井矿盐钻井技术规范(QBJ203-87).doc

第二章 钻机选型、土建工程及设备安装第一节 钻机选型原则1.1条 按钻井目的、矿层埋藏深度、钻采方式、井身结构、技术措施，结合地形地貌、交通条件等因素综合进行钻机选型。注意其公称负荷，不得超载。1.2条 采用涡轮钻进时，所选用的钻机必须满足其泵时和泵压的要求。1.3条 使用喷射钻井时，所选用的钻机应满足喷射条件的要求；钻双筒井和多底井、定向井，应选择能安置双转盘或转盘可移动安装的钻机。第二节土建工程2.1 井场设计及布置1、井场设计应根据钻机类型及施工要求确定井场面积和方向。常用各型钻机的井场面积钻机类型井场尺寸（米）面积（平方米）大庆-ZJ-13060306030180018002DH-752DH-1001724TYP-6/435(盐井)TSJ-1000（水源）3520700XB-100030154502、3000米以内的钻机，宜使用组装式活动基础，其承压能力应能满足施工安全要求。3、井场内应放坡13%，并有排水沟和排污池。2.2 井场公路，应能满足钻井工程车和作业车辆的安全通行。2.3 机泵房、值班房无钻塔漨布的钻机、建井同期大于三个月或多雨地区，搭临时性棚房。2.4 生活用房施工期中，就近解决。按定额配备。第三节 安装2.3.1 水、电、通讯1.水源要可靠，供水能力应保证生产和生活用水。2.井场电器设备和线路应合理布置。生产线路与生活线路分开；探照灯与其他灯分开。架线高度应保证汽车和特种车辆的通行。架空电力线与井架绷绳至少相距3米，并不得在绷绳上空交叉穿过。3.通讯：井场和队（厂）部应有通讯联络。2.3.2井架钻机井架的主要部件不得有裂纹及严重锈蚀、变形、弯曲。井架螺栓、螺帽及弹簧垫圈必须安装齐全。井架底座四角高差不大于3毫米，活动基础高差不大于5毫米。井架绷绳数、直径、方向严格按各型井架出厂规定架设，用正反螺丝绷紧，与地面呈45角。绷绳坑之大小及深度，根据井架负荷及土质差异地行计算后决定。使用基木的井架应安装避雷器。2.3.3导管、鼠管1、导管：松软地层埋导管，管坑深度不大于1米，坑底铺一层0.3米厚的混凝土。导管脚焊呈喇叭口，以免陷落及预防钻具碰挂，导管对中后外灌混凝土固定。导管采用套管或壁厚3毫米以上的螺旋管制作，其内径至少比开孔钻头大50毫米。2、鼠管：大鼠洞管应位于井架左前对角线上，其斜度以顺利插入方钻杆为宜；小鼠洞管位于转盘正前方，高与转盘面相平。2.3.4设备安装1、设备安装应做到“平、正、稳、紧、全、灵、通”。绞车滚筒、转盘面水平误差不大于1.5毫米；链轮、皮带中心偏差不大于2毫米。2、设备部件、零件、仪表、护罩、栏杆、安全设施应齐全完好，固定牢靠。固定螺丝应有并帽或垫圏。3、高压管汇、气路管线、防喷管闸，按钻井设计和设备规程试压达到标准。4、各项保安设施如防碰天车、水龙带保险钢绳、吊钳尾绳、钢绳固定绳卡等，均需按规定装设并检查合格。5、设备安装工作就绪后，应对全部设备进行试运转，达到规定时数，方准使用。第四节井场排污水及环境保护2.4.1井场污水、废油集中排入污水池，尽可能循环使用。无法利用时，必须机械或药物处理澄清后，达到当地环保部门排放标准，方予排放。2.4.2各种浓度盐水进行回注或利用。2.4.3使用柴油机作钻井动力，应装置消声器。第三章 钻井第一节 钻进3.1.1开钻前应根据地质钻井设计，制订出安全、优质、快速、低耗的钻井施工技术组织措施。3.1.2开钻前应对安装质量、安全设施、技术准备、环保处理、物资储备、设备运转等进行全面检查，作好记录，合格后方可开钻。3.1.3钻头与钻具配合，一般应能满足强化钻进和打直井的要求。常用钻头、钻具配合如下：钻头尺寸钻铤尺寸钻杆尺寸毫米英寸毫米英寸毫米英寸大于298大于113/4不小于178不小于7不小于127不小于524829893/4113/4不小于159不小于61/4不小于114不小于41/219724873/493/4不小于146不小于53/4不小于89不小于31/214619753/473/4不小于105不小于41/8不小于73不小于27/89514633/453/4不小于73不小于27/8不小于60不小于23/83.1.4井深计算有误差要求1、井深计算：钻井井深自转盘面起算；地质井深则等于钻井井深减去转盘面至地面的高度。2、井深校正以钢卷尺丈量钻具为准，井深误差应小于0.5。3.1.5钻井参数选择的原则1、钻压P（吨，t）：钻压的大小应根据岩石可钻性、地层倾角、钻柱强度、钻头质量及井径、洗井液性能、排量、设备动力等各方面的因素综合而定。通常软地层单位钻压低，硬地层单位钻压高，地层倾角大应适当减压钻进；刮刀钻头每25毫米直径钻压为0.61吨，牙轮钻头每25毫米直径钻压为12吨，取心钻头常为正规钻头的60%左右。2、转速N（转每分，t/min）：转速的高低受设备、动力、钻柱强度和洗井液等因素的限制，应根据岩石性质，决定增加或减少。通常，软地层用快转速，硬地层用慢转速；或浅井用快转速，深井用慢转速这。3、排量Q（升每秒，1/sec）:排量大小应能满足携带岩屑的上返速度，通常，要求返速大于1米每秒。钻压、转速、排量三者是互相联系、互相制约的，应合理地配合使用，提高机械钻速。通常，软地层轻压快转大排量，中硬地层重压慢转中小排量。3.1.6其它钻井方式1、涡轮钻进：对钻定向井、双筒井，多底井和加快钻进速度具有优势。使用过程中，泵量，泵压应满足涡轮特性要求。确定适宜的钻压，选好用好钻头，使用清水或低比重、低粘度泥浆。2、定向钻井：须采用一定的设备工具，在相应的技术措施配合下，使井眼沿预定的方向（井斜角和方位角）钻达目的层。供选择的造斜机具有：井底动力钻具（涡轮钻具和狄那钻具）、无磁性钻铤、喷射式钻头、涡轮偏心短节、定向器和弯接头等，并应配备相应的检测手段，即时测量井眼斜度和方位。第二节井斜3.2.1井身质量标准1、井斜变化率井深（米）井 斜 度方位角变化井斜度变化率地层倾角15地层倾角15050023不超过45/30米不超过1.5/30米0100035不超过45/30米不超过1.5/30米0150056不超过45/30米不超过1.5/30米0200067不超过45/30米不超过1.5/30米0250079不超过45/30米不超过1.5/30米03000811不超过45/30米不超过1.5/30米2.检测手段：通常用机械投掷式或电测仪每30米测一点。3.特殊要求的井，按单井设计执行。3.2.2防斜1.确保安装质量，作好井口、转盘、天车三者中心，偏差不超过10毫米。2.方钻杆全长弯曲不超过6毫米，轴线扭角不超过20。开钻时必须平衡水龙头偏重。校正方钻杆。第一次开钻要保证打直井。3.钻进过程中，钻铤要有足够长度，要使用大直径钻铤。加压应小于钻铤重量的80%，并不得在一、二次弯曲临界钻压之间。（各种尺寸钻铤发生弯曲的临界钻压见附录一）。4.易斜井段应使用扶正器，宜用满眼钻进。地质人员随钻即时预告地层变化情况，以便采取相应的钻井技术措施。涡轮钻进时应经常变动钻具方位。5.认真制订综合防斜措施，摸清地层交界面、层段裂隙发育程度及岩性变化规律，采用相应的合理技术措施，处理好地层软硬交错、薄互层交替的交界面，夹层多、地层倾角大、裂隙、裂缝、溶洞、节理发育的层段，做到精心操作。3.2.3井斜度超过规定指标时，应进行纠斜。可使用钟摆法、涡轮定向、定向器、弯钻杆、注水泥重钻等纠斜方法。第三节取心3.3.1岩心收获率不小于70%、矿心收获率不小于80%；破碎层段岩心收获率和矿心收获率均不小于50%。有特殊要求的，按单井设计执行。3.3.2取心工具的选择1.主要考虑取心钻头、岩心抓类型及岩心筒型式、长度。通常，软地层选用刮刀式或内径较大的硬质合金取心钻头；比较坚硬和研磨性较强的地层，选用硬质合金或金刚石取心钻头。软地层选用一把抓式岩心抓；中硬地层选用卡扳式岩心抓；坚硬而比较破碎层选用卡箍和卡扳复合式岩心抓。对于岩性较硬、成心性好的地层，可用单筒式和长一些的岩心筒；若岩性松软、成心性差的地层，可用双筒式和短一些的岩心筒为宜。2.根据地质条件及取心工具类型，合理选用钻井技术参数、洗井液以及取心钻进的操作措施。3.3.3未达规范要求的取心井段，必要时可采用井壁取心或侧钻（偏斜）取心补救。第四章井下事故的预防及处理第一节卡钻4.1.1卡钻常由泥饼粘附、井径缩小、沉砂、井壁坍塌、键槽、泥包、井内落物等因素造成，应根据该井具体情况，拟定适宜可行的预防措施。4.1.2发生卡钻事故后应上提下放、转动钻具、开泵循环，判明井下情况及卡点位置，制订处理方案（卡点深度计算公式见附录二）4.1.3起钻遇卡，不得硬提；下钻遇阻，不得硬顿硬压，应在原悬重基础上增加或减少3050%范围内提、放及转动，并设法接方钻杆开泵循环，以求迅速解卡。4.1.4泥包、键槽卡钻，轻提猛放；泥饼粘附卡钻可猛放及强行转动钻具，必要时可配合油浴、酸浴、碱浴或清水浸泡解卡；井塌或沉砂卡钻以轻提慢转为宜。4.1.5采用倒扣处理卡钻时，应坚持通井、套铣、倒扣相结合的措施，必要时可用爆破松扣。4.1.6钻具被卡且水眼堵死，又需检修地面设备时，应把井内卡点以上钻具加压至原悬重的3050%使其弯曲，防扩大粘卡井段。第二节钻具断折4.2.1防止钻具断折，主要在于加强钻具维护保养，并按规定检查及合理倒换使用。各类钻具的规范、性能，参照国产钻具规范（YB69170、YB52865）和API钻具规范（API67、API61）（见附录三）。4.2.2处理钻具断落事故，应分析鱼顶及井下情况，选用合宜打捞工具及处理措施。1.使用公母锥，本体不得有裂纹，水眼应畅通，有效部分丝扣损坏不得超过一扣，并检查硬度、选扣位置。造扣时要轻压慢转，防止破坏鱼顶及扭伤打捞工具。2.使用卡瓦打捞筒，各有关部件要与落物一致，不得以卡瓦打捞筒代替倒扣工具。第三节处理事故过程中的安全规定4.3.1有关安全规定1. 上提解卡的上提拉力，必须在使用钻具允许的屈服极限内。若钻具已有磨损，应降低级别使用。上提钻具前，应对井架及提升系统进行全面检查，消除隐患。2.强行转动钻具，不得超过钻杆允许扭转圈数，并应控制倒转速度，防止钻具扭断或倒开（钻杆允许扭转圈数公式见附录二）。3.使用油浴、酸浴、碱浴及清水浸泡解卡，应根据该区地层特点，考虑安全期，防止井壁坍塌。4.套铣倒扣，铣筒应选用厚壁套管，严禁使用有缝管和普通钢材的无缝管。倒扣所用的反扣钻具其尺寸应比井下钻具大一级。若尺寸相同、钢级应高一级。倒扣时井口工具应捆扎牢固。5.捞获落物后，严禁用转盘卸扣。6.在蹩泵、强行上提或倒扣等项作业时，除司钻及指挥人员外，其他人员应远离井口。4.3.2事故报废井，应注水泥封孔。第五章洗井液第一节洗井液的选择5.1.1洗井液应能满足携带悬浮岩屑、保护井臂壁、冷却润滑钻头钻具、平稳地层压力和便利录井的要求。5.1.2应根据地层岩性、地层压力、井的深浅、设备状况、完井作业等因素来决定冼井液的性能。1.首先依据地层压力梯度，确定井段泥浆的比重，在条件允许时，尽量多使用清水或低比重泥浆，以提高钻井效率。2.当比重要求稍高时，粘度相应提高。3.钻进疏松、有裂隙、易发生漏失的地层时，应使用低比重、高粘度、低失水泥浆；钻进岩盐层段时，使用饱和盐水或饱和盐水泥浆。4.裸眼井段长、钻进时间长、井下情况复杂的井，往往需要提高粘度、降低失水；井越深，一般要求失水量越低，粘度、切力适当提高；井浅失水量要求可放宽，粘度应小，切力可为零。5.常用泥浆有：固相泥浆如淡水泥浆、盐水泥浆、油基泥浆、重泥浆等；无固相泥浆如香碱液泥浆、煤碱氯化钙泥浆等；低固相泥浆如香叶粉混油泥浆、铁络盐氯化钙泥浆等。根据地层条件选择使用。有特殊要求时，方可选用特种泥浆。第二节泥浆的处理5.2.1施工现场应具备配浆、储浆、循环、除砂等泥浆处理设备。5.2.2复杂地层的泥浆处理。1.钻遇易塌地层应降低泥浆失水量，使泥饼薄而致密、坚韧，起抑塌作用。2.钻遇砾石层和埋藏浅的坍塌层，应提高泥浆切力，以便于抢钻。3.钻遇地层倾角陡、构造应力大，断裂破碎的地层则应提高泥浆比重，增大泥浆液柱压力而防止坍塌。4.钻遇阻卡地层应保证泥浆的低固相、低粘度、低切力、低失水、低含砂性能。若不能达到时，则应加入润滑剂（柴油、原油、废机油等），以降低切力，减少井下阻卡。5.钻遇石膏层，为防止泥浆被污染，应预行钙处理。第六章固井第一节套管系列及井径配合6.1.1固井宜国产套管规范（YB69070）主API套管规范（API70）标准选用套管（套管规范见附录四）。6.1.2入井套管不得用焊接连接，严禁使用有缝管固井。6.1.3根据矿层埋藏浓度及井径要求不同，通常采用套管系列及井径配合见表：套管系列1397977574第一次固井钻头尺寸（毫米）451（173/4）502（193/4）311（121/4）340（133/4）2445（95/8）2445（95/8）套管直径339.7（133/8）244.5(95/8)177.8(7)177.8(7)接箍直径365.15269.88194.46194.46环状间隙39.6362.4330.6125.0225.02第二次固井钻头尺寸（毫米）311（121/4）215.9(81/2)161.9(63/8)158.7(61/4) 152.4(6)套管直径2445（95/8）177.8(7)127(5)114.3(41/4)接箍直径269.88194.46141.3132.5环状间隙30.6125.0210.313.110第三次固井钻头尺寸（毫米）215.9(81/2)套管直径177.8(7)接箍直径194.46环状间隙25.02完钻井径15215815215810895第二节套管强度计算及安全系数的选用6.2.1套管强度计算1.根据地层压力梯度、油、气、水显示和套管下入深度，应对抗拉、抗挤，在抗拉影响下的抗挤强度、抗内压等进行计算，以确定套管钢级、壁厚、可下深度，合理组合管柱。2、套管强度计算，可从钻井手册中择其最佳模式进行计算（推荐计算公式见附录二）6.2.2安全系数的选用1.抗拉：1.52.0,一般可选用1.80，若预计有阻卡现象，应不低于2.0。2.抗挤：1.01.5,一般取1.125，若管外有高压气水层，可加大至1.5。3.抗内压：1.01.75，一般取1.10，若管外有高压气水层，可适当提高。第三节套管检查及入井6.3.1套管运至井场前应作检查1.检查钢级、内径、外径，并通径查扣。2.清水试压：表层套管免试，技术套管，生产套管一般采用下述标准。（1）大于或等于244.5毫米（95/8）套管，试压15兆帕（Mpa）。（2）177.8毫米（7）193.67毫米（75/8）套管，试压20兆帕（Mpa）。（3）小于或等于139.7毫米（51/2）套管，试压25兆帕（Mpa）。压裂井按设计要求试压。3.清除铁锈、污泥、沥清后逐根丈量，并在套管上标明长度、壁厚、钢级、戴好护丝。4.技术套管、生产套管应进行无损探伤检验。6.3.2按入井顺序、分钢级、壁厚运往井场。6.3.3套管入井前，井队应进行复查。1.逐根检查丝扣有无碰损并通径。2.逐根丈量、登记、编排组合。6.3.4按编排顺序入井，并作好记录。第四节水泥返高及水泥用量6.4.1水泥浆上返高度1.表层套管：水泥浆返出地面，凝固后上部回缩空隙用水泥浆灌满。2.技术或生产套管：水泥浆返出地面，若未返出地面应从井口灌注水泥浆；如按单井设计要求返至预定高度的，则应在井口安装环形铁板，承托套管重量。3.各型尾管按返至悬挂器以上15米计算。6.4.2水泥用量计算1.水泥用量计算（见附录二）2.按实测井径资料，分段计算，取其平均井径计算水泥用量，再附加1020%。3.未进行电测井径的井，参照该区实际固井水泥用量而确定。第五节固井施工6.5.1下套管前必须作好井眼准备工作：1.下钻通井，清除阻卡井段及井底沉砂。2.下钻至井底，充分循环，调整泥浆性能，达到进出口接近平衡。3.必要时降低泥浆的塑性粘度和切力，有气井充分循环除气。6.5.2管串组合及附件1.管串组合：引鞋（生铁、铝或木制）+套管鞋+旋流短节（浅井可不用）+套管23根+浮箍或阻流环+套管+扶正器（按设计）+连顶节+水泥头。2.使用上木塞或上下木塞固井。木塞宜用橡胶制，浅井可用硬木制。3.浮箍或阻流环及以下套管丝扣连接处，应使用稳钉、粘合剂或点焊固定。6.5.3下套管应注意事项1.通井起钻后，应立即下入套管。2.套管入井前应清洗干净，入井顺序应确保无误；套管丝扣应涂优质丝扣油或密封脂，紧扣时余扣不超过一扣。3.下套管遇阻不得硬压，应上下活动，轻转轻放、开泵循环。4.有浮箍的套管，应保证掏空深度不得超出设计规定。5.套管下完装好水泥头后，有条件时应接好提升装置、以便在注水泥时进行活动套管或下座套管。6.装好水泥头应即时循环泥浆，联接水泥车（或固井设施国）6.5.4水泥的选用1.水泥应按井深及井温选用45或75油井水泥。2.45、75油井水泥，其主要物性：细度、流动度、凝固时间、强度，必须达到部标要求。3.易漏井段可用低比重水泥；预计有高压油、气、水井，可用加重水泥；封闭和保护岩盐层段可用饱和盐水水泥浆。6.5.5注水泥和替泥浆1.水泥车（固井设备）联接好后，必须按要求试压。2.井筒循环泥浆进出口性能基本一致后，方许注水泥。3.注水泥前应替一定数量的隔离液。4.水泥浆上返速度力求达到1.5米/秒。5.大井眼下小套管或易塌、易漏井段，宜用低排量，上返速度为0.50.6米/秒。6.注水泥至替浆碰压，全过程必须连续，中途不得停顿。全部施工时间应短于该水泥初凝时间的三分之二，必要时可添加缓凝剂或速凝剂。第六节固井质量标准及检查6.6.1下入深度：指套管鞋底部位置。按设计封闭层位应封过，其深度误差小于0.5。盐岩生产井下入盐层时，按设计施工，使用丈量入井套管进行检查。6.6.2水泥上返高度：水泥达到设计返高要求，在固井后2036小时内进行井温测井，或完井后使用声幅测井。水泥返出地面者可免测。6.6.3水泥浆比重：除特殊规定外，一般要求水泥浆比重大于1.80,在固井时连续抽样测定，计算平均值，作为检查依据。6.6.4套管内、外试压：候凝48小时后进行。1.套管内试压：钻水泥塞至最后一根套管中部，进行试压。通常，小于或等于177.8毫米（7）套管，试压12兆帕（Mpa）；大于177.8毫米（7）套管，试压10兆帕（Mpa）；30分钟内下降差小于0.5兆帕（Mpa）为合格。2.套管外试压：钻出套管鞋0.30.5米进行试压，其要求同管内试压。3.有特殊要求的井，按单井设计执行。 第七章完井7.0.1按设计深度用饱和盐水钻开产层，或钻穿水泥塞。7.0.2洗井：用泥浆作循环液完钻的井，应用清水充分洗井；用清水或饱和盐水钻开产层的井，用原洗井液洗井，达到洗井液井的含砂量小于5为合格。21 / 21