油集團(tuán)西部股份有限公司塔里木油田分公司、中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司、中石1控壓鉆井作業(yè)規(guī)程本文件規(guī)定了石油天然氣鉆探領(lǐng)域控壓鉆井作業(yè)的施工方案，起下鉆方式，作業(yè)前準(zhǔn)備，作業(yè)程序，應(yīng)急程序，終止條件及健康、安全與環(huán)保的技術(shù)要求。本文件適用于陸上及淺海區(qū)域的控壓鉆井作業(yè)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(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/T31033石油天然氣鉆井井控技術(shù)規(guī)范SY/T5087硫化氫環(huán)境鉆井場所作業(yè)安全規(guī)范SY/T5225石油天然氣鉆井、開發(fā)、儲(chǔ)運(yùn)防火防爆安全生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程SY/T5369石油鉆具的管理與使用一方鉆桿。鉆桿、鉆鋌SY/T5974鉆井井場設(shè)備作業(yè)安全技術(shù)規(guī)程SY/T6202鉆井井場油、水、電及供暖系統(tǒng)安裝技術(shù)要求SY/T6277硫化氫環(huán)境人身防護(hù)規(guī)范SY/T6509方鉆桿SY/T6543欠平衡鉆井技術(shù)規(guī)范SY/T6613—2005鉆井液流變學(xué)與水力學(xué)計(jì)算程序推薦作法SY/T6869石油天然氣工業(yè)井下工具井下套管閥SY/T7018—2014控壓鉆井系統(tǒng)3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。安全壓力窗口safepressurewindow在某一井深范圍內(nèi)，破裂壓力、漏失壓力的較小值和地層孔隙壓力、坍塌壓力的較大值組成安全壓力區(qū)間，避免由于井筒內(nèi)流體壓力與地層孔隙壓力不平衡引發(fā)溢流或漏失。一種在鉆井過程中保持井底當(dāng)量循環(huán)鉆井液密度恒定的鉆井技術(shù)，在鉆進(jìn)、接單根、起下鉆、換膠芯等工況通過施加井口回壓保持井筒壓力的恒定。微流量控壓鉆井技術(shù)micro-fluxmanagedpressuredrillingtechnology2一種在鉆井過程中監(jiān)測和控制鉆井液泵入井筒、井口返出流量，維持微小穩(wěn)定差值的鉆井技術(shù)，近平衡控壓鉆井near-balancedpressuremanagedpressuredrillingtechn當(dāng)鉆井液循環(huán)時(shí)，保持井口返出流量近似等當(dāng)鉆井液循環(huán)時(shí)，保持井口返出流量略大于入口流量且差值在一個(gè)穩(wěn)定可控的范圍內(nèi)，維持微小溢流的狀態(tài)；當(dāng)鉆井液非循環(huán)時(shí)，通過提高壓力當(dāng)量密度保持井底壓力略大微過平衡控壓鉆井技術(shù)micro-over-balancedpressuremanaged當(dāng)鉆井液循環(huán)時(shí)，保持井口返出流量略小于持微小漏失或無漏失的狀態(tài)；當(dāng)鉆井液非循環(huán)時(shí)保持井底壓力略大于地層孔隙壓力的控壓鉆井方法，施工井的地質(zhì)設(shè)計(jì)、鉆井工程設(shè)計(jì)、實(shí)鉆情況，鄰井的地層孔隙壓力、漏失壓力、破裂壓力、坍4.2.1施工方案內(nèi)容包括控壓鉆井水力參數(shù)設(shè)證備及工具選型、井場布局、裝備安裝、作業(yè)流控壓鉆井水力參數(shù)計(jì)算模擬宜按SY/T6613—2005第7章的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算，并參照以下原則確定控壓鉆井井段井口壓力控制值與相應(yīng)的鉆井液密度區(qū)間：a)井底壓力在安全壓力窗口之內(nèi)；b)循環(huán)排量滿足攜巖要求；c)根據(jù)近平衡、欠平衡和過平衡控壓鉆井的需要確定井底壓力區(qū)間；d)井口控壓值不超過井口設(shè)備的最大承壓能力；e)井口控壓值不超過旋轉(zhuǎn)防噴器額定動(dòng)壓的70%?？貕浩疸@到一定深度后，注入一段高密度鉆井液形成加重鉆井液帽，與下部鉆井液疊加產(chǎn)生的靜液柱壓力應(yīng)處于安全壓力窗口內(nèi)。參照公式(1)設(shè)計(jì)加重鉆井液帽密度、高度及帶壓起鉆的井深。30.00981p?(h-hh)+0.00981p?Ih=?+c…………式中：口回壓基本穩(wěn)定為原則，不允許出現(xiàn)液面連續(xù)上漲(15min液面連續(xù)上漲超過2m3),井口回壓不得(20ppm)。4裝備/工具名稱自動(dòng)節(jié)流系統(tǒng)回壓補(bǔ)償系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)鉆具止回閥隨鉆環(huán)空壓力測量裝置井下套管閥6.2.4回壓補(bǔ)償系統(tǒng)中回壓泵的排量和出口壓力應(yīng)滿足控壓鉆井作業(yè)需求，符合SY/T7018—2014中4.2.4的規(guī)定要求。6.2.5自動(dòng)控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集和壓力、流量監(jiān)測控制模塊，采集立壓、井口回壓、鉆井液密度、鉆井液出口和入口流量、鉆井液總池體積、井深、鉆頭深度、節(jié)流閥開度等參數(shù)，壓力測量選用精度高于0.1MPa的傳感器。鉆進(jìn)工況節(jié)流壓力控制精度±0.35MPa以內(nèi)，起下鉆及接單根工況±0.5MPa6.2.6井底鉆具組合中應(yīng)至少包含一個(gè)鉆具止回閥，在特殊井如水平井的井底鉆具組合應(yīng)至少包括2個(gè)6.2.7隨鉆環(huán)空壓力測量裝置進(jìn)行環(huán)空壓力的隨鉆監(jiān)測，耐高溫、耐高壓能力應(yīng)滿足地層溫度和壓力的要求，測量精度應(yīng)滿足控壓鉆井的要求。6.2.8井下套管閥選型應(yīng)按SY/T6869的規(guī)定執(zhí)行。6.2.9流量監(jiān)測系統(tǒng)可進(jìn)行鉆井泵入、返出流量的監(jiān)測，測量精度達(dá)到0.5%以內(nèi)。6.3鉆具組合要求6.3.1使用轉(zhuǎn)盤鉆井時(shí)，應(yīng)使用六方方鉆桿，符合SY/T6509的規(guī)定。6.3.2全程選用18°斜坡鉆桿，應(yīng)符合SY/T5369的規(guī)定。7控壓鉆井作業(yè)程序7.1井場布局要求7.1.1井場留有足夠的空間用于安裝控壓鉆井設(shè)備，以安全、不影響井隊(duì)正常施工為原則進(jìn)行合理擺放，設(shè)備、管線連接見圖A.1,設(shè)備距井口的距離按SY/T5225的規(guī)定執(zhí)行。7.1.2旋轉(zhuǎn)防噴器至自動(dòng)節(jié)流系統(tǒng)入口端連接管線應(yīng)安裝一個(gè)液動(dòng)平板閥或一個(gè)手動(dòng)平板閥，液動(dòng)平板閥可通過液控裝置遙控開關(guān)。7.1.3自動(dòng)節(jié)流系統(tǒng)鉆井液返出端宜安裝一個(gè)三通分出兩條通道，一條通道至液氣分離器，一條通道至振動(dòng)篩前端的小方罐，兩條通道各安裝一個(gè)液動(dòng)平板閥或一個(gè)手動(dòng)平板閥方便切換。7.1.4自動(dòng)節(jié)流系統(tǒng)與井口鉆井液返出管線之間應(yīng)有一條管線與鉆井節(jié)流管匯(或壓井管匯)下游相連并安裝手動(dòng)平板閥。在旋轉(zhuǎn)防噴器被防噴器(環(huán)形或閘板)隔離的時(shí)候(如更換旋轉(zhuǎn)防噴器密封5件),仍然可以實(shí)施控壓作業(yè)。7.2.1旋轉(zhuǎn)防噴器安裝應(yīng)符合SY/T6543的規(guī)定。旋轉(zhuǎn)防噴器安裝到位后，旋轉(zhuǎn)總成的頂面與轉(zhuǎn)盤7.2.2所有部件應(yīng)連接牢固，振動(dòng)或承載部件應(yīng)固定在主框架上，在承受振動(dòng)和沖擊的情況下無變連接，管線轉(zhuǎn)彎處采用整體鑄(鍛)鋼彎頭，管線連接按要求用基墩或安全鏈固定。試壓是檢驗(yàn)設(shè)備及連接管線安全性的重要依據(jù)，應(yīng)嚴(yán)格按照各承壓設(shè)備試壓標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試壓，其中a)旋轉(zhuǎn)防噴器在不超過套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度80%和井口其他設(shè)備額定工作壓力的前提下，對旋轉(zhuǎn)防噴器靜密封試壓不低于額定工作壓力的70%,動(dòng)密封試壓不低于額定工作壓力的70%,穩(wěn)壓時(shí)間不少于10min,壓降不大于0.7MPa。b)設(shè)備試壓包括閥門試壓和管線試壓，用試壓泵先打低壓至1.4MPa～2.1MPa,穩(wěn)壓10min,壓降不大于0.07MPa;低壓試壓合格后打高壓至不低于控壓鉆井設(shè)備額定壓力的70%,穩(wěn)壓時(shí)間不少于10min,壓降不大于0.7MPa。c)控壓鉆井設(shè)備及連接管線安裝和試壓完應(yīng)按控壓鉆井循環(huán)流程試運(yùn)轉(zhuǎn)，要求運(yùn)轉(zhuǎn)正常，連接部位不刺不漏，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不少于10min。a)鉆井液密度調(diào)整至設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)，然后以1/3～1/2的鉆進(jìn)排量測一次低泵沖循環(huán)壓力，當(dāng)鉆井液性能或鉆具組合發(fā)生較大改變時(shí)應(yīng)重做上述低泵沖試驗(yàn)，便于回壓控制和為后期作業(yè)提b)控壓鉆井工況宜15min記錄一次，記錄時(shí)間、工況、井深、鉆頭位置、鉆井液密度、井口回壓、立壓、節(jié)流后壓力、鉆井液入口流量、鉆井液出口流量等參數(shù)，控壓鉆井工況表參見表B.1。c)控壓鉆井自動(dòng)節(jié)流系統(tǒng)按設(shè)計(jì)值控壓鉆進(jìn)，自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊連續(xù)監(jiān)測鉆井工況變d)控壓鉆進(jìn)期間，若發(fā)生溢流或井漏，應(yīng)按照第8章的規(guī)定執(zhí)行。e)確定實(shí)際地層孔隙壓力后，控壓鉆井工程師重新確定鉆井液密度和井口回壓，優(yōu)化控壓鉆井7.5控壓接單根(立柱)作業(yè)程序接單根(立柱)時(shí)的控壓作業(yè)程序如下。6a)鉆完單根(立柱),停轉(zhuǎn)盤(頂驅(qū)),按照控壓鉆井排量循環(huán)5min～10min,鉆具緩慢上提到接單根(立柱)位置坐吊卡準(zhǔn)備接單根(立柱),避免產(chǎn)生過大的井底壓力波動(dòng)。司鉆告知控壓鉆井工程師準(zhǔn)備接單根(立柱)。b)控壓鉆井工程師根據(jù)地層孔隙壓力預(yù)測值或?qū)崪y值設(shè)定合理的井底壓力控制目標(biāo)值，確定停c)控壓鉆井工程師通知司鉆關(guān)鉆井泵后，司鉆緩慢降低泵排量至0L/s。d)泄掉立管內(nèi)的圈閉壓力為0MPa后卸方鉆桿(頂驅(qū))接單根(立柱)。e)單根(立柱)接完后，司鉆通知控壓鉆井工程師準(zhǔn)備開泵，得到確認(rèn)后緩慢開泵，逐漸增加a)控壓鉆井工程師和鉆井工程師計(jì)算需要的加重鉆井液帽高度、體積、密度、井口回壓等，壓力降低步驟表見表C.1。d)司鉆通知控壓鉆井工程師準(zhǔn)備停泵，控壓鉆井工程師提高井口回壓，同時(shí)司鉆停泵，保持穩(wěn)定的井底壓力。井隊(duì)泄鉆具內(nèi)壓力為0MPa之后，卸方鉆桿(立柱)。e)通過回壓補(bǔ)償系統(tǒng)控壓起鉆至預(yù)定深度，起鉆速度要低于0.2m/s,坐崗人員核實(shí)鉆井液灌入f)連接方鉆桿(頂驅(qū)),準(zhǔn)備替入加重鉆井液。h)控壓起鉆至隔離液段頂部，連接方鉆桿(),準(zhǔn)備加重鉆井液。啟動(dòng)鉆井泵，然后停止回i)按照頂替方案注入加重鉆井液返至地面，井口套壓降為0MPa。要求返出的鉆井液與設(shè)計(jì)的加重鉆井液密度偏差為0.01g/cm3,然后觀察30min井口無外溢之后，拆掉旋轉(zhuǎn)防噴器總成，裝j)按照常規(guī)方式起鉆完，期間坐崗人員核實(shí)鉆井液灌入量，發(fā)現(xiàn)異常立即匯報(bào)司鉆。a)下鉆之前，控壓鉆井工程師和鉆井工程師計(jì)算所需鉆井液體積、井口回壓等，壓力提高步驟表見表C.2,鉆井液工程師準(zhǔn)備鉆井液罐回收加重鉆井液。b)常規(guī)下鉆至隔離液段底部，控制下鉆速度以減少激動(dòng)壓力。c)拆防溢管，安裝旋轉(zhuǎn)防噴器總成。接方鉆桿(頂驅(qū)),準(zhǔn)備循環(huán)控壓鉆井液。d)按照表C.2用控壓鉆井液驅(qū)替加重鉆井液，驅(qū)替期間逐漸提高井口回壓。e)臨近驅(qū)替結(jié)束，啟動(dòng)回壓補(bǔ)償系統(tǒng)，停止驅(qū)替，保持合適的井口壓力，泄鉆具內(nèi)壓力為0MPa之后卸方鉆桿(頂驅(qū))。g)接方鉆桿(頂驅(qū)),啟動(dòng)鉆井泵，緩慢提高至鉆進(jìn)排量，停止回壓補(bǔ)償系統(tǒng)。h)常規(guī)下鉆期間，每下入15柱灌滿加重鉆井液一次，坐崗人員記錄鉆井液的返出量，要求鉆井7液實(shí)際返出量不大于理論返出量，發(fā)現(xiàn)異常立即匯報(bào)司鉆。7.8控壓換膠芯作業(yè)程序控壓鉆井期間更換旋轉(zhuǎn)防噴器膠芯的作業(yè)程序如下。a)控壓鉆井期間發(fā)現(xiàn)膠芯刺漏較嚴(yán)重，司鉆可直接停泵，根據(jù)作業(yè)井的具體情況立即更換膠芯或者起鉆至安全井段更換膠芯。b)打開自動(dòng)節(jié)流系統(tǒng)經(jīng)過井隊(duì)節(jié)流或者壓井管匯一直到多功能四通的全部閥門，關(guān)閉環(huán)形防噴器，關(guān)閉自動(dòng)節(jié)流系統(tǒng)與旋轉(zhuǎn)防噴器間的閥門。c)打開卸壓閥卸掉旋轉(zhuǎn)防噴器內(nèi)的圈閉壓力，然后將環(huán)形防噴器的控制壓力調(diào)低至3MPa~5MPa左右，拆旋轉(zhuǎn)防噴器的鎖緊裝置及相關(guān)管線，打開旋轉(zhuǎn)防噴器液缸，緩慢上提鉆具，將旋轉(zhuǎn)防噴器軸承總成提出轉(zhuǎn)盤面。d)更換旋轉(zhuǎn)防噴器軸承總成，緩慢下放軸承總成到位并裝好，關(guān)閉旋轉(zhuǎn)防噴器卸壓閥，打開自動(dòng)節(jié)流系統(tǒng)與旋轉(zhuǎn)防噴器間的閥門，使環(huán)形防噴器上下壓力平衡，然后打開環(huán)形防噴器，關(guān)閉井隊(duì)節(jié)流或者壓井管匯至自劫節(jié)流系統(tǒng)的閥門。e)控壓下鉆至井底，啟動(dòng)鉆井泵，停止回壓補(bǔ)償系統(tǒng)，恢復(fù)控壓鉆井。7.9控壓鉆井轉(zhuǎn)常規(guī)鉆井程序控壓鉆井結(jié)束后轉(zhuǎn)常規(guī)鉆井作業(yè)程序如下。a)根據(jù)控壓鉆井工況，計(jì)算井底當(dāng)量循環(huán)密度，設(shè)計(jì)相應(yīng)密度的鉆井液。b)逐步提高鉆井液密度(每循環(huán)周宜增加0.02g/cm2),同時(shí)逐步降低井口回壓。c)待出口鉆井液密度達(dá)到設(shè)計(jì)鉆井液密度時(shí)，且套壓為0MPa,打開旋轉(zhuǎn)防噴器液動(dòng)平板閥，關(guān)閉旋轉(zhuǎn)防噴器和自動(dòng)節(jié)流系統(tǒng)之間的閥門，循環(huán)路線改走高架槽至循環(huán)罐，控壓鉆井作業(yè)結(jié)束。8控壓鉆井作業(yè)應(yīng)急程序8.1井口套壓異常升高井口套壓迅速升高大于5MPa(或由旋轉(zhuǎn)防噴器能力所定套壓值),按照GB/T31033的規(guī)定轉(zhuǎn)入井控程序?？貕恒@井期間發(fā)生溢流后作業(yè)程序如下。a)若液面上漲是由于單根峰、后效氣和短暫欠平衡引起，氣體進(jìn)入井筒并在上移過程中膨脹造成，液面上漲小于2m2,通過增加井口壓力保持住所需要的井底壓力，繼續(xù)監(jiān)控井口。b)發(fā)現(xiàn)溢流，停止鉆進(jìn)，提離井底，首先宜增加井口壓力1MPa～2MPa,實(shí)時(shí)監(jiān)控循環(huán)罐總池液面變化，保持液面不變；若液面繼續(xù)上漲，則井口壓力宜以1MPa～3MPa為基數(shù)，繼續(xù)增加，直至溢流停止。c)若液面上漲≥2m3或者井口壓力≥5MPa(或由旋轉(zhuǎn)防噴器能力所定套壓值),井內(nèi)壓力失衡時(shí)應(yīng)停止控壓循環(huán)，按照GB/T31033的規(guī)定轉(zhuǎn)入井控程序。8.3井漏控壓鉆井期間發(fā)生井漏后作業(yè)程序如下。8a)根據(jù)井漏情況，在能夠建立循環(huán)的條件下，逐步降低井口壓力，尋找壓力平衡點(diǎn)。c)在降低鉆井液密度尋找平衡點(diǎn)時(shí)，如果循環(huán)壓力當(dāng)量降至實(shí)測地層孔隙壓力或設(shè)計(jì)地層孔隙d)出現(xiàn)放空、失返、大漏時(shí)，應(yīng)立即上提鉆具觀察，監(jiān)測環(huán)空液面，測漏速，通過逐步降低井e)若采取了各種技術(shù)措施，經(jīng)過反復(fù)堵漏，仍無法建立循環(huán)，用環(huán)空液面監(jiān)測儀進(jìn)行定時(shí)液面a)存在密度窗口：先增加井口壓力至溢流停止或漏失發(fā)生，然后逐步降低井口壓力尋找微漏時(shí)的鉆進(jìn)平衡點(diǎn)，保持該井口壓力鉆進(jìn)，在鉆進(jìn)和循環(huán)時(shí)，宜控制漏失量在20m2/d以下，并持續(xù)補(bǔ)充漏失的鉆井液；起鉆時(shí)仍然保持微量漏失控壓起鉆，若替完加重鉆井液帽后，起鉆時(shí)b)無密度窗口：井下頻繁出現(xiàn)溢漏復(fù)雜情況，沒有施工密度窗口，按照GB/T31033的規(guī)定轉(zhuǎn)控壓