ICS75.020 E13 中华人民共和国国家标准 GB/T31033—2014 石油天然气钻井井控技术规范 Specificationforwellcontroltechnologyofoil&gasdrilling 2014-12-05发布 2015-06-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅰ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 井控设计 1 ………………………………………………………………………………………………… 5 井控装置的安装和使用 3 ………………………………………………………………………………… 6 钻开油气层前的准备和检查验收 5 ……………………………………………………………………… 7 油气层钻井过程中的井控作业 5 ………………………………………………………………………… 8 防火、防爆、防硫化氢措施 7 ……………………………………………………………………………… 9 井喷失控的处理 8 ………………………………………………………………………………………… 10 井控及硫化氢防护培训 8 ………………………………………………………………………………… 附录A(资料性附录) 井口装置组合图 10 ………………………………………………………………… 附录B(资料性附录) 套管头结构图 15 …………………………………………………………………… 附录C(资料性附录) 井控管汇组合、布置图 16 ………………………………………………………… 附录D(规范性附录) 关井操作程序 20 …………………………………………………………………… 参考文献 22 ……………………………………………………………………………………………………GB/T31033—2014 前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由全国石油天然气标准化技术委员会(SAC/TC355)提出并归口。 本标准起草单位:中国石油天然气集团公司川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院。 本标准主要起草人:李强、王乐闻、王茂林、杨开雄、高碧桦、王增年、杨小珊、晏国秀、孙翊成、程艳、 周颖。 ⅠGB/T31033—2014 石油天然气钻井井控技术规范 1 范围 本标准规定了石油天然气钻井作业的井控技术要求。 本标准适用于陆上、滩海石油天然气勘探、开发钻井作业中的油气井压力控制。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T20174 石油天然气工业 钻井和采油设备 钻通设备 GB/T20972.1 石油天然气工业 油气开采中用于含硫化氢环境的材料 第1部分:选择抗裂纹 材料的一般原则 GB/T20972.2 石油天然气工业 油气开采中用于含硫化氢环境的材料 第2部分:抗开裂碳 钢、低合金钢和铸铁 GB/T20972.3 石油天然气工业 油气开采中用于含硫化氢环境的材料 第3部分:抗开裂耐蚀 合金和其他合金 GB/T22513 石油天然气工业 钻井和采油设备 井口装置和采油树 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 含硫油气井 sulfurousoilandgaswell 天然气的总压等于或大于0.4MPa(60psi),而且该气体中硫化氢分压等于或大于0.0003MPa的 井;或地层天然气中硫化氢含量大于75mg/m3(50ppm)的井。 3.2 高含硫油气井 highsulfurousoilandgaswell 地层天然气中硫化氢含量等于或大于1500mg/m3(1000ppm)的井。 3.3 高压油气井 high-pressureoilandgaswell 地层压力等于或大于70MPa的井。 4 井控设计 4.1 地质设计中所提供的井位应符合下列安全距离要求: a) 油气井井口距高压线及其他永久性设施不小于75m;距民宅不小于100m;距铁路及高速公 路不小于200m;距学校、医院、油库、人口密集及高危场所等不小于500m; b) 油气井之间的井口间距不小于2m;高压油气井、高含硫油气井井口距其他井井口之间的距离 1GB/T31033—2014 大于钻进本井所用钻机的钻台长度,且不小于8m; c) 井筒与地下矿产采掘坑道、矿井通道之间的距离不小于100m。 4.2 地质设计中应标注说明井场周围一定范围内的居民住宅、学校、厂矿、国防设施、饮用水资源以及 季风风向变化等情况。在地下矿产采掘区钻井,应标明采掘矿井井口位置及坑道的分布、走向、长度和 离地表深度;在江河、干渠周围钻井,应标明河道、干渠的位置和走向等。 4.3 地质设计中应包括本井预测全井段地层孔隙压力剖面、地层破裂压力数据(裂缝性碳酸盐岩地层 可只提供邻近已钻井地层承压能力试验数据)、浅气层资料、油气水显示和复杂情况。 4.4 地质设计中应对含硫化氢和二氧化碳等有毒有害气体层位、埋藏深度及含量进行预测说明,工程 设计中应明确相应的安全和技术措施。 4.5 在开发调整区钻井,地质设计中应明确邻近注水、注气(汽)井分布及注水、注气(汽)情况,提供分 层动态压力数据。工程设计中明确钻开油气层之前应采取的相应停注、泄压和停抽等措施。 4.6 钻井液密度设计以各裸眼井段中的最高地层孔隙压力当量密度值为基准,附加一个安全值: a) 油井、水井附加安全值为0.05g/cm3~0.10g/cm3或附加压力1.5MPa~3.5MPa; b) 气井附加安全值为0.07g/cm3~0.15g/cm3或附加压力3.0MPa~5.0MPa。 含硫化氢和二氧化碳等有毒有害气体的油气层钻井液密度设计,其附加安全值或附加压力应取 上限。 4.7 井身结构设计的井控要求: a) 同一裸眼井段内不应有两个及以上压力梯度差值过大易产生喷漏矛盾的油气水层; b) 探井、超深井、复杂井宜预留一级备用套管; c) 在地下矿产采掘区钻井,表层套管或技术套管下深应封住开采段并超过其100m以上; d) 高压油气井、高含硫油气井的技术套管、油层套管水泥应返至上一级套管内或地面; e) 含硫油气井油层套管在温度低于93℃的井段应使用抗硫套管。 4.8 探井应做地层破裂压力试验或地层承压能力试验。 4.9 钻开油气层前应储备一定量的加重钻井液和加重材料,含硫油气井还应储备足量的除硫剂。 4.10 井控装置配套: a) 钻井应装防喷器或防喷导流器; b) 防喷导流器的井口装置组合形式参见附录A中图A.1; c) 防喷器压力等级应与相应井段中的最高地层压力相匹配,同时综合考虑套管最小抗内压强度 的80%、套管鞋处地层破裂压力、地层流体性质等因素。不同压力等级防喷器的井口装置组 合形式: 1) 压力等级为14MPa和21MPa时,参见附录A中图A.2; 2) 压力等级为35MPa时,参见附录A中图A.3; 3) 压力等级为70MPa和105MPa时,参见附录A中A.4。 d) 区域探井、高压油气井、高含硫油气井的目的层段钻井作业中,应安装剪切闸板; e) 区域探井、高压油气井、含硫油气井、气井、深井和复杂井应使用标准套管头;套管头压力等级 应与相应井段中的最高地层压力相匹配,其基本结构形式参见附录B; f) 节流管汇压力等级应与井口防喷器压力等级相匹配,其组合形式: 1) 压力等级为14MPa时,参见附录C中图C.1; 2) 压力等级为21MPa时,参见附录C中图C.2; 3) 压力等级为35MPa、70MPa和105MPa时,参见附录C中图C.3。 g) 压井管汇压力等级应与井口防喷器压力等级相匹配,其组合形式参见附录C中图C.4; h) 配备相应的钻具内防喷工具、钻井液液面监测装置、钻井液处理和灌注装置;含硫油气井、气 油比高的油井应配备相应的气体监测装置; 2GB/T31033—2014 i) 探井、高压气井、含硫油气井、气油比高的油井应配备液气分离器; j) 含硫油气井井控装置的承压金属零部件应具有抗硫化氢应力开裂的性能,符合GB/T20972.1、 GB/T20972.2、GB/T20972.3规定的材料性能要求;其非金属材料零部件应具有在硫化氢环 境下满足使用而不失效的性能。 4.11 绘制各次开钻井口装置及井控管汇安装示意图,并提出相应的安装、试压要求。 5 井控装置的安装和使用 5.1 防喷导流器、防喷器、四通、套管头、闸阀、节流管汇、压井管汇、防喷管线和放喷管线的额定压力与 公称通径系列及法兰、法兰用密封垫环的型式、尺寸连接等技术要求,应符合GB/T20174、GB/T22513 的规定。 5.2 防喷导流器和防喷器安装、使用要求: a) 应在安装完毕校正井口、转盘、天车中心后,固定牢固; b) 闸板防喷器的手动操作杆手轮应接出井架底座以外,支撑牢固,便于操作,并挂牌标明开、关 旋转方向和开、关到位的圈数。 5.3 防喷器远程控制台安装、使用要求: a) 安装在面对井场左侧,距井口不小于25m,应确保操作方便、快捷、安全;周围不应堆放易燃、 易爆、易腐蚀物品; b) 管排架与防喷管线