DB37T 4311-2021 干热岩钻探技术规程.pdf
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6.3.5 大钳的安装
6.3.5.1B型大钳和钻杆钳的钳尾销应齐全牢固。 6.3.5.2B型大钳的吊绳和尾绳,应分别选用Φ13mm和Φ22mm的钢丝绳,其悬挂滑车的公称载荷应 大于30kN。 6.3.5.3钻杆钳的吊绳应选用Φ16mm的钢丝绳,其悬挂滑车的公称载荷应大于50kN
3.6气控系统和液控系
6.3.6.1气控台和液控台的仪表应齐全、灵敏可靠。 6.3.6.2气液管线均应排列规整,各阀件工况良好;冬季施工安全标准规范范本,应做好防冻。 6.3.6.3检修保养绞车时,应切断气源或关闭动力
6.3.7动力机组的安装
3.7.1并车联动装置的顶杠应灵活,各防护罩应齐全完好、固定牢靠,螺栓应有防松措施。 3.7.2动力机与钻机、并车联动装置、减速箱之间,宜采用柔性连接;如采用万向轴节连接 断面平行度应符合安装要求。
6.3.8泥浆泵及管汇的安装
6.3.8.1安装应平稳牢固,转动部位应有防护罩。 6.3.8.2弹簧式安全阀应垂直安装,并戴好护帽;其开启压力不应超过循环系统各部件的最低额定压 力。 6.3.8.3预压式空气包应充装氮气,充气压力为泥浆泵工作压力的20%~30%。 6.3.8.4高低压阀门、地面高压管线宜安装在水泥基础上,高压软管两端与硬管连接处应安装安全绳, 高低压阀门应做到螺栓紧固、手轮齐全、开关灵活且无渗漏,
3.8.1安装应平稳牢固,转动部位应有防护罩。 3.8.2弹簧式安全阀应垂直安装,并戴好护帽;其开启压力不应超过循环系统各部件的最低额 3.8.3预压式空气包应充装氮气,充气压力为泥浆泵工作压力的20%~30%。 3.8.4高低压阀门、地面高压管线宜安装在水泥基础上,高压软管两端与硬管连接处应安装安 低压阀门应做到螺栓紧固、手轮齐全、开关灵活且无渗漏,
6.3.8.1安装应平稳牢固,转动部位应有防护罩。
6.3.9固控系统的安装
3.9.1钻并液罐和高架槽宜有1:100的坡度,并铺设网状钢板通道,护栏应齐全、紧固, 仪表灵敏准确,连接管线不泄漏。
6.3.9.1钻井液罐和高架槽宜有1:
6.3.10电气系统的安装
6.3.10.1井场主电路宜采用YCW型防油胶套电缆,照明电路宜采用YZ型电缆;电缆宜敷设在电缆桥 内,地埋过路应有保护钢管。 6.3.10.2电缆架空时,应分路架设在高度大于3m的电杆上,距柴油机、井架绷绳不小于2.5m,且 不应过油罐上空。 6.3.10.3电器设备和照明灯具均应分设开关。 6.3.10.4电气设备接地电阻应小于42;配电柜金属构架接地电阻应小于102,所配绝缘胶垫应大 于1m。 6.3.10.5野营房的进户线应加设绝缘护套管,并安装漏电保护设备。 6.3.10.6移动照明灯应选用安全电压工作灯。
7.1.1应根据地层岩性特点、地层压力、井温、井场条件等,选择安全、环保、高效的钻进工艺方法。 7.1.2软至中硬地层,宜采用喷射钻进工艺。 7.1.3无流体或含流体很少的硬岩,宜采用空气潜孔锤钻进工艺(含雾化钻进工艺、空气泡沫钻进工 艺)。 7.1.4易漏失的稳定地层,宜采用气举反循环钻进工艺。 7.1.5易漏失的不稳定地层,宜采用可循环泡沫钻井液钻进工艺。 7.1.6常用钻进工艺见附录F。
7.2.1.1钻链直径应满足下套管的需要,且为套铣留足空间;钻链长度可根据中和点法计算确定 7.2.1.24000m以深的直井及3000m以深的定向井,宜进行钻柱强度设计(可参见K.6)。 7.2.1.3宜设计随钻震击器、井下动力钻具。 7.2.1.4施工周期较长,钻具组合宜设计防磨措施。 7.2.1.5高温井段,应设计并使用内防喷工具。 7.2.1.6常用钻具组合,见表1。
7.2. 2 钻头设计
7.2.2.1根据地层特点对钻头初选,并根据使用情况进行调整, 7.2.2.2软至中硬且不含砾石的地层,宜选用PDC钻头;硬至极硬的研磨性地层,宜选用镶齿牙轮铝 头或孕镶金刚石钻头、巴拉斯钻头、天然金刚石钻头。 7.2.2.3井底温度大于150℃,宜选用金刚石钻头或轴承密封方式为金属密封的牙轮钻头。 7.2.2.4金刚石钻头的选择,见附录G。 7.2.2.5牙轮钻头的选择,见附录H。
7.2.3钻进技术参数
7.2.3.1水基钻井液正循环回转钻进工艺
该工艺的技术参数为: 排量:应能满足最低环空返速及携带岩屑的要求;如采用喷射钻井工艺,还应满足该工艺要求 的排量; 钻压:牙轮钻头0.2kN/mm~1.2kN/mm,金刚石复合片钻头0.1kN/mm~0.6kN/mm,孕镶金刚 石钻头0.1kN/mm~0.4kN/mm; 转速:牙轮钻头40r/min~450r/min,金刚石复合片钻头60r/min~300r/min,孕镶金刚石 钻头200r/min600r/min。
7.2.3.2水基钻井液正循环冲击回转钻进工艺
该工艺的技术参数为: a)钻压:球齿冲击钻头0.055kN/mm~0.2kN/mm;牙轮钻头可按常规回转钻进钻压的1/5 b)转速: 按 7. 2. 3. 1 规定选取:
该工艺的技术参数为: a 供气量:最小供气量应满足携岩和举液要求,其具有的动能应大于标况下以15.24m/s速度流 动的空气动能; 额定气压:应大于环空压力、钻头压降及钻具压降之和; 钻压:按7.2.3.1规定选取; d)转速:按7.2.3.1规定选取
7.2.3.4空气(含雾化、一次性泡沫)正循环冲击回转钻进工艺
该工艺的技术参数为: 供气量:按7.2.3.3规定选取。 b 额定气压:应大于环空压力、钻头压降、钻具压降及空气锤工作压降之和。 C 钻压:0.06kN/mm~0.08kN/mm,最大钻压不宜超过厂家推荐最大钻压。 d 转速:20r/min~50r/min。
7.2.3.5气举反循环钻进工艺
该工艺的技术参数为: a)沉没比:应大于0.6: b)空压机压力:依据式(1)确定:
空压机工作压力(MPa); T 一一气水混合器没入钻井液面以下深度(m); 一一钻井液密度(g/cm3): △p一一空气管道压力损失,一般△p=0.10MPa~0.15Mpa。 c)风量:依据式(2)确定:
式中: 一一空压机送风量(m/min); d一一岩屑上返通道直径(m); V一一钻杆内流体上返速度,一般V=3m/s~4m/s。 d)尾管长度:依据式(3)确定:
Lw一一为尾管长度(m) e)钻压:按7.2.3.1规定选取; f)转速:按7.2.3.1规定选取。
Lw一一为尾管长度(m) e)钻压:按7.2.3.1规定选取; f)转速:按7.2.3.1规定选取。
Q=(244~288)d*V
Lw =(5~10) H
7.2.3.6可循环泡沫钻井液回转钻进工艺
该工艺的技术参数为: a)排量:按7.2.3.1规定选取; b)钻压:按7.2.3.1规定选取; c)转速:按7.2.3.1规定选取
该工艺的技术参数为: a)排量:按7.2.3.1规定选取; b)钻压:按7.2.3.1规定选取; c)转速:按7.2.3.1规定选取。
7. 3. 1取心工具
见取心工具、特殊取心工具,可根据取心要求和
2取心工具及适用条件
取心钻头根据破岩方式,可分为切削型、微切削型和研磨型三种,可按表3选用。
表3取心钻头及适用条件
7.4.1定向并设计要求
7.4.1.1轨迹设计宜选择在垂直剖面内,并选择简单的轨迹。 7.4.1.2造斜点宜选在地层稳定的井段,且距上层套管鞋不宜小于50m。 7.4.1.3无特殊要求,全角变化率宜控制在3°/30m~4°/30m,不宜大于5°/30m。
7. 4. 2 定向并造斜工具
DB37/T4311—20217.4.2.2常用造斜工具可根据表4选择。表4常用造斜工具定向造斜工具钻具组合适用性钻头+螺杆钻具+弯接头+无磁螺杆钻具钻+钻链+钻杆仅适用于侧钻,且井底循环温度不大于180℃,直外壳动力钻具钻头+涡轮钻具+弯接头+无磁动力涡轮钻具钻+钻+钻杆仅适用于侧钻,不受井底温度限制。钻具造斜钻头+弯螺杆钻具+无磁钻链+适用于定向钻进、复合钻进及侧钻,井底循环弯外壳螺杆钻具钻链+钻杆温度不大于180℃。动力钻具钻头+弯涡轮钻具+无磁钻链+适用于定向钻进、复合钻进及侧钻,不受井底涡轮钻具钻链+钻杆温度限制。转盘注灰式斜向器采用常规钻具组合仅适用于裸眼侧钻、套管开窗。定向器造斜液压锚定斜向器采用常规钻具组合仅适用套管开窗。7.4.3定向仪器7.4.3.1应根据井温选择适宜的测斜仪,宜尽量选用无线随钻测斜仪。7.4.3.2有磁干扰时,应采用陀螺测斜仪。7.4.4定向钻进综合技术措施7.4.4.1宜使用G105钢级以上的二级或一级钻杆。7.4.4.2钻井液宜有良好的润滑性。7.4.4.3钻具组合中宜配备防脱压工具。7.4.4.4宜使用无线随钻测斜仪;如井底循环温度超过仪器额定工作温度,可采取井筒降温措施。7.4.4.5应实时掌握井眼轨迹,并及时调整工具面7.4.4.6全角变化率大的井段,宜定期下入专用工具修整井壁。7.4.4.7定向钻进的造斜、增斜、稳斜及降斜可参照DZ/T0260。8钻井液8.1常温钻井液8.1.1能满足的井底温度不大于120℃。8.1.2常温钻井液体系、钻井液材料和维护管理,可参照DZ/T0260。8.2高温钻井液8.2.1钻井液体系8.2.1.1能满足的井底温度大于120℃。8.2.1.2应坚持安全、环保、经济的原则,并根据地层岩性特点、地层压力、井底温度、井场条件等选择钻井液体系。8.2.1.3常用高温钻井液体系、特点及抗温能力见表5。9
表5常用高温钻井液体系
8. 2. 2钻井液材料
8.2.2.1高温钻井液造浆黏土主要有膨润土、海泡石等 8.2.2.2常用高温钻井液处理剂见表6。
3.2.2.1高温钻井液造浆黏土主要有膨润土、海泡石等
3.2.2.2常用高温钻并液处理剂见表6
表6常用高温钻井液处理剂
8. 2. 3性能测试
8.2.3.1水基钻井液宜做好以下性能测试: a)做好高温老化试验,测定高温高压条件下的滤失量、流变性; 应监测井底温度和钻井液出口温度: c 抗温性评价方法见附录I。 8.2.3.2泡沫钻井液宜做好以下性能测试: a)测量发泡基液的发泡量和半衰期,确定发泡基液的配方和性能; b)对基液的抗盐、抗钙、抗油污染性能进行评价:
8.2.3.1水基钻并液宜做好以下性能测试: a)做好高温老化试验,测定高温高压条件下的滤失量、流变性: b)应监测井底温度和钻井液出口温度;
一次性泡沫钻井液的发泡量不低于500mL,半衰期不低于60min; d 可循环泡沫钻井流发泡量不低于250mL,半衰期不低于72h;应检测密度、黏度、切力、滤失 量等性能: e 基液发泡量与半衰期的试验评价方法,以及基液的抗盐、抗钙、抗油污染性能评价方法,见附 录。
8.2.4高温钻并液维护与管理
8.2.4.1水基钻并液维护与管理
a 井口温度超过75℃,应采取地面冷却措施; b 定期检测高温高压性能,包括滤失量、滤饼厚度、可压缩性和渗透率、摩擦系数、流变性能、 润滑性能等; c) 定期检测热稳定性,分别检测钻井液在并底温度和设计温度下24h或48h老化后的性能; d) 定期检测黏土的含量、低密度固相含量、总固相含量等; e 黏土含量宜控制在每方钻井液20kg以内; f 定期分析滤液的碱度、离子浓度和总矿化度; g 钻井液应加入缓蚀剂。 8.2.4.2 一次性泡沫钻井液维护与管理: a 如携带能力较差时,可提高增稠剂的加量: b) 及时监测发泡基液的发泡量和半衰期: 并下出现不稳定等情况时,应立即采取措施。 8.2.4.3可循环泡沫钻井液维护与管理: a) 如携带能力较差,可提高增稠剂的加量; b 及时清除无用固相; c) 地层不稳定时,可加大降滤失剂、抑制剂的加量,并可提高钻并液密度
9.1.1含有高压流体的开采并和勘探井,应有井控设计。 9.1.2有井控设计时,井口至周边建筑的距离应符合SY/T6426的要求。 9.1.3防喷器压力等级应与设计中的最高地层压力相匹配;无地层压力设计的,压力等级可选择 MPa 9.1.4钻井液的密度设计,应以最高地层压力当量钻井液密度值为基准;地层流体为液体的,安 加值宜为0.05g/cm3~0.10g/cm;地层流体为气体的,安全附加值宜为0.07g/cm3~0.15g/cm3。
9.2并控装置的安装、试压及使用
9.2.1并控装置的安装,应符合SY/T5964的要求
9.3并控作业和压井作业
行设计的钻井液密度,并通过短起下测定(油 古、钻进、电测、固井、停待等,均应做好井控
9.3.3钻并液静止时间过长,中间应进行循坏, 9.3.4发生溢流(井涌、井喷)时关井和压井,应执行SY/T6426 9.3.5防火、防爆、防硫化氢的技术措施,应执行SY/T6426。
10.1.1应满足地层评价、技术状态评价和生产动态研究的要求,并符合地质设计要求。 10.1.2井底温度高于175℃,应选择耐高温的电缆、仪器等;如耐温不足,可采取井筒降温措施 10.1.3放射性测井作业,应在作业区内设置警示标志;装卸放射源,非作业人员应远离作业点201 以外
测并项目包括并温、并斜、并径、自然电位、声波、电阻率和放射性等,具体测并项目可根据 求确定。
10.3.1钻探过程中应及时测量井温,间距不宜超过100m
10.3.1钻探过程中应及时测量井温,间距不宜超过100m 10.3.2完钻后的测温,应根据地质设计进行。
11. 1套管柱结构设计
11. 1. 1套管选择
1.1.1.1应满足钻完并及特殊
11. 1. 2 套管附件
套管附件的选择及安装应依据SY/T5724
11.1.3套管柱结构类型
套管柱结构类型见表8。
表8套管柱结构类型表
11. 2套管柱强度设计
11.2.1强度设计的安全系数为:抗挤安全系数(S.)=1.10~1.125;抗内压安全系数(Si)=1.05~ .15;抗拉安全系数(St)=1.60~2.00。 11.2.2技术套管在高温条件下的强度设计,应考虑其强度降低,强度降低系数A见表9。 11.2.3设计方法应依据SY/T5724。
表9不同温度下套管强度降低系数
11.3下套管作业技术要求
11.3.1下套管前应进行通井,且起下钻无阻力钻并液循环不少于2个循环周时间,且无溢流或漏失。 11.3.2套管及附件应依据设计进行检查,上扣至规定扭矩。 11.3.3最下部5根套管(含套管附件)应使用螺纹锁紧密封脂。 11.3.4按设计的套管掏空深度,定点、定量灌满钻井液。 11.3.5套管静止时间不宜超过3min。 11.3.6设专人观察并记录钻井液的返出情况,发现异常应及时采取措施,
4.1应根据地层压力、温度、封固长度、固井工艺、保温要求等,进行水泥浆设计。 .4.2设计内容应包括水泥浆配方,密度、稠化时间、滤失量、水泥石的渗透率和抗压强度等
11.4.3水泥浆应进行室内模拟试验。 11.4.4固井段较长时,宜分段使用不同密度和凝结速度的水泥浆。 11.4.5并底温度超过110℃时,水泥浆应加入硅粉
11.5隔离液、压塞液、作业量及施工参数设计
11.5.1水泥浆注入的排量和替浆时的排量,应依据实测的钻井液、水泥浆及隔离液的流变 优化设计。
11.6.1注水泥浆前,应按设计要求注入隔离液。 11.6.2做好水泥浆密度监测,并留好水泥浆样。 11.6.3注替作业应连续,上返速度符合设计要求。 11.6.4应根据替浆量和泵压变化确定碰压,压力上升变化值不宜超过5MPa。 11.6.5水泥浆密度、注替压力、排量、水泥浆量、隔离液量、替浆量和返出钻井液量,均应实时监测 和计量。
12.1完井方式的选择
12.1.1应根据井的类型和地质设计的要求,选择完井方式。
12.1.1应根据井的类型和地质设计的要求,选择完井方式。 12.1.2常用完并方式见表10。
12. 2. 1套管设计
12.2.1.1应满足完井及特殊地质条件(高温、地层蠕变等)对套管的要求。 12.2.1.2应满足开采过程中高温高压等对套管的要求。 12.2.1.3套管钢级宜选择65SH、80SH、90SH、110SH等,具体性能指标应依据SY/T 6952.2。
12.2.1.4应进行强度设计和应变设计,最小抗挤安全系数(S)应不小于1.20,最小抗内压安全系 数(S;)应不小于1.15,最小抗拉安全系数(St)应不小于1.80,应变设计最小安全系数应不小于 1.80。 2.2.1.5套管预拉力和套管柱伸长的计算,应依据SY/T5729。 12.2.1.6具体设计应依据SY/T6952.1。
12.2.2水泥浆设计
12.2.2.1应根据并筒的温度和压力选择水泥浆体系,石英砂的加量应为水泥重量的40%~60%。 12.2.2.2水泥浆性能要求滤水量小于100mL,24h抗压强度大于14MPa,稠化时间应大于注水泥时 间与安全附加时间之和,初始稠度小于30Bc,游离液小于0.4%,常规密度水泥浆的沉降稳定性小于 0.02g/cm3,非常规密度水泥浆的沉降稳定性小于0.05g/cm3。
12.2.3.1应使用抗高温套管螺纹密封脂。 2.2.3.2套管的掏空深度应执行设计。 2.2.3.3“先固井后提拉预应力”的施工工艺为:下套管至设计井深→循环钻井液→注隔离液→注水 尼浆→压胶塞→替钻井液→碰压→压→地锚爪张开→提拉预应力。 2.2.3.4“先提拉预应力后固井”的施工工艺为:下套管至设计井深→憋压→地锚爪张开→+提拉预应 力→憨压→循环钻井液→注隔离液→注水泥浆→压胶塞→替钻井液→碰压,
12.3.1射孔方案应依据SY/T5911。 12.3.2射孔器材的检查、装配、连接、输送及校深测量、定方位、起爆等,应依据SY/T5325。
12.4.1设计前,做好区域地质、钻完并、录并、测并、岩心资料等的收集与分析。 12.4.2应做好压裂液和支撑剂(如有需要)的评估和优选,做好压裂方案和作业参数的优化。 12.4.3作业前应做好井眼、下井管柱、压裂设备、压裂材料等准备。 2.4.4作业中应做好样品采集和压裂材料计量。 12.4.5作业的最高压力不应超过套管柱强度及井口限压。 2.4.6作业结束应及时进行井温测试、压降测试、产吸剖面测试、压裂后排液及压裂效果评估等 12.4.7设计、施工及效果评估,应依据SY/T5289
12.4.1设计前,做好区域地质、钻完井、录井、测井、岩心资料等的收集与分析。 12.4.2应做好压裂液和支撑剂(如有需要)的评估和优选,做好压裂方案和作业参数的优化。 12.4.3作业前应做好井眼、下井管柱、压裂设备、压裂材料等准备。 12.4.4作业中应做好样品采集和压裂材料计量。 12.4.5作业的最高压力不应超过套管柱强度及井口限压。 12.4.6作业结束应及时进行井温测试、压降测试、产吸剖面测试、压裂后排液及压裂效果评估等 12.4.7设计、施工及效果评估,应依据SY/T5289,
13.1.1井径扩大率应小于15%。 13.1.2直井的井斜、全角变化率、井底水平位移质量要求见表11。 13.1.3定向井最大全角变化率,有特殊设计要求的应执行设计;无设计要求的,应执行7.4.1.3。 13.1.4靶区半径要求,有特殊设计要求的应执行设计:无设计要求的,应执行表12。
表11直井井斜、全角变化率及并底水平位移要习
表12定向井靶区半径数据表
13. 2固并质量要求
3.2.1勘探井固井,表层套管的水泥浆应返至地表;技术套管可采用“穿鞋戴帽”固井,水泥浆返高 应不小于300m 3.2.2勘探井套管试压压力应不小于6MPa,稳压30min时的压降不大于0.5MPa。 3.2.3开采井水泥浆应返至套管顶,有特殊设计要求的除外。 3.2.4开采井的固井质量评价应执行SY/T6592
13.3.1一般地层取心率应不小于75%,破碎、松散地层取心率应不小于40%。
14并下复杂情况和并下事故的预防与处理
14.2预防与处理原则
14.2.1做好预防井下复杂情况和井下事故的技术措施。 4.2.2处理井下复杂情况和井下事故前,应做到原因清、类型清、位置清。 4.2.3处理井下复杂情况和井下事故时,应遵循安全、快速、灵活、经济的原则
地质灾害标准规范范本14.2.1做好预防并下复杂情况和井下事故的技术措施。
14.3卡钻事故的预防与处理
14. 3. 1. 1预防
吸附卡钻的预防,应采取以下技术措施: a)钻井液宜具有较小的滤失量、良好的润滑性能: b)做好固相控制 c)钻具的静止时间不宜超过3min。
吸附卡钻的处理,可采取以下技术措施: a)吸附初期,宜强力活动钻具并加大排量循环; b 活动钻具无效,可浸泡解卡剂; 上述方法无效,可采取震击、爆炸松扣(或反丝钻杆倒扣)、套铣、侧钻绕障等方法。
气象标准14.3.2塌卡钻的预防与处理
14. 3. 2. 1预防
塌卡钻的预防,应采取以下技术措施: a)松散、破碎等力学不稳定地层宜选择高密度、高黏度、低失水钻井液; b)水敏性地层宜选择低滤失、抑制性强、封堵能力强的钻井液; c)起钻、停待及测井时,应灌满钻井液。
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