SY T 5955-1999 定向井钻井工艺及井身质量要求.pdf

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1、IQi 75.020 E13 备案号:310命-1999s 中华人民共和国石油天然气行业标准SY /f 5955-1999 定向井钻井工艺及井身质量要求Directional drilling technology and its quality control requirements 1999 - 05 -17发布1999 -12 -01实施国家石油和化学工业局发布SY /f 5955-1999 目次前言. . . . . . . .,. . w 1 范围2 引用标准-3 钻井设计4 仪器、工具准备. . . . . . 2 5 井眼轨迹控制. . . . . 2 6 施工要求. . .

2、2 7 资料要求. . . . . . . . 3 8 井身质量的评价项目和计算方法. . . . . . . 3 9 井身质量要求. . . . . . . 3 附录A(标准的附录管材抗弯曲强度校核. . . . 6 m皿sY! r 5955一1999前言;本标准是由SY/l、5955-94(: !lJ钻井工艺技术要求及SY/l、5948.-94定向井井身质量要求修订而成的cl 本标准从生效之日起，同时代替SY/T 5955-94和SY/1 5948-94 本栋准的附洪A是标准的附录。本标i主由中国石油天然气集闭公司提出。牟;标准囱石油钻井T程专业标准化委员会归口。本标准起草单位:pq川石油

3、管理局钻采T艺技术研究院。本标准宁要起萃人张间良王俊良￥忠付1中华人民共和国石油天然气行业标准定向井钻井工艺及井身质量要求SY Ir 555-1999 代替SY/fS归8吟SY /f 5955-94 Directl制时drllllngtechnol唱yand lts qualityMttrol requtr回四1范圃本标准规定了石油、天然气定向井钻井作业和工艺方法及井身质量要求。本标准适用于我国陆上石油、天然气定向井钻井作业。2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时.所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的

4、可能性。SY /f 5088-93 评价井身质量的项目和计算方法SY /f 5333-1996 钻井工程设计榷式SY f 5375-1995 旋转钻井设备选用方法SY f 5435-92 两维常规定向井轨道设计与轨迹绘圆方法SY /f 56l9-93 定向井下部钻具组合设计作法SY /f 6241-1996 丛式井井场布置原则及要求3 钻井温计3.1 地质设计定向井地质设计除按SY/T 5333-1996第6章的规定进行外，还应满足下列要求。3.1.1 提供由高斯一克吕格坐标的纵坐标、横坐标和垂直深度组成的各设计目标点坐标，垂直深度应经过补心海拔高度差校正。3.1.2 给出各目标点靶区半径，对

5、特殊要求应作出说明。3.1.3 提供设计井井口处地磁的磁偏角、磁场强度、磁倾角及子午线收敛角。3.1.4 敷险井应提供喷井井口坐标和井眼轨迹数据。3.2 确定井口位置和坐标3.2.1 根据3.1.1提供的设计目标点坐标进行井口位置预选时.应考虑以下因素:a)尽量避免绕障。若必须绕障时，应有资料能准确描述障碍物空间位置;否则，必须进行必要的测量作业。b)二维剖面多目标井的井口位置最好在设计方位延长线上。c)有利于减少井场、公路等钻前工程的工作量。d)尽可能利用地层的自然造斜规律。3.2.2 根据预选结果，结合地面条件，现场选定井口位置和井架大门方向。3.2.3 救险井的井口位置必须处于啧井季风上

6、风方向，并必须与啧井保持一定的安全距离。3.2.4选定的井位必须做可靠的明显标志，不得任意挪动c3.2.5 必须以复测井口坐标作为设计依据。3.3 工程设计回事石油和化学工业局1999-05-17批准1999-11-01实施SYtr 5955-1999 定向井工程设计除执行SY.IT5333-.1996第7章的规定外，还应满足下列要求。3.3.1 按SY.IT5375的规定选择钻井设备。3.3.2 斜井段下部钻具组合设计按SY/T5619的要求进行。3.3.3 钻柱设计和套管桂强度设计必须进行抗弯曲强度校核，其校接方法见附录A(标准的附录)。3.3.4 设计书内容必须包括:图;a)定向井分段施

7、工技术措施，附造斜点至井底间距为30m的设计井身轨道数据和设计井身轨道b)井下工具的规格、型号及数量sc)设计井身轨道测量程序和要求;d)各目标点靶区半径;e)设计井无磁钻链使用长度Ef)定向井钻井安全技术措施。3.3.5 按SY.IT6241的规定进行丛武井的井场布置。4 仪器、工具准备4.1 测量仪器4.1.1 配备单点、多点测斜仪，对造斜点较深的井应备好随钻测斜仪04.1.2 有磁干扰的井段备好陀螺类测斜仪。4.1.3 定期对定向井测斜仪器进行全量程的精度检查和标定。4.2 钻井仪器、仪表定向井作业钻机，除配齐常用钻井仪表外，还应配转盘扭短仪。4.3 井下工具4.3.1 配备动力钻具、弯

8、接头、无磁钻怪、螺旋稳定棉、随钻震击器、加重钻杆和短钻健等。4.3.2 根据实际需要，可选用螺旋钻健、，无磁承压钻杆、高强度铝合金钻杆等新型钻具和可变径稳定器、导向钻具、键槽蔽坏器等新型工具。5 井眼轨迹控制5.1 直井段直井段钻进过程中按设计要求监测井眼轨迹，严格控制井身质量。5.2 造斜点根据设计及造斜点处实测井斜角、井斜方位角，计算出井底位置坐标，结合地层方位漂移规律确定定向方位角。5.3斜井段5.3.1 井眼轨迹的计算和作图按SY/T5435的规定进行。5.3.2 根据测斜数据和轨迹图，参照邻井资料，预测待钻井眼轨道.及时改变钻进参数或钻具组合。5.3.3 定向、扭方位装置角可按沙尼金

9、图解法确定。5.3.4 造斜和扭方位角施工时，测斜间距不超过30m;增斜、降斜施工时.测斜间距不超过5仇n;稳斜段施工时，测斜间距不超过80m，必要时加密测点。5.3.5 防碰井段施工中，有磁干扰时应用陀螺测斜仪监测井眼轨迹。5.3.6 三维绕障井的实钻垂直投影图采用沿设计铅垂曲面投影展开的方法作出。5.3.7 施工中随钻作图分析井眼轨迹。6 施工要求6.1 钻井液的泥饼摩擦系数、含砂量、固相含量、撞失量和流变性等性能应符合设计要求。-2一SY /f 5955-1999 6.2 钻具在裸眼井段静置时间较长时，每隔3min，上下大幅度活动钻具。不允许长时间定点连续转动钻具。6.3 应根据井下摩擦

10、阻力和扭矩的增加，适当简化下都钻具组合，尽可能减少钻链数量。6.4 人井钻头和各稳定器的外径必须符合设计要求。6.5 对斜井段较长、井眼曲率较大和已有键槽存在的井段，应及时采取相应的措施防止卡钻。6:6 斜井段必须做到低速起锚，上提拉力不得超过正常拉力5OkN，否则应采用充分循环或倒划眼起出。6.7斜井段下钻速度应控制在O.5m/s内，钻具遇阻不得超过正常摩阻50kN.否则应上下活动钻具或开泵循环通过，必要时进行划暇。6.8 根据井下情况，应适时进行短起下钻作业。6.9清除井内岩屑床应采取提高钻井液动塑比、适当增加排量、接单根前先活动钻具循环钻井液、起下钻时在稳定井段分段循环排砂等方法予以处理

11、。6.10 各种下井工具应定期进行探伤或更换维修。6.11 下井钻具、工具及配合接头的内径应保证测斜仪器能顺利通过。7 资料要求7.1 应以单点、多点测斜仪，陀螺测斜仪和随钻测斜仪测取的井斜角、井斜方位角数据作为正式上交资料及井身质量评定的数据。同一口井的测量数据应尽量采用同种仪器的测量数据作为最终上报资料。7.2 存档资料的测斜点距不大于30m，测斜数据要求齐全、准确。7.3 必须在测斜数据表格中标明目标点的靶心距。7.4 存档的测斜数据必须包括测取该数据时的原始资料。7.5 以地磁北极为基准测取的方位角应进行井口磁偏角校正，推荐进行子午线收敛角校正。8 井身厦量的评定项目和计算方法定向井井

12、身质量的评定项目和计算方法按SY/f到88-93中2.2和2.3的规定执行。9 井身质量要求9.1 全角变化率限定值全角变化率分两种情况:第一种是钻杆疲劳破坏的全角变化率限定值，第二种是套管柱抗弯曲强度的全角变化率限定值。可根据实际情况选择采用。9.1.1 钻杆疫劳破坏的全角变化率限定值钻忏疲劳破坏的全角变化率限定值按式(1)至式(7)计算:3437.75b tanh(KL ) =一一一一一旦旦U毕，1. . ( 1) ED KL 对E级钢钻抨:b = 1. 34 X 108一旦5t- 1. 94 x lO- O( s-2 .31.x 108)2 67 对S-135铜级钻杆:b=1.4ms(1

13、-2t) 。10. (2) . (3) 一3一SY /f 5955-1999 对G-I05钢级铀抨:b=1.4103(1-s 7.93 X 108 . (4) 5t = T /A . (5) K = (T /El)O.S . (6) A- -d-二47O A-D -一, . . (7) 式中:Gm一一锚杆疲劳破坏的最大全角变化率限定值() 13街n;E一一弹性模量，2.059 X IOIlPa; D. d-一斗古抨外径、内径，m; L一一两钻抒接头间距的一半，m; K-一系数，m-laI一一钻忏断面的轴惯性矩，m43T一一弯曲井眼处钻抨轴向拉伸载荷，N; b-一弯曲井眼处轴向力T影响下的弯曲疲

14、劳极限，Pa; A一一锚忏本体的横截面积，dz5t一一弯曲井眼处钻抨轴向悬浮拉伸应力，Pa。9.1.2 套管桂抗弯强度的井眼全角变化率限寇值套营柱抗弯强度的井眼全角变化率限定值按式(8)、式(9)计算:，。p3-t f一、J7-E 句3一4-3-G . (8) ，。、-飞b:; n一. (9) 式中:Gm-一套管柱抗弯强度的井眼全角变化率限定值.(.) 130m; 肉一一允许的套管最大弯曲应力，Pa; 售一一套管钢材的最小屈服极限，Pa; t一一弯曲井眼处套管轴向拉应力，Pa; 一一去管强度设计抗拉安全系数;Dt-一一套管外径，m。9.2 靶心距9.2.1 走向井靶区半径根据不同垂深，分井深规

15、定(见表1)。9.2.2 多目标定向井要分目标进行靶心距的考核。9.3 有特殊要求的定向井全角变化率、靶区半径有特殊要求的定向井全角变化率、靶区半径以钻井工程设计书中的要求为准。-4一Sy /f 5955-1999 表1分井探靶豆半径要求m -5一A1 管材弯曲戴荷计算SY.JT 5955-1999 附景A(标准的附录)管材抗弯曲强度校接W = 167o.R_hr!L -,- tar.h( KL ) K ;:;: J Wt/(百)I一(D4- d4) -64 式中:We-弯曲应力的当量轴向载荷，N; D一一管括外径，m; Rb一一井眼曲率(全角变化率)，C) /3臼mF;一一管材线载荷，N/m:L一一管材单根长的一半.m; k一一系数.m-13Wt-一校核点的轴向拉力.N ; E一一弹性模量，取2.059X 101lPa; I一一管材轴惯性矩.m4;D一一管材外径.m; d一一管材内径，m o A2 管树尊铀应为校穰式中:Pt一一管材抗拉强度N; Pt一￥SWc + Wb;:; Wb-一校核点的合成轴向载荷JN ; 5t一一设计抗拉安全系数.一般取大于1.8一6一. ( A1) . (A2) . (A3) . (A4)