《欠平衡钻井》PPT课件

1、欠平衡钻井,目 录,一、欠平衡钻井现状 二、 2007年欠平衡钻井计划 三、关于加强欠平衡钻井井控技术管理的意见,一、欠平衡钻井现状,欠平衡钻井技术现状,欠平衡钻井技术现状,欠平衡钻井技术现状,欠平衡钻井技术现状,欠平衡钻井分布,欠平衡钻井技术现状,欠平衡钻井目的：发现和保护油气层占73%，提高钻井速度占16%，防止井漏等复杂情况占11,欠平衡钻井技术现状,欠平衡目标完成情况（一季度共完成21口欠平衡井，其中四川19口，大庆、大港各1口。完成全年计划的15,2007年一季度欠平衡井实施情况,二、2007年欠平衡钻井计划,蒋总在2007年工作报告中要求“今年在保证井控安全的前提下，新钻探井中应用

2、欠平衡钻井技术的比例力争达到20%”。 近年来，内部市场中的探井和评价井为1000口左右，按20%比例计算，应有200口探井进行欠平衡施工。 20%欠平衡钻井 10%钻机使用效率提高 600口水平井,2007年为平衡钻井年,钻井行业三大目标,2007年各油田欠平衡钻井计划井数统计（各油田公司申报井数共138口，股份公司计划共201口,2007年欠平衡钻井计划,2007年各油田公司申报欠平衡钻井井别统计（预探井82口，评价井22口，开发井34口,2007年欠平衡钻井计划,2007年各油田申报井欠平衡方式统计（液相72口、气体钻井59口、气液两相7口,2007年欠平衡钻井计划,三、关于加强欠平衡钻

3、井井控技术管理的意见,规模推广欠平衡钻井技术是转变经济增长方式的又一重大举措，同时也伴随着较大井控安全风险: 欠平衡钻井就是边喷边钻，井喷不再是潜在风险。在正常的欠平衡作业时，钻井人员必须时刻面对从井里喷出的油气，探井欠平衡还面临地层未知性的风险。 我们必须加强欠平衡钻井井控工作，确保井控安全,欠平衡钻井的井控风险,欠平衡钻井相关标准,2007年1月：欠平衡钻井井控技术研讨会讨论四川石油管理 局起草的欠平衡钻井井控技术规定（初稿） 2007年3月：四川石油管理局修改形成欠平衡钻井井控技 术规定（征求意见稿） 2007年4月：征求有关单位意见，修改形成欠平衡钻井井 控技术规定（专家会审稿） 20

4、07年5月：专家审查，形成欠平衡钻井井控技术暂行规 定。 2007年7月： 下发欠平衡钻井井控技术管理的意见 (中油工程字2007377号,欠平衡钻井井控规定制定的时间进程,第一章总 则 第二章 欠平衡钻井实施条件 第三章 欠平衡钻井井控设计 第四章 欠平衡钻井施工前的准备 第五章 欠平衡钻井施工作业 第六章 欠平衡钻井的终止条件 第七章 欠平衡钻井应急处理 第八章 HSE管理 第九章 附则,欠平衡钻井井控技术暂行规定目录,第一条 为规范欠平衡钻井井控工作，推动欠平衡钻井技术推广应用和健康发展，在中国石油天然气（以下简称）石油与天然气钻井井控规定和关于进一步加强井控工作的实施意见（中油工程字2

5、006274号）等相关文件的基础上，制定本意见。 第二条 欠平衡钻井是指人为地将钻井流体静液（气）柱压力设计成低于所钻地层孔隙压力，使地层流体有控制地进入井筒并循环到地面，并在地面进行有效地控制与处理的钻井方式,第一章总 则,第三条 欠平衡钻井是发现和保护油气藏、提高机械钻速、防止井漏的方法之一。 第四条 欠平衡钻井应以有效实施井控为前提，对井控工作提出了特殊要求。本规定对欠平衡钻井的实施条件、井控设计、施工前的准备、施工作业、终止条件、应急处理和HSE管理等方面进行了规范,第一章总 则,第五条 各油气田企业应结合本油田实际，依据本意见制定本企业欠平衡钻井井控实施细则，具体指导本油田的欠平衡钻

6、井井控工作。 第六条 编制本规定时参考了相关行业及企业标准。 第七条 本意见适用于陆上欠平衡钻井作用,第一章总 则,参考标准： 1. 关于进一步加强井控工作的实施意见（中油工程字2006274号） 2.SY/T 6426-2005 钻井井控技术规程 3. SY/T 5087-2005 含硫化氢油气井安全钻井推荐作法 4. SY/T 6543.1-2003欠平衡钻井技术规范 第1部分：设计方法 5. SY/T 6543.2-2003 欠平衡钻井技术规范 第2部分：井口压力控制装置及地面装置配备要求 6. SY/T 6543.3-2005 欠平衡钻井技术规范 第3部分：施工规程 7. SY/T 6

7、551-2003 欠平衡钻井安全技术规程,参考标准： 8. Q/CNPC 63.1-2002 欠平衡钻井技术规范 第1部分：井场布置原则及要求 9. Q/CNPC 63.2-2002 欠平衡钻井技术规范 第2部分：装置与工具的配备、安装及调试 10. Q/CNPC 91-2003 欠平衡钻井技术规范-录井技术规定 11. Q/CNPC-CY 807-2006 天然气、氮气、柴油机尾气钻井操作规程 12. Q/CNPC-CY 808-2006 空气钻井技术规范 13. Q/CNPC-CY 809-2006 欠平衡井操作规程 14DACC：ID 94-03 Underbalanced Drilli

8、ng 加拿大钻井承包商协会钻井完井委员会编制的欠平衡钻井推荐作法,第八条 地质条件 （一）地层压力、温度基本清楚。 （二）地层岩性、敏感性基本清楚。地层稳定性满足实施欠平衡钻井的要求。 （三）地层流体特性、组分、产量基本清楚，地层流体中硫化氢含量低于75mg/m3 (50ppm)。 说明： SY/T 5087含硫油气井安全钻井推荐作法规定含硫化氢天然气指天然气的总压等于或大于0.4Mpa,而且该气体中硫化氢分压等于或高于0.0003MPa；或H2S含量大于75mg/m3（50ppm）的天然气。 美国工业卫生协会标准中一氧化碳的暴露临界浓度为50ppm，200ppm是人员可在该环境中安全工作23

9、小时的一个阈值,第二章 欠平衡钻井实施条件,第九条 井眼条件 对主要目的层欠平衡钻井，上一层套管应下至欠平衡钻井井段顶部；对于气体钻井，上层套管抗外挤强度应按全掏空进行设计，安全系数大于1.125；固井质量合格，满足欠平衡钻井施工要求。 第十条 装备条件 钻井装备及专用装备、工具、仪器等满足欠平衡钻井施工的工艺及安全要求,第二章 欠平衡钻井实施条件,第十一条 环境条件 应满足具体实施的欠平衡钻井工艺及钻井流体处理的相关要求。 第十二条 队伍条件 欠平衡技术服务队伍应具备主管部门颁发的相应资质；钻井队应具备乙级以上资质（含乙级,第二章 欠平衡钻井实施条件,第十三条 欠平衡钻井井控设计应以钻井地质

10、设计提供的岩性剖面、岩性特征、压力剖面、地温梯度、油气藏类型、地层流体特性及邻井试油情况等资料为依据。 第十四条 欠平衡钻井井控设计应纳入钻井工程设计，其井身结构、井控装备配套和井控措施等方面的设计应满足欠平衡钻井的特殊安全要求,第三章 欠平衡钻井井控设计,第十五条 欠平衡钻井方式的选择和欠压值的确定应综合考虑地层特性、井壁稳定性、地层孔隙压力、地层破裂压力、预计产量、地层流体和钻井流体的特性、套管抗内压及抗外挤强度和地面设备处理能力等因素。油气储层不能实施空气钻井或以空气为介质的雾化钻井,第三章 欠平衡钻井井控设计,第十六条 防喷器组合 （一）根据设计井深、预测地层压力、预计产量及设计欠压值

11、等情况，选择压力级别匹配的旋转防喷器或旋转控制头。 （二）旋转防喷器或旋转控制头安装在常规钻井井口防喷器组合之上。 （三）井口装置通径应大于钻井、完井作业管串及附件的最大外径,旋转防喷器,典型欠平衡防喷器组合,第三章 欠平衡钻井井控设计,第十七条 油气储层欠平衡钻井需另外安装并使用一套独立于常规节流管汇的欠平衡钻井专用节流管汇，其压力级别不低于旋转防喷器或旋转控制头的额定工作压力。欠平衡钻井过程中不允许使用常规节流管汇。 第十八条 气体欠平衡钻井施工使用不带旁通口的旋转防喷器或旋转控制头时，应在其与常规防喷器组之间安装一个专用三通或四通，作为欠平衡钻井的导流通道。 第十九条 选择的钻机底座的高

12、度应满足欠平衡钻井井口装置的安装高度要求。 第二十条 液相欠平衡钻井应配备液气分离器，油井应配备撇油罐和储油罐,第三章 欠平衡钻井井控设计,第二十一条 钻具组合 （一）转盘钻进使用六方方钻杆。 （二）使用达到一级钻具标准的18台肩钻杆。 （三）在近钻头位置至少安装一只常闭式钻具止回阀；气体钻井使用的所有钻具止回阀应是气密封试压合格产品。 第二十二条 燃烧管线或排砂管线应顺着季风方向延伸距井口75m以远的安全地带，并修建燃烧池和挡火墙。燃烧池大小和挡火墙的高度应满足欠平衡钻井安全要求。燃烧管线上安装防回火装置，出口应安装自动点火装置，其点火间隔时间不大于3秒；同时应备用其它点火手段。 第二十三条

13、 应为欠平衡钻井配备综合录井仪。录井队和欠平衡钻井服务队伍的监测设备应满足实时监测、参数录取的要求。气体钻井时，岩屑取样器距井口不少于30m,第三章 欠平衡钻井井控设计,第二十四条 井场条件应满足欠平衡钻井装备的布置和安全作业基本要求。实施气体钻井时，供气设备中之内燃机排气管应加装灭火罩，供气设备至井口的距离不小于15m。 第二十五条 应有针对欠平衡钻井的施工作业指导书，并明确健康、安全与环境保护的具体措施。（安全意见：应编制欠平衡钻井HSE作业指导书，对健康、安全、环保方面的风险进行辨识，并针对所识别出的风险，制定具体的风险防范措施，以满足技术、工艺、设备等方面安全生产的要求,第三章 欠平衡

14、钻井井控设计,第二十六条 由建设方组织相关施工单位成立现场欠平衡施工领导小组，明确岗位、职责及权限；由该领导小组组织施工前现场办公和开工验收，落实施工作业各项准备工作、技术要求等事项，组织所有作业人员进行技术培训和技术交底。 第二十七条 旋转防喷器或旋转控制头以及节流管汇的试压：在不超过套管抗内压强度80和井口其它设备额定工作压力的前提下，静压用清水试压到额定静密封压力的70，动压试压不低于额定动密封压力的70。稳压时间不少于10min，最大压降不超过0.7MPa,第四章欠平衡钻井施工前的准备,第二十八条 所有欠平衡钻井装备安装完毕和试压后，做欠平衡钻井循环流程试运转。运转正常，连接部位不刺不

15、漏，正常运转时间不少于10min。 第二十九条 在开发井实施欠平衡钻井时，现场至少储备可用体积大于1.5倍以上井筒容积、密度高于设计地层压力当量钻井液密度0.2g/cm3以上的钻井液；在探井实施欠平衡钻井时，现场至少储备可用体积大于2.0倍以上井筒容积、密度高于预计地层压力当量钻井液密度0.2g/cm3以上的钻井液；现场还应储备足够的加重材料和处理剂。 第三十条 在欠平衡钻井施工前，建设方组织相关施工作业单位按规定进行检查验收,不满足欠平衡钻井安全施工条件的，不得批准开钻,第四章欠平衡钻井施工前的准备,第三十一条 在欠平衡钻井全过程中，钻井监督和井队干部应全天候井场值班。 第三十二条 严格按照

16、设计及井控规定进行施工。若需对设计内容进行变更，现场领导小组研究后以书面形式上报，由建设方出具书面变更通知单后执行。对于危及人身、井下安全的紧急情况，现场应先行处理，控制险情，然后变更设计。 第三十三条 欠平衡钻井中，当发现返出量明显增多或套压明显升高时，应关井求压，并根据地层压力重新确定合理的钻井液密度,第五章欠平衡钻井施工作业,第三十四条 液相欠平衡钻井时，钻井队坐岗人员、录井队和欠平衡服务单位值班人员应根据职责分工，实时观察并记录循环罐液面、钻井参数、钻井液性能、气测烃值、返出量、火焰高度等变化情况，发现异常按规定及时报告值班监督和值班干部。 第三十五条 套压控制应以立管压力、循环罐液面

17、和排气管出口火焰高度或喷出情况等为依据，综合分析，适时进行调整。 第三十六条 气基流体钻井时，如果钻具内压力无法正常泄掉，不允许卸开钻具，应进行压井处理,第五章欠平衡钻井施工作业,第三十七条 每趟起钻前，应对半封闸板防喷器进行关、开检查；每趟下钻前，应对全封闸板防喷器进行关、开检查；并对控制系统进行检查。 第三十八条 带压起下钻期间，根据设备作业能力控制井口套压，专人观察、记录套压变化，发现异常应及时处理；当上顶力达到钻具浮重（去掉钻具在钻井液中承受的浮力后的重量）的80%时，必须使用不压井起下钻装置。 第三十九条 液相欠平衡钻井带压起钻作业期间，应及时向井内注入钻井液，注入量应与起出钻具体积

18、（以钻具外径计算）基本相同，发现异常情况及时处理并报告,第五章欠平衡钻井施工作业,第四十条 每趟起钻时，应将已入井使用过的具有单向流动控制作用的阀卸下来，由专人仔细检查，确认功能完好后，方可再次入井。 第四十一条 带压测井应使用专用电缆防喷器，其上要安装防喷管，测井仪器长度应小于防喷管长度；带压测井防喷装置的压力等级应满足井口控制压力要求；带压测井过程中，录井队、钻井队均应派专人观察记录套压，发现异常及时报告。 第四十二条 带压下油管作业时，如果油管串底部连接有筛管，该筛管的长度应小于井口防喷器组合中最下部的全封闸板顶面到旋转防喷器下胶心底端的距离,第五章欠平衡钻井施工作业,第四十三条 欠平衡

19、钻井作业过程中，若出现以下情况应立即终止欠平衡钻井作业： （一）自井内返出的气体，包括天然气，在未与大气接触之前所含硫化氢浓度等于或大于75mg/m3(50ppm)；或者自井内返出的气体，包括天然气，在其与大气接触的出口环境中硫化氢浓度大于30mg/m3（20ppm）； （二）实施液相欠平衡钻井时，自地层中溢出的油、气、水严重影响钻井液性能，并导致欠平衡钻井不能正常进行； （三）钻具内防喷工具失效； （四）欠平衡钻井设备不能满足欠平衡钻井要求； （五）实施空气钻井时，监测到可燃气体含量超过3%，停钻循环观察10min；若可燃气体含量仍继续上升达到5%，则应立即停止空气钻井； （六）井眼、井壁条件不满足欠平衡钻井正常施工要求时,第六章欠平衡钻井的终止条件,第四十四条 欠平衡钻井的应急预案应至少包括以下六个方面（安全意见：增加“的情况：”） （一）出现有毒、有害气体； （二）套压超过设计上限； （三）发生井下复杂； （四）钻遇高产、高压油、气、水层； （五）循环压力出现异常变化；（勘探与生产分公司意见：要明确“循环压力”的具体名称）