资源描述
8 November 2019,中国石油天然气集团公司固井技术规范 编制情况汇报,汇报人：刘爱萍 2010年8月18日,8 November 2019,汇 报 提 纲,编制过程简介 规范主要内容 技术指标释义,8 November 2019,任务来源,2008年集团公司规章制度重大制、修、订项目 由工程技术分公司立项并完成编制，委托海洋工程公司渤星公司(原工程技术研究院)协助编制,8 November 2019,编制过程,2008年3月12日，北京，工程技术分公司，完成规范框架结构设计 2008年3月31日，天津塘沽，完成规范征求意见稿，征求专家意见 2008年6月2528日，南戴河，专家会议，初审 征求意见稿共征集到15位专家的98条意见，形成初审稿提交专家会议讨论 2008年10月3031日，成都，专家会议，终审 初审会议结果征求机构意见 各油田和钻探公司反馈文字意见8份82条，形成终审稿提交专家会议讨论 2009年4月1822日，北京，井控巡视员会议审查，定稿 终审会议形成审查稿，提交井控巡视员会议审查 2009年6月9日，中油工程2009247号发布,8 November 2019,编制原则,全面性：内容全面涵盖固井技术环节，施工环节始于通井、终于测井 先进性：充分吸收各种技术标准、规范的优秀做法 适应性：与技术现状及发展趋势相适应 权威性：应得到各单位的广泛支持、认可,理顺与油田公司的关系，保持技术法规的连贯性,8 November 2019,体现原则的方式,全面性 根据固井技术特点按不同作业环节和类型设计规范总体结构 先进性 参考现行有效的技术规范和标准，以技术指标不低于油公司现行有效的技术规定和行业标准为原则 技术指标接近当前技术水平或经过一定努力可以实现,8 November 2019,体现原则的方式,适应性 增加技术发展现状对固井技术的新要求，包括压力预测和评估、水泥浆掺入堵漏材料、固井施工过程质量评价，并分章专列有关特殊井、特殊工艺和特殊作业的内容 根据对高压天然气井固井的经验和理论总结，特别规定反挤注水泥技术的适用条件 权威性 广泛征求专家意见。争议的内容以专家意见为最终结果，意见集中的内容由专家讨论确定,8 November 2019,规范的结构,按Schlumberger观点(刘大为等编译，现代固井技术),按工程项目管理程序划分,8 November 2019,规范的结构,编制期间得到工程技术分公司大力支持 钻井工艺处和科技处领导多次具体指导编制工作 修改定稿后共计九章二百一十条,8 November 2019,初审共征求12个单位15位专家意见(不包括集团公司和渤星公司),8 November 2019,征求意见稿的专家意见在各章节的分布,第一层次 固井设计 固井质量评价 第二层次 固井准备 文字组织问题 固井施工 特殊井固井 挤水泥和注水泥塞 文字组织问题,从专家意见分布情况分析，专家关心的重点分为两个层次,8 November 2019,初审会议共23位专家参与评审,8 November 2019,终审共返回8份文字意见，25位专家参加终审会议,8 November 2019,终审会议收到反馈信息的8个单位 (不包括集团公司和海洋公司),8 November 2019,初审稿的专家意见在各章节的分布,意见增加的章节 固井准备 固井施工 固井质量评价 特殊井固井,专家意见集中在技术细节上，重点仍然是前五章内容,8 November 2019,38名井控巡视员和有关领导参加文稿审查,8 November 2019,前期工作,调研技术法规4件,8 November 2019,前期工作,调研现行有效的技术标准22件,8 November 2019,前期工作,调研现行有效的技术标准22件,SY/T 5374-2006代替SY/T 5374-2000、SY/T5730-1995、SY/T 5475-92、SY/T5479-92、SY/T 5701-95、SY/T 6026-1994,8 November 2019,前期工作,调研现行有效的技术标准22件,8 November 2019,前期工作,调研现行有效的技术标准22件,8 November 2019,前期工作,调研现行有效的技术标准22件,8 November 2019,前期工作,调研5个油田11件规定、规范和标准,8 November 2019,前期工作,调研主要文献资料6份,8 November 2019,汇 报 提 纲,编制过程简介 规范主要内容 技术指标释义,8 November 2019,重要内容,总则 确认了“固井是钻井工程环节” ，指出固井质量的作用是“延长油气井寿命和发挥油气井产能” 适应国情需要提出应采用“先进适用固井技术” 突出了固井设计的严肃性，再次强调“应严格按设计施工”,8 November 2019,重要内容,第二章 固井设计 规定了设计依据和设计内容 明确了影响固井质量的五大方面 指出了重要数据应获得验证，暗示现场数据可能存在误差,8 November 2019,重要内容,第二章 固井设计 温度预测中认可了温度模拟器的井下循环温度计算结果 给出了套管螺纹的一般选用原则 给出了必须安放扶正器的位置，并暗示应采用专用软件优化扶正器 首次明确提出了水泥浆沉降稳定性和水泥石渗透率试验,8 November 2019,重要内容,第二章 固井设计 明确了采用软件模拟固井过程 提出了水泥量计算时容易忽略的问题 明确了应尽量采用环空憋压候凝 明确了施工组织和应急预案原则,8 November 2019,重要内容,第三章 固井准备 给出了窄安全密度窗口条件下的压稳指标 给出了通井时调整钻井液的性能指标 给出了不同井况固井时对水泥车的额定压力指标要求 给出了与国外招投标要求一致的水泥头技术指标 明确提出了对流量计的要求：流量、压力、密度三参数计量,8 November 2019,重要内容,第四章 固井施工 明确了大尺寸套管在悬重超过100t时应采用卡盘 提出了较全面的下套管速度控制因素 给出了注水泥前的钻井液性能指标 给出了水泥浆密度均匀的指标 明确了同时采用仪表计量和人工计量 给出了施工过程质量的评价方法,8 November 2019,重要内容,第五章 固井质量评价 提出了声幅变密度综合评价不合格的井如经过试油、射孔等作业证实不影响开发，可视为水泥胶结质量合格 给出了采用固井过程质量评价结果进行固井质量评价的条件 提出试压压力高于25MPa时应根据水泥石强度发展情况确定试压时间 给出了在碰压后进行试压的试压方法,8 November 2019,重要内容,第六章 特殊井固井天然气井 明确了对套管螺纹的要求 对分级固井的适应性进行了明确界定 提出了尾管重合段的技术指标 提出了更高的水泥浆稳定性、水泥石性能、水泥浆密度指标 强调了环空加回压候凝技术 认可了反挤注水泥方法,8 November 2019,重要内容,其他 增加了内管注水泥内容 增加了注水泥塞和挤水泥的内容 对尚不成熟的技术未在规范中体现，如储气库井、煤层气井、页岩气井等,8 November 2019,汇 报 提 纲,编制过程简介 规范主要内容 技术指标释义,8 November 2019,第九条 井底温度的确定方法,确定井底温度以实测为主 目前的技术水平除了可以通过测井方法得到静止温度外，也可以在通井循环时测量循环温度 根据各油田的经验，给出了经验法确定静止温度和循环温度的公式 钻井液出口温度取循环12周，经验系数取0.750.90 认可了数值模拟器的温度模拟结果 数值模拟技术已广泛应用于固井设计软件，在初始参数准确的情况下精度高于经验法,8 November 2019,第十二条 管柱强度校核的安全系数,按油勘字200432号文件固井技术规定 在第十条规定了等安全系数设计方法并采用双轴应力校核，在高压油气井、深井超深井、特殊工艺井采用三轴应力校核 双轴应力：Sc1.125，Si 1.10，244.5mm(含244.5mm)以上的套管St 1.6，244.5mm以下的套管St 1.8 未完全采纳三轴应力设计方法，SYT 5322-2000套管柱强度设计方法 三轴应力： Sc=1.001.125，Si =1.051.15，St =1.602.00，标准隐含的系数Stri 1.3,8 November 2019,第十三条 盐膏层井段的高强度管柱长度,按油勘字200432号文件固井技术规定和中油钻字1992196号文件固井技术规定 套管抗挤载荷计算取上覆地层压力梯度值，且该段高强度套管柱长度在膏盐层段上下至少附加100m 因现场实际使用较少，未规定采用超厚壁套管、双层套管等情况,8 November 2019,第十六条 套管螺纹的一般选用原则,按李克向.实用完井工程.北京:石油工业出版社;2002:173-174 数据来源与管材研究所研究结果,8 November 2019,第十九条 套管扶正器安放最低要求,根据井径、井斜和方位测井数据进行套管扶正器设计并结合具体井下情况优化套管扶正器数量和位置 暗示采用计算机模拟技术 结合实践经验，给出了套管扶正器数量和位置最低要求 套管扶正器安放至少应做到套管鞋及以上3050m每根套管安放一只、含油气层井段每根套管安放一只、分级箍等工具上下3050m每根套管安放一只,8 November 2019,第二十二条 前置液使用量问题,按环空水力学原理和实践经验，考虑到环空尺寸和容积不同，讨论确定了两个控制指标，任选一个即可 在不造成油气侵及垮塌的原则下，一般占环空高度300500m或接触时间710min 与油勘字200432号文件固井技术规定相同 保持法规连贯性,8 November 2019,第二十四条 水泥浆密度差问题,水泥浆密度一般应比同井使用的钻井液密度高0.24g/cm3以上 孔隙地层相对容易通过堵漏措施将漏失压力提高 0.24g/cm3 ，因此“一般”的含义主要针对孔隙地层 漏失井和异常高压井应根据地层破裂压力和平衡压力原则设计水泥浆密度 主要指裂缝性地层和窄安全密度窗口条件，在天然气井固井中另行规定密度差不超过0.12g/cm3,8 November 2019,第二十五条 水泥浆稠化时间问题,针对一次注水泥、尾管固井、分级固井规定了稠化时间的一般要求 固井水泥浆的稠化时间一般应为施工总时间附加12h 尾管固井的水泥浆稠化时间至少应为配浆开始至提出（或倒开）中心管并将多余水泥浆冲洗至地面的总时间附加12h 分级固井的一级水泥浆稠化时间至少应为从配浆开始至打开循环孔并将多余水泥浆冲洗至地面的总时间附加12h 与油勘字200432号文件固井技术规定相同 保持法规连贯性,8 November 2019,第二十六条 水泥浆滤失量问题,控制水泥浆的滤失量是必须的工作 一般井固井时水泥浆滤失量应小于150ml（6.9MPa，30min） 气井、定向井、大位移井和水平井以及固井尾管时应控制水泥浆滤失量小于50ml 根据地层条件，充填水泥浆滤失量一般不大于250ml 新的研究结果显示 控制水泥浆的滤失量不仅能够保持井下水泥浆性能与地面试验尽量一致，提高水泥浆稳定性，保护产能，而且对于提高环空水力胶结具有重要意义,8 November 2019,第二十七条 水泥石抗压强度问题,水泥石强度指标有两种意见：12MPa或14MPa，实际差异不大，因此讨论后取高限 生产套管固井时，封固段顶部水泥石2448h抗压强度应不小于7MPa，产层段水泥石2448h抗压强度应不小于14MPa 养护压力和温度依据井深条件而定 强度指标与其他力学指标密切相关 强度、弹性模量等与井下条件和密度有关 渗透率和更高的强度指标天然气井固井中另行规定,8 November 2019,第三十一条 高温固井水泥石强度衰退问题,现行的API水泥以硅酸盐水泥为基本材料 硅酸盐水泥在高温下存在强度衰退现象规定了一般的高温条件下硅粉掺量 井底静止温度超过110时应在水泥中加入30%40%的硅粉 更高的掺量要求在热采井固井中另行规定,8 November 2019,第三十六条 管柱下部的连接问题,表层套管和技术套管下部的几根套管可能在钻进时发生脱扣引起钻井事故，因此规定： 表层套管和技术套管的套管鞋至浮箍以上23根套管的螺纹应采用螺纹粘接剂粘接，必要时可以同时采用铆钉冷铆 技术原理在甲方手册中有论述,8 November 2019,第五十七条 压稳油气层的指标问题,规定了下套管前必须压稳油气层，给出了窄安全密度窗口条件下的压稳油气层指标 窄安全密度窗口条件下控制气井的油气上窜速度小于20m/h，控制油井的油气上窜速度小于15m/h 与油勘字200432号文件固井技术规定相同，来源与大港油田的实践和甲乙双方的共同认可 在油勘字200767号文件高压、酸性天然气井固井技术规范(试行) 中规定高压酸性天然气井油气上窜速度小于10m/h，与1976年原钻井局关于“压而不死、活而不喷”的钻井液保护储层的规定相同,8 November 2019,第五十九条 通井时钻井液性能调整问题,针对钻井液滤饼的摩阻系数给出了定量指标 水平位移500m的定向井摩阻系数控制在0.10之内 水平位移500m的定向井摩阻系数控制在0.08之内 井深3500m的直井摩阻系数控制在0.15之内 井深3500m的直井摩阻系数控制在0.12之内 详见邹来方主编大港钻井工程师手册,8 November 2019,第六十二条 到井套管检查和准备问题,规定了到井套管摆放规则、入井套管要求和备用套管数量 到井套管应按下井顺序卸车，在管架上摆放时不宜超过三层 不能入井的套管：接箍余扣超过2扣、接箍有裂纹、螺纹有损伤；本体有裂纹、弯曲、凹痕深度超过名义壁厚12.5%；本体表面锈蚀程度超过名义壁厚12.5%；无法辨认的套管 备用套管数量推荐方法： 表层套管一般备用1根； 技术套管和生产套管总长不超过2500m时备用3根 技术套管和生产套管总长25003000m时备用5根 技术套管和生产套管总长超过3500m时备用6根 有一种意见按百分比准备套管，但讨论后未采纳,8 November 2019,第七十二条 关于含外加剂混合水的问题,现场需要提前配制混合水，对于含有外加剂特别是含缓凝剂的混合水，防止时间过长后容易失效，因此规定了进行现场复核试验的时间 配制完成48h后仍未固井时，固井前应重新进行现场复核试验 特殊复核时间要求各油田可以根据需要确定 西南油气田、塔里木油田等有更严格的要求，需在实施细则中体现,8 November 2019,第七十三条 水泥车的型号选择问题,按额定工作泵压级别规定了不同井况的水泥车选用原则 浅井、中深井可以使用最高工作泵压不小于40MPa的水泥车 深井、超深井和特殊作业井宜使用工作泵压70100MPa的水泥车 特殊条件固井时水泥车应具备批混、批注能力 高密度和超低密度水泥浆固井、尾管固井、水平井固井宜采用批混、批注方式注水泥,8 November 2019,第七十五条 水泥头的压力级别选择问题,水泥头选用原则 508mm、339.7mm水泥头试压21MPa 244.5mm、177.8mm水泥头试压35MPa 小于177.8mm的水泥头试压49MPa 该指标高于SYT 53942004 固井水泥头及常规固井胶塞 与国外技术服务要求相同，国内部分油田和生产厂家已采用该指标,8 November 2019,第八十四条 下套管时的螺纹变形问题,针对悬重较大的大尺寸套管的下套管时容易出现螺纹变形进而引起螺纹旋合不到位的问题，特别规定了使用气动卡盘 悬重超过100t的大尺寸套管宜采用气动卡盘下入井内 根据经验339.7mm套管在大约悬重120t以后螺纹旋合余扣增加， 244.5mm套管在大约悬重180t以后螺纹旋合余扣增加 气动卡盘在国外是常规工具，我国使用情况不普遍,8 November 2019,第九十五条 注水泥前钻井液性能调整问题,根据现场经验和文献研究结果，给出了固井前钻井液性能调整指标 注水泥前应以不小于钻进时的最大环空返速至少循环2周 钻井液粘切控制 钻井液密度1.80g/cm3时，屈服值15Pa，塑性粘度4075mPa.s 与油勘字 2007 67号文件高压、酸性天然气井固井技术规范(试行) 和SYT 65922004固井质量评价方法相同,8 November 2019,第九十七条 注水泥时的水泥浆密度要求,根据现场实际情况，给出了注水泥时的水泥浆密度保持均匀的指标 与第七十七七十九条的仪器仪表要求对应 注水泥应按设计连续施工 平均密度与设计密度误差不超过0.02g/cm3 现场作业有相当比例以人工控制为主，该条款暗示应采用密度自动控制系统 指标适应现场实际情况，但仍低于自动控制系统的要求,8 November 2019,第一百条 候凝的要求,根据文献资料和现场经验给出两个定量指标 候凝时间应保证表层及技术套管的水泥石抗压强度不低于3.5MPa 防止再次开钻时的下部管柱脱扣、底部水泥石掉块等问题 井口憋压候凝时，管内压力高于管外压力2.03.0MPa 井口憋压候凝是浮箍(浮鞋)失效后不得已的措施，控制管内压力在较低水平的目的是减轻管柱膨胀对第一界面胶结的影响,8 November 2019,第一百零二条 固井过程质量评价,根据多数固井公司、油田、专家意见，参照 SYT 65922004固井质量评价方法给出了对固井过程进行质量评价的定量指标 为提高施工水平提出一种可参照的定量标准 为解决可能的固井质量争议提供一种方法和依据 为可能的甲方负责固井质量做好技术准备 在第一百一十七条、第一百一十八条规定了适用条件,8 November 2019,第一百条 固井过程质量评价,8 November 2019,第一百零七条 水泥浆的设计返深标准,参照中油工程字2006274号关于进一步加强井控工作的实施意见、油勘字200432号文件固井技术规定和油勘字 2007 67号文件高压、酸性天然气井固井技术规范(试行) 表层套管：返深应返到地面。 技术套管：至少返至中性(和)点以上300m，遇到油气层生产套管相同。 生产套管：进入上一层技术套管内或超过油气层顶界300m 高危地区：生产套管应返至上一层技术套管内，且形成的水泥环面应高出已经被技术套管封固的喷、漏、塌、卡、碎地层以及全角变化率超出设计要求的井段以上100m 热采井和高压、高含酸性气体的油气井：各层套管均应返至地面,8 November 2019,第一百零八条 管内水泥塞和人工井底,参照中油钻字1992196固井技术规定和油勘字200432固井技术规定 技术套管水泥塞：距阻流环20m 生产套管水泥塞：距阻流环10m 人工井底：油层以下15m,8 November 2019,第一百一十条 水泥环评价,参照油勘字200432号文件固井技术规定 常规密度和低密度水泥分别制定综合解释标准 密度强度有效应力关系的唯一性,8 November 2019,第一百一十二条、第一百一十三条 质量鉴定,参照中油工程字2006274号关于进一步加强井控工作的实施意见、油勘字200432号文件固井技术规定和油勘字 2007 67号文件高压、酸性天然气井固井技术规范(试行) 水泥环面应超过油气层顶界50m 井深浅于2000m的井，油气层顶界以上连续胶结中等以上的水泥环长度不少于10m。对于井深深于2000m的井，油气层顶界以上连续胶结中等以上的水泥环长度不少于20m 高压、高含酸性气体、高危地区的油气井，中等胶结以上井段达到封固井段长度的70%,8 November 2019,第一百一十九条 套管柱试压问题,主要参考SY5467-92 套管柱试压规范 试验时间：表套在固井结束24h后；技套和油套在水泥胶结测井后进行 试压指标：抗内压强度和井口额定压力中最小值的80%，稳压30min压力降低应不超过0.5MPa 根据川渝地区高压气井实际情况，增加试压压力高于25MPa时的规定 试压压力高于25MPa时，应根据水泥石强度发展情况确定试压时间 根据大庆油田实际情况，增加碰压后立即试压内容 在碰压后进行试压时，稳压5min压力降低应不超过0.5MPa,8 November 2019,第一百二十三条第一百三十一条 天然气井固井,生产套管应选用气密螺纹套管，其上一层技术套管宜选用气密螺纹套管 慎用分级固井技术，高压、高含酸性气体井的生产套管及其上一层技术套管固井时不宜采用分级固井技术 主要目的：预防和延缓井口带压(长期气窜)问题,8 November 2019,第一百二十三条第一百三十一条 天然气井固井,根据川渝地区固井经验，特别给出了尾管固井的套管重合段和水泥塞设计指标 尾管固井时，推荐套管重合段不少于150m、尾管底部水泥塞3050m和尾管顶部水泥塞50100m 高压气井的套管重合段可以适当延长，推荐尾管底部水泥塞50100m、尾管顶部水泥塞100200m 主要目的：预防和延缓井口带压(长期气窜)问题,8 November 2019,第一百二十三条第一百三十一条 天然气井固井,根据川渝地区固井经验，特别给出了一些特殊指标 在考虑一般性能的基础上，沉降稳定性试验的水泥浆液柱上下密度差应小于0.02g/cm3 应尽量提高水泥浆的固相含量并进行水泥石渗透率和抗压强度试验。高压气井固井水泥石7天的气体渗透率应小于0.0510-3m2，7天抗压强度应不小于30MPa 裂缝性地层固井时水泥浆密度一般不超过同井钻井液密度0.12g/cm3 安全密度窗口小，因漏致窜，通过管柱居中保证顶替效率 保证安全的前提下应根据具体情况采用环空加回压候凝技术 主要目的：预防和延缓井口带压(长期气窜)问题,8 November 2019,第一百二十三条第一百三十一条 天然气井固井,关于7天水泥石气体渗透率和抗压强度指标来源 万仁溥现代完井工程提出0.001，未指明时间要求 大港油田“七五”攻关的7d试验结果：常规水泥0.05，粉煤灰水泥0.83.8 目前紧密堆积设计的低密度水泥7d试验结果: 0.01(非紧密堆积设计不可) 高于油勘字200767号文件高压、酸性天然气井固井技术规范(试行) 规定的0.005(未指明时间要求和测试流体,一般可理解为水渗透率) 常规密度水泥在混拌均匀条件下抗压强度可以达到30MPa以上 低密度水泥在紧密堆积设计和混拌均匀时抗压强度可达到30MPa以上 主要目的：预防和延缓井口带压(长期气窜)问题,8 November 2019,第一百三十六条 深井超深井固井问题,考虑到深井超深井作业的难度和可能面对的作业条件，对水泥车压力级别给出了更高的要求 水泥浆密度自动控制功能 工作泵压达到70MPa以上 采用批混、批注方式施工 主要目的：延长油气井寿命,8 November 2019,第一百三十六条 热采井固井问题,防止水泥强度衰退是热采井固井的基本问题，硅粉掺量按30%40%时强度衰退可能更严重 根据文献研究成果和实践经验，给出了更高的硅粉掺量要求 应在水泥中掺入水泥重量40%60%的硅粉 同时第一百四十四条肯定了辽河油田现行有效的做法：提拉预应力方式固井或在管柱上加装热应力补偿器 主要目的：延长油气井寿命,8 November 2019,第一百五十条 定向井、大位移井和水平井固井问题,考虑到岩屑床沉积的可能性较大，根据文献研究成果和实践经验，给出了更高的井眼准备要求 井眼稳定条件下，以固井设计的最大排量循环不小于3倍井筒容积量 循环结束后应尽快进行注水泥作业 与第一百四十六条对应 通井时应采用短起下钻处理、到底后应以钻进时的最大排量循环洗井不少于3周 必要时应考虑使用一段高粘钻井液洗井携砂，清除岩屑床、钻屑 第一百五十三条强调了应以批混批注方式注水泥，第一百五十四条强调了应优先采用大排量顶替 主要目的：提高顶替效率,8 November 2019,第一百七十九条 探水泥塞面问题,根据Slumberger和Halliburton技术手册对“green cement”的处理方法，给出了探水泥塞的安全指标 不应完全依靠水泥浆化验结果确定水泥浆凝固时间 不应完全依赖悬重变化判断水泥面 井眼较大时应在理论预计的水泥面位置以上2个立柱开始循环洗井 井眼较小时应在理论预计的水泥面位置以上34个立柱开始循环洗井 下钻发现悬重下降时应上提2个立柱后再开始循环 钻软水泥时应控制钻压，并在钻水泥塞前处理好钻井液 主要目的：保证作业安全,8 November 2019,敬请各位专家批评指正！,
展开阅读全文