定向井过程控制要求(5)

中国石油化工股份有限公司西北分公司企业标准Q∕SHXB0023--2005定向井过程控制要求（试行）2005-08-30发布2005-10-1实施中国石油化工股份有限公司西北分公司发布Q/SHXB0023-2005Ⅱ目次前言……………………………………………………………………………………Ⅱ1总则..................................................................12适用范围...............................................................13引用标准...............................................................14定义与术语解释..........................................................25定向井、水平井设计………………………………………………………………………26钻井设备...............................................................37开钻前的验收...........................................................38钻井过程中的质量控制...................................................39固井、完井过程控制.....................................................510测量控制...............................................................511相关安全措施...........................................................612资料验收要求...........................................................8Q/SHXB0023-2005Ⅱ前言为规范西北分公司定向技术服务，提高定向技术水平，特制定本标准。本标准由中国石油化工股份有限公司西北分公司标准化委员会归口管理。本标准起草单位：中国石化西北分公司工程监督中心、西北分公司工程处。本标准未尽事宜按照中国石油化工股份有限公司西北分公司有关规定执行。本标准解释权归口于中国石油化工股份有限公司西北分公司标准化委员会。本标准主要起草人：唐世春、魏新勇、何伟国、武波、翟科军、李鹏、崔龙兵、李彬文、张京海、苟虹、杨子超。Q/SHXB0023-20051定向井过程控制要求（试行）1总则为规范西北分公司定向技术服务，提高定向技术水平，特制定本标准。2适用范围本标准适用于西北分公司各油田作业区块范围内定向井钻井过程中质量控制。3引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文，本标准公布实施之后，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。SY/T6332-1997水平井轨迹控制技术SY/T6333-1997水平井钻井工艺及井身质量要求SY/T5954-94开钻前验收项目及要求SY5251-91石油天然气探井质量基本要求SY5678-93钻井完井交接验收规则4术语与定义4.1井斜变化率（Kα）单位井段内井斜角的变化量。以两测点间井斜角变化量除以两测点间井段长度的比值表示。单位：º/30m或º/100m。4.2方位变化率（KФ）单位井段内方位角的变化量。以两测点间方位角变化量与两点间井段长度的比值表示。单位：º/30m或º/100m。4.3全角变化率（K）单位井段内井眼前进的方向在三维空间内的角度变化，既“狗腿度”。即包括井斜角变化，又包括方位角变化。单位：º/30m或º/100m。计算方法：)2(sin21222KKKα1----井眼上端点处井斜角，º；α2----井眼下端点处井斜角，º；Q/SHXB0023-200524.4广义调整段用于调整井眼轨迹的井段。既可以是稳斜段，也可以是曲率较小的增斜井段，又可以是对于特殊工艺要求的变方位、变台阶的水平井的调整井段。4.5倒装钻具组合钻大斜度定向井时，为减小钻具“脱压”现象，将部分单位重量较轻的钻具放置于井斜较大位置的下部井段，用于传递钻压，将加重钻杆、钻铤等较重的用于提供钻压的钻具放置于直井段或较小井斜段的钻具组合。4.6目标靶区设定的地质钻探目标。其约定了井眼轨迹在油层中变化的几何空间范围。参数包括目的层垂深、水平位移、方位、靶心半径、靶窗高度、前后靶宽度等。4.7中靶预测根据实钻井眼轨迹到达的位置及井斜、方位情况，通过运用计算机应用程序，对中靶前待钻井眼的长度、位移、造斜率及方位调整量进行预测。4.8跟踪监测应用有线随钻或无线随钻，对所钻井段井眼参数进行实时连续测量的一种测量方式。5定向井设计5.1地质设计内容5.1.1各目标点的纵坐标、横坐标、垂直深度、水平段长度、避水高度、避水程度、水平段倾角、靶体类型、靶心半径。5.1.2井口磁偏角、磁倾角及磁场强度等参数。5.2工程设计内容5.2.1靶点地质要求基本数据（靶点的垂深、位移、方位、靶心半径、靶高、靶宽）。5.2.2分段井身剖面数据。5.2.3井身结构。5.2.4分段钻具组合、施工参数。5.2.5钻柱摩阻分析、强度校核、稳定性分析。5.2.6定向井专用工具规格、型号、数量。5.2.7直井段、斜井段及水平段井眼参数测量方案。5.2.8老井开窗侧钻井，应用陀螺在套管内测量全井井斜、方位，求出已钻井眼轨迹，依据甲方给定的轨迹要求，进行剖面设计修订，报甲方审批。5.2.9分井段钻井液体系。5.2.10完井方案设计（包括：套管串结构、工具规格及特殊要求；水泥浆配方及工艺设计；水泥浆基本设计及特殊要求）。5.2.11设计完成后，组织对设计进行评审。6钻井设备Q/SHXB0023-200536.1钻井设备的选择应满足钻、完井施工作业要求，转盘的最低转速可控制在40r/min以下。6.2钻井设备应配备：6.2.1转盘扭矩仪。6.2.2转速、冲数、立压等参数表。6.2.3液压大钳、液气分离器、四级固控设备。6.2.4螺杆马达上扣扭矩仪。7开钻前验收7.1钻井设备安装后，对井位坐标进行复测。7.2开钻前，按照设计要求对井口、套管头、防喷器等井控装置进行试压。试压时应有监督旁站监督。试压完成后，由监督在《控制点合格证书》上签字确认，验收合格后方可开钻。7.3定向施工前，由现场监督检查定向工具、仪器准备情况，使用的特殊配合接头、扶正器、非磁钻铤、无磁承压钻杆等应有钻具探伤分级报告，螺杆钻具出具出厂合格证书。7.4定向前，应对已钻直井段进行电子多点测量，及时处理测斜数据，保证直井段井眼轨迹满足定向要求,若修改井身剖面设计,应报甲方审批。7.5单点、多点测量仪器应经西北分公司指定的仪器校验中心进行校验，并出具合格证书后方可使用。7.6定向井施工作业前，技术服务单位应制定定向施工生产运行计划书，HSE作业指导书。7.7专用工具配备要求----无磁钻铤、无磁承压钻杆----加重钻杆----斜台阶钻杆（根据井斜超过20º以上的井段长度配备）----随钻震击器----打捞工具7.8井下马达配备----单弯外壳体井下马达----同向双弯外壳体井下马达----异向双弯外壳体井下马达7.9测量仪器配备----多点测斜仪----有线随钻测斜仪----无线随钻测斜仪----陀螺测斜仪（用于斜向式老井开窗侧钻作业及上部已下套管井井眼轨迹监测）8钻井过程中质量控制8.1井身质量要求8.1.1造斜点处的井斜角、水平位移满足设计要求。8.1.2实钻轨迹按设计准确钻入靶窗、靶心半径内。Q/SHXB0023-200548.1.3水平段轨迹不超出设计靶区，超出一点为不合格井。8.2测量数据要求8.2.1定向井井身质量评定项目采用多点测斜仪、陀螺测斜仪测量数据。不同仪器的测量误差为：井斜误差±0.2º，方位误差±0.5º。8.2.2直井段测量数据的间距≤30m。8.2.斜井段，长半径水平井测量间距≤15m，中半径水平井测量间距≤10m，短半径水平井测量间距≤3m。8.3直井段井身质量控制8.3.1直井段每钻进200~300m测单点一次，对易斜井段每钻进50~100m测单点一次。每开次中完后测电子多点，测量间距30m一点。8.3.2井底井斜、闭合水平位移超过设计界限时，必须采取补救措施。采取措施后，仍影响到下部造斜井眼轨迹控制时，需回填部分井段。8.4定向过程控制8.4.1定向过程运行机制8.4.1.1定向施工作业，由定向方下达技术作业指令，现场监督、定向方和执行方（钻井作业队）三方签字实施。8.4.1.2根据轨迹控制情况，现场监督组织生产协调会，定向方及时向监督提供实钻动态及实钻井眼轨迹测量数据。8.4.2下钻前过程控制要求8.4.2.1下钻前对入井钻具丈量、检查，入井动力钻具，应进行地面测试。测试内容包括：a）、旁通阀检查。b）、动力钻具提离转盘面时驱动接头短节与本体的轴向间隙值测量。c）、开泵检查旁通阀关闭情况，马达起动排量及泵压值，驱动头运转情况。d）、钻头上扣时应达到设计上扣扭矩。e）、所有入井工具应测量钻具外径、内径，并有详细的记录。8.4.2.2按照SY/T5619的相关规定，配备非磁钻铤和无磁承压钻杆的长度，以消除地磁的影响。8.4.3钻具组合选择要求8.4.3.2井斜20º以下井段钻杆应为18º斜坡钻杆。8.4.3.3采用有线测量方式时钻具组合：钻头+弯外壳井下动力钻具+定向接头+无磁钻铤（或无磁加重钻杆）+斜坡钻杆+加重钻杆+钻杆。8.4.3.4采用无线随钻测斜方式时钻具组合：钻头+弯外壳井下动力钻具+MWD定向接头+无磁钻铤（或无磁加重钻杆）+斜坡钻杆+加重钻杆+钻杆。8.4.4下钻过程控制要求8.4.4.1下钻进入裸眼井段，应控制下放速度。Q/SHXB0023-200558.4.4.2遇阻严禁开泵划眼。8.4.5钻进过程控制要求8.4.5.1造斜段a）、合理确定装置角。依据设计和地层的岩性及可钻性，选用合适的钻具组合，实钻井眼轨迹应满足设计要求。b）、井斜角小于6º，以磁性工具面角为基准；井斜角大于6º，以重力工具面角为基准。c）、施工中，根据实时测量情况及时作出实钻井眼轨迹图，与设计轨道进行对比，做出下部轨迹控制预测。d）、靶区要求严格的水平井，钻至井斜60°之前投测电子多点一次，校核实钻井眼轨迹，保证精确中靶。e）、连续造斜井段长度不得超过100m。f）、大斜度段钻进，每钻进100-200米或钻进时间达到48小时进行短程起下钻，以消除可能形成的“岩屑床”。g）、钻具组合不满足轨迹控制要求时，应及时起钻更换钻具组合。h）、钻井参数与技术措施应结合井眼的实钻情况。i）、依据井斜变化，采用倒装钻具组合，合理确定钻柱不同组件的长度。j）、测量的井眼参数及时进行数据处理和计算。k）、依据当前的井眼参数，做下部的待钻井眼预测，选择合适的钻井参数和造斜井下马达。l）、根据中靶预测结果，选择造斜马达和造斜方式，达到中靶要求。m）、钻井过程中，除甲方下达了变更靶区调整意见外，否则严格按照设计靶区为目标进行井眼轨迹控制。n）、进入目的层前，加强定向技术服务与地质录井部门沟通。及时反馈实钻地层与设计地质分层的符合率。o）、钻过靶窗A点后，测电子多点，确保准确入靶。8.4.5.2水平段a）、进行倒装钻具的组配，保证井眼轨迹在靶体内运行。b）、根据钻速情况，进行短程起下钻，消除水平段岩屑床。c）、监测转盘扭矩，进行钻井参数选配。d）、及时进行井眼轨迹监测，并结合实钻录井情况，保证井眼轨迹在最佳目的层中钻进。8.4.6起钻过程控制要求8.4.6.1起钻前充分循环洗井，实际循环排量应达到设计排量范围上限，保证循环钻井液1~2周。8.4.6.2起