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页岩气田钻井井控安全技术规程(征求意见稿)

作者:www.517888.com 来源:www.517888.com 发布时间:2017-11-21

ICS 75.020

TE 28

备案号

AQ

中华人民共和国安全生产行业标准

AQ/TXXXX—20XX

页岩气田钻井井控安全技术规程

Safety and technical specifications for well control ofshale gas well drilling

(征求意见稿)

(xxx年xx月xx日)

国家安全生产监督管理总局 发布

XXXX-XX-XX发布 XXXX-XX-XX实施

目 次

前言 III

1 范围 1

2 规范性引用文件 1

3 钻井井控设计 1

4 井控装置的安装、试压、使用和管理 3

5 钻开气层前的准备和检查验收 5

6 井口与套管保护 6

7 录井 6

8 测井 7

9 溢流的处理和压井作业 7

10 井喷失控的处理 8

11 防火、防爆、防硫化氢安全措施 9

12 应急管理 9

13 队伍资质与人员资格 12

00001前言

标准按照GB/T 1.1—2009给出的规则起草。

标准由国家安全生产监督管理总局提出。

标准为首次发布。

页岩气田钻井井控安全技术规程

1范围

标准规定了页岩气田钻井井控安全技术的基本要求。

标准适用于页岩气田钻井工程作业。

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,仅所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。

SY/T 5087 含硫化氢油气井安全钻井推荐作法

SY/T 5127 井口装置和采油树规范

SY/T 5858 石油工业动火作业安全规范

SY/T 5964 钻井井控装置组合配套、安装调试与维护

SY/T 5974 钻井井场设备作业安全技术规程

SY/T 6160 防喷器的检查和维修

SY/T 6203 油气井井喷着火抢险作法

SY/T 6426 钻井井控技术规程

3钻井井控设计

3.1井控安全距离

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、高速公路不小于200m,距学校、医院和大型油库等人口密集性、高危性场所不小于500m。

3.2钻井地质设计的要求

3.2.1对井场周围一定范围内的居民住宅、学校、厂矿(包括开采地下资源的矿业单位)、国防设施、高压电线和水资源情况以及风向变化等进行勘察和调查,并在地质设计中标注说明。特别需标注清楚诸如煤矿等采掘矿井坑道的分布、走向、长度和离地表深度。

3.2.2井场布局和钻前工程应满足井控、安全和环保要求,在江河、干堤附近钻井应标明干堤、河道位置,同时符合国家安全、环保规定。

3.3钻井液密度确定和储备要求

3.3.1钻井液密度安全附加值取 0.07g/cm3~0.15g/cm3,钻开含硫化氢气层尽可能取安全附加值的上限。

3.3.2钻含硫化氢气层时钻井液中应添加除硫剂,控制钻井液 pH 值在 9 以上。探井现场应储备高于预测最高地层压力当量密度 0.2g/cm3以上的钻井液,储备量按本次开钻最大井眼容积的1~1.5倍,并储备不少于200t的加重材料。

3.3.3开发井采用集中和现场储备相结合的方式,具体要求如下:

3.3.3.1采用清水钻井期间,井场储备不少于1000m3的清水,或具备向井场供水流量大于100m3/h的供水能力;

3.3.3.2采用泥浆钻井期间,井场储备密度高于井浆密度0.2g/cm3以上水基钻井液不少于80m3,油基钻井液集中储备;

3.3.3.3采用气体钻井期间,按设计钻井液性能和井筒容积2倍数量储备钻井液。井筒容积以设计结束气体钻井时的井深为计算依据;

3.3.3.4 井场常备不少于 100t 的加重材料;区域可调用加重材料不少于500t。

3.3.4施工前应根据本井预测地层压力梯度当量密度曲线绘制设计钻井液密度曲线;并绘制当量密度曲线和实际钻井液密度曲线,依据钻井情况及时调整钻井液密度。

3.4井控装置配套

3.4.1完井井口装置

根据地层流体中有害气体含量及完井后最大关井压力值,材质选择根据所钻地层气体组分确定,其压力等级要等于或大于最高地层压力,并考虑能满足进一步采取增产措施压力增高的需要。

3.4.2 防喷器

3.4.2.1 压力等级选择。探井按预测最高地层压力;开发井按预测最大关井井口压力,选用不低于该压力等级的液压防喷器等防喷装置及控制管汇。

3.4.2.2 探井防喷器组合形式:a)一开防喷器组合顺序为:气体钻:旋转头+双闸板防喷器+四通;泥浆钻:双闸板防喷器+四通;b)二开防喷器组合顺序为:环形防喷器+半封闸板防喷器+全封(带剪切功能)闸板防喷器+半封闸板防喷器+四通+套管头;c)三开防喷器组合顺序为:环形防喷器+半封闸板防喷器+全封(带剪切功能)闸板防喷器+半封闸板防喷器+四通+套管头。

3.4.2.3开发井防喷器组合形式:一开防喷器组合顺序为:气体钻:旋转头+半封闸板防喷器+四通;泥浆钻:半封闸板防喷器+四通;二开防喷器组合顺序为:环形防喷器+半封闸板防喷器+全封闸板防喷器+四通+套管头;三开防喷器组合顺序为:环形防喷器+半封闸板防喷器+全封闸板防喷器+半封闸板防喷器+四通+套管头。

3.4.2.4控制剪切、全封闸板的三位四通换向阀,应安装防止误操作的安全装置,司钻控制台不应安装操作剪切、全封闸板防喷器的控制阀。

3.4.2.5现场备有与在用钻杆尺寸匹配的钻杆死卡。

3.4.3节流管汇和压井管汇

3.4.3.1 节流管汇和压井管汇的压力等级、阀件组合形式与防喷器相匹配,主通径φ≥78mm。管汇与四通平直连接,不应用弯头连接。二开以后应接通与钻井泵连接的反循环压井管线。

3.4.4 防喷、放喷管线

3.4.4.1 放喷管线应不少于1 条,放喷管线宜平直走向。应保证不少于两种有效点火方式。

3.4.4.2 防喷、放喷管线应采用标准法兰连接,由专业厂设计、加工成组件并检验。防喷管线应采用

耐高温、与防喷器压力等级相同、内径不小于 78mm 的管线,特殊情况(如场地受限等),开发井可选用符合标准的高压软管。

3.4.5 防喷器控制系统

3.4.5.1 防喷器控制系统控制能力应满足控制对象的数量及开关要求,并且备用 1 条控制线路。

3.4.5.2 二开以后应配备司钻控制台,对于有特殊要求的井,还应配备防喷器辅助控制台装置。

3.4.6 井口装置及井控管汇示意图

绘制各次开钻井口装置及井控管汇安装示意图,标明半封闸板距离井口的距离。

3.4.7 内防喷工具及辅助设施

3.4.7.1 钻具内防喷工具的额定工作压力应不小于井口防喷器额定工作压力。

3.4.7.2 钻具内防喷工具、井控监测仪器、仪表、钻具旁通阀及钻井液处理装置和灌注装置,应根据具体情况配齐,以满足井控技术的要求。

3.5含硫气层钻井

应根据钻井地质设计预测含硫化氢的情况,在钻井设计中明确应采取的安全技术措施

3.6欠平衡钻井

欠平衡钻井应在地层情况等条件具备的井中进行。欠平衡钻井施工设计书中应制定保证作业安全、防止井喷、井喷失控或着火的安全措施。不应在含硫化氢气体的井段实施欠平衡钻井。

4井控装置的安装、试压、使用和管理

4.1井控装置的安装

4.1.1钻井井口装置

4.1.1.1防喷器安装、校正和固定应符合 SY/T 5964—2006 中的相应规定。防喷器组安装完毕后,应校正井口、转盘、天车中心偏差不大于10mm;用直径不小于16mm 的钢丝绳套与4条正反螺丝在井架底座的对角线上将防喷器组向下绷紧固定。

4.1.1.2具有手动锁紧机构的闸板防喷器应装齐手动操作杆,靠手轮端应支撑牢固,其中心与锁紧轴之间的夹角不大于 30°,并挂牌标明锁紧和解锁方向及到底圈数;同时防喷器上应安装防泥伞。

4.1.1.3防喷器控制系统安装要求:

4.1.1.3.1远程控制台应安装在面对井场侧前方、距井口不少于 25m 的专用活动房内,距放喷管线和节流管线应有 1m 以上距离,并在周围留有宽度不少于 2m 的人行通道,周围 10m 内不得堆放易燃、易爆、易腐蚀物品;

4.1.1.3.2远程控制台上的控制剪切、全封闸板防喷器的三位四通换向阀,应安装防止误操作的安全装置;

4.1.1.3.3管排架与防喷管线及放喷管线之间的距离应不少于 1m,车辆跨越处应装过桥盖板;不应在管排架上堆放杂物和以其作为电焊接地线或在其上进行焊割作业;

4.1.1.3.4 司钻控制台安装在司钻操作台一侧,并固定牢靠;辅助控制台安装在井场钻井监督房附近;

4.1.1.3.5气管缆应顺管排架安放在其侧面的专门位置上,多余的管缆盘放在靠近远程控制台附近的管排架上,严禁强行弯曲和压折气管束;

4.1.1.3.6蓄能器完好;蓄能器压力 18.5MPa~21MPa,管汇压力 10.5MPa,环形防喷器压力 10.5MPa,气源压力 0.65MPa~0.8MPa,并始终处于工作压力状态;

4.1.1.3.7电源应从配电板总开关处直接接出,并用单独的开关控制;

4.1.1.3.8司钻控制台、远程控制台气源应采用专用管线,与司钻操作台气源分开连接,并配置气源排水分离器;司钻控制台不应安装操作剪切、全封闸板防喷器的控制阀。

4.1.1.4套管头的安装

4.1.1.4.1套管头安装与配置应符合 SY/T 5964 中的相应规定;

4.1.1.4.2安装的套管头应保证钻井四通与防喷管汇在各次开钻中的高度位置基本不变;

4.1.1.4.3套管头压力等级应大于或等于最高地层压力,并考虑能满足进一步采取增产措施压力增高的需要;

4.1.1.4.4每次安装套管头后应使用防磨套,施工过程中应定期对防磨套磨损情况进行检查,如发现有防磨套磨损现象,应及时调整防磨套位置或更换防磨套;

4.1.1.4.5钻井施工中,套管环空应安装压力表,并定期检查环空压力变化,有压力的情况下,应及时接出引流放喷管线泄压,防止套管损坏。

4.1.2井控管汇

4.1.2.1防喷管线应使用专用标准管线。

4.1.2.2井控管汇所配置的平板阀应与防喷器压力级别相匹配。

4.1.2.3节流、压井管汇分别水平安装在井架底座外的相应基础上,若基础低于地面,应保证排水良好。节流液控箱安装在节流管汇上方的钻台上,套管压力表及变送器安装在节流管汇五通上,立管压力变送器垂直于钻台平面安装。节流液控箱气源与司钻操作台采用专用管线分开连接,并配置气源排水分离器;所有液气管线用快速接头连接。节流管汇需另外配置低量程压力表;

4.1.2.4防喷管汇、节流压井管汇、放喷管线上的所有平板阀、节流阀应挂牌、编号,并标明开、关状态。一开封井器安装完毕后,管汇处于“待命”工况,节流管汇待命工况为主放喷管线常开。

4.1.2.5钻井液回收管线出口应接至钻井液罐并固定牢靠,转弯处应使用角度大于 120°的铸(锻)钢弯头,其通径φ≥78mm。

4.1.2.6放喷管线安装要求:

4.1.2.7.1其通径φ≥78mm;

4.1.2.7.2放喷管线的组件不应在现场安装时进行切割、焊接改造。

4.1.2.7.3布局应考虑居民区、道路、油罐区、电力线及各种设施等情况;

4.1.2.7.4放喷管线走向一致时,应保持大于 0.3m 的距离,并分别固定;

4.1.2.7.5管线尽量平直引出,如因地形限制需要转弯,转弯处应使用角度大于 120°的锻钢弯头。

4.1.2.7.6管线每隔 10m~15m、转弯处用水泥基墩加地脚螺栓或地锚、预制基墩固定牢靠,悬空处应支撑牢固;若跨越 10m 宽以上的河沟、水塘等障碍,应架设金属过桥支撑;距出口 0.3m~0.5m处用水泥基墩加双地脚螺栓或双地锚或预制基墩固定牢靠;

4.1.2.7.7水泥基墩的预埋地脚螺栓直径不小于 20mm,长度大于 0.5m;水泥墩基坑尺寸:长×宽×深为 0.8m×0.8m×1.0m;遇地表松软时,基墩坑体积应大于 1.2m3。压板尺寸为:宽度不小于100mm,厚度不小于 10mm;

4.1.2.7.8放喷管线出口接至距井口 50m 以远的放喷池,出口距各种设施不小于 30m,出口应安装点火筒,配备 3 种以上的有效点火装置,防火带宜按放喷池周边 30m 设置。

4.1.3 钻具内防喷工具

4.1.3.1气层钻井作业中,应在钻柱下部安装钻具止回阀;下述特殊情况应有相应的防喷措施

4.1.3.1.1处理井下事故、复杂的钻具组合;

4.1.3.1.2穿心打捞测井电缆及仪器组合;

4.1.3.1.3传输测井钻具组合;

4.1.3.1.4 尾管固井钻具称重作业;

4.1.3.2钻具止回阀的安装位置:

4.1.3.2.1常规钻进、通井等钻具组合,止回阀接在钻头与入井第一根钻铤之间;


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