SY T 6543.3-2005 欠平衡钻井技术规范 第3部分 施工规程.pdf

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1、ICS 75.020 E13 备案号:16482-2005 SY 中华人民共和国石油天然气行业标准SY /T 6543. 3-2005 欠平衡钻井技术规范第3部分:施工规程Spedfication for underbalanced drilling technology一Part 3: Specification for construction 2005-07-26发布2005-11-01实施圄京发展和改革委员会发布060517000034 SY /T 6543. 3-2005 目次HUt-且TAtiq中AF3FhJ瓦U叮J图意示程置规布作场操井装井安钻备衡设平井欠钻的衡求型平录要典欠记保

2、)件作环录录工与附附用义备与全性性川引定准序制集安范范性和前程控采、规规围范语业业力据康UK言范规术作作压数健i和前12345678附附I SY /T 6543. 3-2005 E 前言SY/T 6543 (欠平衡钻井技术规范分为三部分:一一-第1部分:设计方法;一一第2部分:井口压力控制装置及地面装置配备要求;一一第3部分:施工规程。本部分是SY/T6543的第3部分。本部分的附录A、附录B为规范性附录。本部分由石油钻井工程专业标准化委员会提出并归口。本部分起草单位:中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院。本部分主要起草人:陈永明、燕修良、宋林松、玉树江。1 范围欠平衡钻井技术规范第3部分

3、:施工规程SY/T 6543. 3-2005 本部分规定了液相欠平衡钻井和充气钻井的准备与实施，不包含强行起下钻、欠平衡测井和欠平衡完井作业的内容。本部分适用于陆上欠平衡钻井作业。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过SY/T6543的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分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部分。SY/T 5087 含硫化氢油气井安全钻井推荐作法SY/T 5225 石油天然气钻井、开发、储运防火防爆安全生产技术规程SY/T

4、6228 油气井钻井及修井作业职业安全的推荐作法SY/T 6426 钻井井控技术规程SY/T 6543. 2-2003 欠平衡钻井技术规范第2部分z井口压力控制装置及地面装置配备要求3 术语和定义下列术语和定义适用于SY/T6543的本部分。过胶芯起下钻stripping 指的是管柱的浮重大于作用于管柱上的上顶力，使用旋转控制头(或旋转防喷器)的胶芯密封井口，起下管柱的作业。4 作业前准备4.1 施工场地钻前准备井场时，应为欠平衡钻井设备布置和安装做好场地准备。典型的欠平衡钻井井场布置图见附录A。4.2 工具4.2.1 按设计要求准备好与旋转控制头(或旋转防喷器)匹配的方钻杆、方补心，锥形台肩

5、接头钻杆、锥形台肩吊卡，钻具内防喷工具(包括方钻杆上部和下部旋塞阀和钻具止回阀)，反循环阀等。4.2.2 应事先对新方钻杆棱角进行打磨处理，以防割坏胶芯。4.2.3 钻具入井前应检查其内径能否通过投人式止回阀总成和反循环阔冲杆，接头外径是否统一，有无毛刺及止回阀是否正常。4.3 设备安装、试压及试运转4.3.1 旋转控制头(或旋转防喷器)按井口装置的安装要求执行，应使天车、转盘、井口三中心在同一垂线上，偏差不应大于10mm。4.3.2 旋转控制头(或旋转防喷器)的试压，在不超过套管抗内压强度80%和井口其他设备额定工SY/T 6543.3-2005 作压力的前提下，静压用清水试到额定工作压力的

6、70%，动压试压不低于额定工作压力的70%。稳压时间不少于10min，密封部位元渗漏为合格。4.3.3 所有欠平衡钻井设备安装完毕，都应按欠平衡钻井循环流程试运转。运转正常，连接部位不刺不漏，正常运转时间不少于10min。4.3.4 旋转控制头与开式地面处理设备的安装操作规程见附录B。4.4 基础资料施工人员应掌握:一一施工井段分层地层压力数据三、地层流体类型和产量;一防喷器、旋转控制共(或旋转防喷器)与钻盘面之间的高度。5 作业程序5.1 开始5. 1. 1 充气钻井。5. 1. 1. 1 用基浆替换井内原浆，停泵检查地面设备z一一核查循环罐中的基液量;液气分离器是否充满至工作液面z检查进、

7、出口的流量计是否正常工作;检查旋转控制头(或旋转防喷器的泄漏情况，确定是否需要换新胶芯。5. 1. 1. 2 先开钻井泵，后充气，进行宪气钻井液的循环。开始充气时可慢一些，以免产生太高的瞬时压力。5. 1. 1. 3 井内充满充气钻井液，并达到拟稳态后，测量循环罐中的基液增量，并根据基液增量计算井底压力的减小值。当与理论计算相比小于10%时，气液混合与速度是适宜的。5. 1. 1. 4 如果按基液增量计算出的井底压力减小偏低，可采取如下的措施:一一提高流体粘度，但要确保液气分离效率;增加流体流量，流体的返速应大于0.5m/s.要保证间歇返出缓慢、平稳，间歇流的问隔不应大于2min;在水基钻井液

8、中，可加入黄原肢悻聚合物降低气体滑脱速度。5. 1. 2 液相欠平衡钻井。5. 1. 2.1 用配制好的液体钻井液替换井内原桨，停泵检查地面设备，重点检查:一一循环罐中的液面;一一-液气分离器是否充满至工作液面;旋转控制头(或旋转防喷器的泄漏情况，确定是否需要换新胶芯。5. 1. 2. 2 开泵，按设计流量循环，记录循环立管压力，作对井口压力控制的依据。5. 1. 2. 3 钻进时注意观察地导流体产出情况，并按6.2.(1i4行节流控制。5.2 接单根5.2.1 充分循环，待到返出的岩屑明显减少。5.2.2 停止循环。5.2.2.1 液体泵可以直接停止运转，而气体设备应先打开旁通阔，再关闭立管

9、上的截止阀与钻柱隔开。5.2.2.2 充气钻井液，停液后，宜再继续注人气体，直到气体将充气钻井液替出最上面一个钻具止回阀后，再停气。5.2.3 提起方钻杆，并坐放吊卡。5.2.4 打开泄放管，泄放掉钻具内的气体或多相流体。SY/T 6543.3-2005 5.2.5 缓慢松扣，将钻具中的流体(包括气体)泄放掉。5.2.6 正常接单根，液压大钳应使用元锐利咬痕的钳牙。5.2.7 下放钻具，并恢复循环。充气钻井，应先开液泵，再注气。5.2.8 在返出口观察到流体正常返出后，恢复钻进。5.3 起下钻5.3.1 起下钻方法包括:一一压稳地层后，正常起下钻;过胶芯起钻至技术套管内，然后压稳地层，再正常起

10、下钻。5.3.2 过胶芯起下钻。5.3.2.1 充分洗井，确保井眼干净飞5.3.2.2 停泵，停气。5.3.2.3 将钻柱内的压力泄放到零，然后卸下方钻杆。5.3.2.4 检查钻具止回阀是否失效。5.3.2.5 通过旋转控制头(或旋转防喷器胶芯起下立柱，当起到钻具虚回阅时，应泄放掉钻具内的压力，才能卸扣。5.3.2.6 起钻时应灌入等同于超出钻具体积的重钻井液，井口压力控制按6.2执行。5.3.2.7 起钻到技术套管内，进行压井，压井咎井液密度的确定应满足后续作业安全的要求。5.3.2.8 压稳地层后，起出旋转控制头轴承总成，进行正常起下钻。5.3.2.9 下钻时，每下10柱，._，15柱，向

11、钻柱内灌一次钻井液。5.4 穿胶芯与坐肢轴承总比5.4.1 将专用短钻杆与井口钻具连接，吊起安装支架套进短钻杆中固定。5.4.2 吊起轴承总成放入安装支架中用插板固定好。5.4.3 将一根钻杆与顶驱pt方钻杆方钻忏驱动器应事先装好)连接。、吨5.4.4 钻杆下接头上接上引鞋，并在钻杆接头及引鞋上涂上黄油。5.4.5 提起大钩，将引鞋对准轴承总嗒缓慢有放，待引鞋进人胶芯后，匀速下放大钩，将钻杆接头穿过胶芯。5.4.6 卸下引鞋，用气动结牢吊住轴幸总成l将钻杆连白轴恙总成一起反安装支架上起出，移走安装支架，卸下短钻杆。5.4.7在带有轴承总成钻阳下接头子上半专用坷，叫承总成坐在F子上，以防紧扣时滑

12、落。5.4.8 将带轴承总成的钻忏与井中钻珩连璋后，用气却绞车司住轴承总庸，卸下专用卡子。5.4.9 将方瓦、补心拉出拷盘，以便轴承总成通过钻舍。5.4.10 先将轴承总成中央红色标记对准去箍的开口，J再下放轴承总成，在提升或下放轴承总成时，应用气动绞车吊住轴承总成以防滑落。5.4.11 当轴承总成放入味座后，关闭卡箍，上好安圣螺栓，连接好冷却液和润滑油管线。5.5 更换旋转控制头胶芯、5.5.1 停止钻井或起下钻作业产美【闭环形防喷器。5.5.2 打开旋转控制头底座的泄压球阔，放掉旋转控制头与环形防喷器之间的压力，泄完压力后关闭球阅。5.5.3 拆掉轴承总成上的冷却液管线和润滑油管线，卸开卡

13、箍的安全螺栓。5.5.4 打开液压卡箍。5.5.5 吊出方瓦，用气动绞车将轴承总成吊住。5.5.6 操作司钻控制台上的环形防喷器调压间，缓慢降低环形防喷器的控制压力，直到环形胶芯出现轻微泄漏为止。3 SY /T 6543. 3-2005 5.5.7缓慢上提钻具，注意观察指重表，将一根(或一柱)钻杆与轴承总成一起提出，放上方瓦，坐上吊卡。5.5.8 操作司钻控制台调压阀，将压力调至环形防喷器额定控制压力。5.5.9 卸开转盘上部钻具螺纹，从轴承总成中提出钻具。5.5.10 更换坏胶芯。5.5.11 用气动绞车将轴承总成吊住，并在卸掉的钻杆下接头上装上引鞋。5.5.12 将装好引鞋的钻具穿过轴承总

14、成胶芯，然后卸掉引鞋。5.5.13 钻具对扣接好。5.5.14 上提钻具，去掉吊卡和方瓦，将轴承总成中央红色标记对准卡箍的开口，并检查底座内的密封圈是否完好。5.5.15 操作司钻控制台环形防喷器调压间，直至环形胶芯出现轻微泄漏为止。5.5.16 缓慢下放钻具和轴承总成，将轴承总成重新坐人底座内。5.5.17 关闭液压卡箍，上紧安全螺栓，接好冷却和润滑管线。5.5.18 缓慢降低环形防喷器调压阀的控制压力，并注意观察监控箱上的井压表，当监控箱上的压力升至与节流管汇套压值一致时，打开环形防喷器恢复钻进或起下钻作业。5.6 钻具止回阀失效5.6.1 接单根泄放钻具内压力时，如果泄放时间明显增加，可

15、判定钻具止回阀失效，最简单的解决办法是在接单根时，接一个新的钻具止回阅。5.6.2 在起钻过程中，当起至上部钻具止回阀时，如果其下压力难以泄放，可以判定下部钻具止回阀失效。当钻具中有投入式止回阔时，将投入式止回阀总成从钻具水眼内投入并就位，否则应压稳地层。5.7 紧急关井钻进或起下钻时，旋转控制头(或旋转防喷器)失效，应实施紧急关井，其步骤为:一一停止钻进或起下钻;一一关闭防喷器;一一根据需要维修旋转控制头(或旋转防喷器).或者实施压井作业。6 压力控制6.1 流量控制6. 1. 1 应合理控制地层产出流体的流量，确保地层产出流体的流量，特别是初始流量与塞流引起的瞬时流量，小于地面处理设备的处

16、理能力。6.1.2 可采用调节钻井液密度与性能、液体和气体的注入量以及节流等方法进行流量控制。6.1.3 当塞流引起瞬时流量过大时，应节流排气。6.2 井口压力控制6.2.1 井口压力控制在液相欠平衡钻井中常用，在钻井泵流量不变的前提下，应以循环立管压力的增降进行节流控制，当用立管压力难以监控井底压力时，可维持循环罐恒液面的方法进行节流控制。6.2.2 调节钻井液密度时，按低压力节流法进行节流。6.2.3 在非循环和非流动条件下，应通过节流间放掉气体滑脱上升所产生的圃闭压力，当井口压力太高时，应向环空挤重液塞来降低井口压力。6.2.4 在非循环，但仍在流动条件下的节流控制，应先进行多相流模拟，

17、提供节流控制的依据。6.2.5 充气钻井需要节流控制时，应进行多相流计算。6.2.6 因安全等原因，需要中断欠平衡钻井时，应按井控技术规程进行压井，转化成常规钻井。SY /T 6543. 3-2005 6.3 欠平衡压差控制6.3.1 液相欠平衡钻井，通过调节钻井液密度和节流的方法，控制欠平衡压差。一一-钻进时的节流控制见6.2.1，调节钻井液密度时的节流控制见6.2.2;一一一节流压力超过限定值时，应停钻循环排气，必要时增加钻井液密度，降低欠平衡压差;一一当地层压力预告不准，不能产生欠平衡条件时，应逐步降低钻井液密度，实现欠平衡钻井。6.3.2 充气钻井，通过调节注人气体流量、注人液体流量和

18、节流的方法控制欠平衡压差。一需要采用多相流软件计算井底压力，才能实现对欠平衡压差的监控;一一调节注人气液流量时，其响应的滞后时间较长，在不能实现欠平衡条件时采用;节流方法响应快，在地层气体产量高，欠平衡压差太大时采用。6.3.3 在地层压力难以确定的情况下，可用地层流体产量、连续的着火或停泵时的溢流进行判断。7 数据采集与工作记录7.1 数据采集应采集下列数据:气体注入流量和液体注人流量;一一油气产量;一一立压和套压;一一地层压力。7.2 工作记录7.2.1 欠平衡钻井设备的工作日志，应包括气体注入设备、井口控制设备、地面处理设备和数据采集系统的运转记录。7.2.2 欠平衡钻井施工日报表，除了

19、施工工序的记录外，还应记录能显示欠平衡状态的情况，如燃烧时间、火焰高度、停泵时的溢流程度等。7.2.3 欠平衡钻井作业完成后，应提交欠平衡钻井施工技术总结。8 健康、安全与环保要求8.1 应配置有毒气体检测仪。在钻台上下、振动筛、撇油罐等有毒气体易聚积场所进行监测，并安装工业排风机，防止有毒或可燃气体聚集。8.2 现场工作人员每人配一套防毒面具，另配一定数量的公用防毒面具和药品，并做到人人会使用、会维护、会检查。8.3 要制定有毒气体和井控的应急预案。硫化氢浓度超过安全临界浓度时，应压稳地层，停止欠平衡作业。8.4 燃烧管线应用地锚固定好，火炬高度要合适，燃烧池或火炬应距井口下风向75m以上，

20、距各种设施不小于50m。8.5 要配置足够的储油罐，并用管汇与撇油罐连接，以便产出的油安全、及时地运走。8.6 充气钻井液气相为空气时，应仔细检查浓度是否处于可燃的范围，防止井下爆炸或着火。8.7 受油污染的岩屑应专门用容器存放，并到指定地点进行处理。8.8 防火、防爆按SY/T 5225 , SY /T 6426的规定执行。8.9 防硫化氢未尽事宜按SYjT 5087 , SY jT 6426的规定执行。8.10 施工人员作业安全按SYjT6228的规定执行。5 d时am响队HUltN。mw主灿mh(浩叫阿博毒地)将阻EdunM节琦草草草笛封回讪蛐囤居阻B沟阳节世础辞非非付出苟同剖耐因时口围

21、-写切。挨识I flm I I lmm I固|回回|机械附|回国沪口|时|黑li#1f线黑山0 国00 然放喷管线典型的欠平衡钻井井场布置示意图图A.lSY/T 6543.3-2005 附录B(规范性附录)欠平衡钻井设备安装操作规程B.l 旋转控制头B. 1. 1 动力站放在井架为门左前角处并垫平。轴承总成放到钻台上安全位置备用。监控箱放到钻台、上。将控制头底座和事先与之连接的液控阀吊到尽量靠近井口的地方。B. 1. 2 安装控制头底座。将底座下法兰钢圈槽、防喷器钢圈槽清洗干净，放好钢圈。大钩、气动绞车配合将底座吊到防喷器Ji方，将底座用螺栓固定在防喷器上。B. 1. 3 安装操作平台，装好护

22、栏和固定螺栓。飞B. 1. 4 检查控制头底座、转盘及大钩是否同心，要求偏差不大于10mm。达到要求后，用四根带正反扣的钢丝绳(注20mm)通过底座上的四个耳环将底座拉紧。如通过调整井口和转盘仍达不到要求时，应调整天车。B. 1. 5 安装传感器管汇组及传感器，活接头螺纹处应清除杂物并涂上黄油。B. 1. 6 接好监控箱气源管线。连接液压缸油管线飞井压传感器管线至监控箱相应接口。调节液压油缸的伸缩，用销子将液压油缸连接到卡箍上。B. 1. 7 将轴承总成润滑、i冷却液管线接头拉到井口操作平台固定待用，管线应固定牢固、整齐。B. 1. 8 接通动力站总电部检查压缩机、风扇电机的转向是否正确。B.

23、 1. 9 连接好液控阀的两根控制油管线，标定好开、关方向并复查确认。B. 1. 10 用专用短钻杆、安装支架、引鞋把轴承总成装人钻杆立桂或单根上，放置在安全位置备用。B. 1. 11 打磨好专用方钻抨后，安装方钻杆驱动器。B. 1. 12 轴承总成放入底座前，检查底座密封圈是否完好。用气动绞车吊起轴承总成，同时缓慢下放大钩，将轴承总成放人底座中，关好卡箍，上紧安全螺栓，接好润滑油、冷却液管线。B. 1. 13 取出轴承总成后，应及时把防溢管放入控制头底座，用卡箍卡紧。B.2 开式地面处理系统B.2.1 液气分离器B.2. 1. 1 按井场布置图将液气分离器就位。B. 2. 1. 2 液气分离

24、器人口管线宜采用127mm钻杆或139.7mm套管，通过法兰与节流管汇连接。冬季施工，连接管线应用电热带或蒸汽管线进行保温。B. 2. 1. 3 用U形管线连接液气分离器液体出口和振动筛人口，U形管高度按SY/ T 6543. 2- 2003 中的8.1执行。B. 2. 1. 4 U形管底部应装有放水丝堵，冬季施工，停止循环时应卸开丝堵，放出钻井液或水，防冻。U形管线下面必须装有基墩，防止循环时产生振动。B.2.2 燃烧管线B. 2. 2.1 燃烧管线应接出井口75m以外。B.2.2.2 燃烧管线应用法兰连接，应采用石棉密封垫片，做到不刺不漏，在距燃烧口10m处安装防回火装置。B.2.2.3

25、燃烧管线和液气分离器气体出口管线的连接采用244.5mm套管法兰连接。B.2.2.4 安装燃烧管线及火炬，应尽量减少燃烧管线的弯头。B.2.2.5 燃烧管线与火炬应用地锚固定。7 SY /T 6543. 3-2005 B.2.2.6 燃烧管线从上游向下游宜保持一定的坡度，防止管线内的水倒流。B.2.2.7 应对燃烧管线进行耐压试验，试压介质为压缩空气，试验压力为O.5MPa，稳压时间不少5min。B.2.3 自动点火装置B.2.3.1 太阳能自动点火系统控制装置应安装在日照充足的地方。B.2.3.2 电线要架离地面。B.2.3.3 点火器应装在燃烧管线出口合适的位置，或固定在火炬上。B. 2.

26、 3. 4 点火器阴极与阳极之间的间隙应调整至3mm8mm，并进行点火试验，确保连续点火。B.2.4 撇油罐B.2.4.1 撇油罐按井场布置图就位。B.2.4.2 将振动筛安装在锥形罐上并固定。B.2.4.3 各罐之间连接正确，保证无刺漏。B.2.4.4 罐上的电器设备均采用防爆电器设备。B.2.4.5 冬季施工，应采取防冻措施。8 mog-的.导的唱同民中华人民共和国石油天然气行业标准欠平衡钻井技术规范第3部分:施工规程SY /T 6543. 3-2005 * 石油工业出版社出版(北京安定门外安华里二区一号楼)石油工业出版社印刷厂排版印刷新华书店北京发行所发行880X 1230毫米16开本1印张23千字印1-20002005年8月北京第1版2005年8月北京第1次印刷书号:155021. 5864 定价:8.00元版权专有不得翻印