1、中国石化石油工程技术研究院中国石化石油工程技术研究院SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERINGSINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERINGSINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering主主 要要 内内 容容SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering一、修订工作简要过程一、修订工作简要过程 任务来源据中国石油化工集团公司油田企业标准文件的通知，修订中石化企业标准“川
2、东北天然气井固井技术规范”随着川东北地区勘探开发的不断深入，井况越来越复杂，固井也出现了一些新的难题，有些方面本标准还没有覆盖到或者阐述不明确，比如尾管固井的侯凝加压措施等 SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering 编写过程2009年4月28日-29日，在重庆召开了川东北标准重新修订审查会，会议确定了本标准的修订内容2009年5月-6月，成立编写工作组，开展编写。形成送审稿和编制说明2009年7月15日，在成都对本规范的修改后的送审稿进行专家评审，提出进一步修改意见 2009年7月-9月，完成修改、报批一、修订工作简要过程一、修订工
3、作简要过程SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering 编制单位与主要编写人中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院 周仕明、许建华、杨广国、杨红歧、初永涛 本标准所代替标准的历次版本发布情况Q/SH 00142006、Q/SH 00142007 一、修订工作简要过程一、修订工作简要过程SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering二、标准的主要内容构成二、标准的主要内容构成 前言 范围 规范性引用文件 队伍资质与设备配备要求 固井作业 固井设计 作业程序 特殊固井工艺技术 固井
4、监督 固井质量评价 附录A 固井基本设备要求 附录B 固井资料现场收集检查表 附录C 固井施工设计格式 附录D 固井施工报告SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering2.1 前言 本部分主要阐述了本次修订的和增加的主要内容，以及明确了本标准的提出单位、起草单位和起草人等内容对通井钻具组合不再做具体规定，根据井眼实际情况确定通井措施，并遵循通井钻具的刚度不低于套管串刚度的原则（见4.3.4）对钻井液API滤失量要求从宜小于5 ml改为宜小于4 ml（见4.3.5）增加了候凝要求（见第7章）附录C固井设计格式中增加固井后的侯凝、测井及试压
5、措施。SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering2.2 范围 本部分规定了：川东北天然气井固井施工队伍资质和设备配备要求、作业准备、工程设计、作业程序、固井质量评价、固井监督程序以及特殊工艺固井技术的主要内容和技术要点。本标准适用于：川东北地区天然气井固井作业施工，南方海相其它探区天然气井固井也可参照执行 SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering2.3 规范性引用文件 本部分说明了本规范引用的相关标准GB/T 191392003 油井水泥试验方法 SY/T 5412 下套管
6、作业规程SY/T 5467 套管柱试压规范SY/T 57242008 套管柱结构与强度设计SY/T 59552004 定向井井身轨迹质量 SY/T 6426 钻井井控技术规程SY/T 6592 固井质量评价方法 SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering2.4 队伍资质和设备配备要求 队伍资质 固井队应达到中国石化集团规定的甲级固井队资质 固井服务单位应取得中国石化川气东送工程建设指挥部市场准入资格 设备 承担川东北地区固井的基本设备要求见附录ASINOPEC Research Institute of Petroleum Engin
7、eering2.5 固井作业 资料收集 收集地质和钻井工程资料以及固井设备与工具资料收集地质和钻井工程资料以及固井设备与工具资料 固井协调会 了解地质、工程、油气水及特殊地层情况了解地质、工程、油气水及特殊地层情况 商讨固井施工方案，提出固井要求商讨固井施工方案，提出固井要求 进行组织分工，明确各方职责，协调解决问题进行组织分工，明确各方职责，协调解决问题 检查钻井设备、固井设备、工具、送井套管及附件等准备情况，检查钻井设备、固井设备、工具、送井套管及附件等准备情况，对存在的问题提出整改意见对存在的问题提出整改意见 检查井眼准备情况，并对存在的问题提出整改意见和措施检查井眼准备情况，并对存在的
8、问题提出整改意见和措施 检查水泥浆分析化验和材料准备情况检查水泥浆分析化验和材料准备情况 安排固井日程及准备工作安排固井日程及准备工作 会后形成会议纪要，填好表格，列会人员签字，分发每单位一份会后形成会议纪要，填好表格，列会人员签字，分发每单位一份SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering2.5 固井作业 井眼准备 油气上窜速度 通井措施 承压试验 钻井液性能 设备准备 井队设备 固井队设备 套管、工具及附件 套管检查、标记 固井工具附件检查SINOPEC Research Institute of Petroleum Enginee
9、ring2.5 固井作业 固井材料准备 水泥存放 配浆水配制与大样复查 前置液准备 顶替液准备 其它准备工作 SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering2.6 固井设计 固井设计格式 固井设计审核与审批每次固井施工（包括打水泥塞、挤水泥）都应有固井施工设计。每次固井施工（包括打水泥塞、挤水泥）都应有固井施工设计。固井施工设计由固井施工单位或者由油公司委托的有资质的单位固井施工设计由固井施工单位或者由油公司委托的有资质的单位完成。完成。固井施工设计由油公司或油公司委托授权的单位负责审核。固井施工设计由油公司或油公司委托授权的单位负责审核
10、。固井施工设计由油公司负责审批固井施工设计由油公司负责审批 套管串结构与扶正器设计套管串结构设计方法按套管串结构设计方法按SY/T 5724 套管串强度校核按套管串强度校核按SY/T 5322规定规定 套管附件要求套管附件要求扶正器安放按扶正器安放按SY/T 57245724的规定的规定 SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering2.6 固井设计 前置液设计冲洗液性能要求冲洗液性能要求 能降低钻井液粘度、切力，稀释性能好，冲刷井壁、套管壁能降低钻井液粘度、切力，稀释性能好，冲刷井壁、套管壁 与钻井液、隔离液及水泥浆有良好的相容性，不发
11、生闪凝、增与钻井液、隔离液及水泥浆有良好的相容性，不发生闪凝、增稠现象稠现象 具有较低的紊流临界流速具有较低的紊流临界流速0.3 0.3 m/sm/s0.5 0.5 m/sm/s隔离液性能要求隔离液性能要求 密度可调节，宜大于钻井液密度而小于水泥浆密度，密度差为密度可调节，宜大于钻井液密度而小于水泥浆密度，密度差为0.12 g/cm0.12 g/cm3 30.36 g/cm0.36 g/cm3 3 控制隔离液屈服值控制隔离液屈服值泥浆泥浆隔离液隔离液水泥浆的范围内水泥浆的范围内 APIAPI滤失量应低于滤失量应低于250 ml250 ml 相容性试验稠化时间不短于水泥浆稠化时间相容性试验稠化时
12、间不短于水泥浆稠化时间 高温条件下的沉降稳定性好，上下密度差应小于高温条件下的沉降稳定性好，上下密度差应小于0.03 g/cm0.03 g/cm3 3前置液用量前置液用量 一般占环空高度一般占环空高度300300500m500mSINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering2.6 固井设计 水泥浆设计 水泥浆性能实验及其要求项项 目目表层表层技套技套尾管尾管生产生产盐层盐层API失水（失水（BHCT6.9 MPa30 min），），ml-10050505012小时抗压强度（小时抗压强度（BHST20 MPa），），MPa-7724小时抗压
13、强度（小时抗压强度（BHST20 MPa），），MPa3.51414141448小时水泥柱顶部强度，小时水泥柱顶部强度，MPa-7 7-稠化时间稠化时间(100 BC，比施工时间比施工时间附加），附加），min30603060609060906090SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering2.6 固井设计 水泥浆设计 水泥浆实验温度 实测法：实测井下循环温度或静止温度；经验推算法 TC=-50.6+8.05Gt+(1.342-0.1222Gt)Ts HGTTt0SSINOPEC Research Institute of Petro
14、leum Engineering2.6 固井设计 水泥浆设计各层套管固井的实验项目固固 井井 项项 目目表层表层技套技套尾管尾管气层气层盐层盐层水泥浆密度水泥浆密度API失水（失水（BHCT6.9 MPa30 min）-水泥浆流变性试验水泥浆流变性试验12小时抗压强度（小时抗压强度（BHST）-24小时抗压强度（小时抗压强度（BHST21 MPa）48小时抗压强度（小时抗压强度（BHST21 MPa）24/48小时水泥柱顶部强度小时水泥柱顶部强度-稠化时间稠化时间(100BC)自由液自由液-沉降稳定性（沉降稳定性（BJ实验法）实验法）-防气窜能力预测防气窜能力预测-SINOPEC Resear
15、ch Institute of Petroleum Engineering2.6 固井设计 水泥浆设计水泥浆设计 密度密度 至少比同井使用的钻井液密度高至少比同井使用的钻井液密度高0.1g/cm0.1g/cm3 30.2g/cm0.2g/cm3 3 流变学设计流变学设计 水泥浆流动摩阻水泥浆流动摩阻（管内）（管内）水泥浆流动摩阻水泥浆流动摩阻（环空）（环空）来源于来源于SY/T5480-92SY/T5480-92注水泥流变性设计注水泥流变性设计 SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering2.6 固井设计 水泥浆设计水泥浆设计 防气窜性
16、能评价防气窜性能评价SPN3时，防气窜能力好；时，防气窜能力好；36时，防气窜性能差。时，防气窜性能差。3030100TTAPISPN失水SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering2.6 固井设计 水泥浆量的设计水泥浆量的设计井径的确定井径的确定按测井公司负责提供的双井径测井电子版数据计算按测井公司负责提供的双井径测井电子版数据计算水泥浆量计算水泥浆量计算设计注入水泥浆量应为套管外环空容积、水泥塞、下套管口袋设计注入水泥浆量应为套管外环空容积、水泥塞、下套管口袋容积及附加量之和容积及附加量之和水泥塞长度的确定水泥塞长度的确定水泥塞的长
17、度一般应为水泥塞的长度一般应为20 m50 m，浅井取低值，深井取高值，浅井取低值，深井取高值附加量的确定附加量的确定水泥浆量的附加量可根据地区经验而定水泥浆量的附加量可根据地区经验而定裸眼井段在实测井径计算容积基础上附加裸眼井段在实测井径计算容积基础上附加10%20%SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering2.6 固井设计 施工参数设计施工参数设计 施工压力施工压力环空静液柱压力与环空流动阻力之和应小于地层承压能力环空静液柱压力与环空流动阻力之和应小于地层承压能力注水泥施工应根据井下情况和设备状况控制施工最高压力注水泥施工应根据井
18、下情况和设备状况控制施工最高压力水泥浆失重与防气窜压稳设计水泥浆失重与防气窜压稳设计SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering2.6 固井设计 主要技术措施主要技术措施 水泥浆体系选择水泥浆体系选择井眼准备井眼准备注水泥替浆注水泥替浆候凝与胶结测井候凝与胶结测井 应急预案设计应急预案设计下套管时发生井漏、井涌、遇阻、井下落物等复杂情况的处理措施下套管时发生井漏、井涌、遇阻、井下落物等复杂情况的处理措施开泵循环时发生井漏、井涌、循环通道堵塞等复杂情况的处理措施开泵循环时发生井漏、井涌、循环通道堵塞等复杂情况的处理措施固井工具和附件失效的
19、处理措施固井工具和附件失效的处理措施注替水泥时发生蹩高压、井漏、井涌，或注替设备、工具、管线不注替水泥时发生蹩高压、井漏、井涌，或注替设备、工具、管线不能正常工作等复杂情况的处理措施。能正常工作等复杂情况的处理措施。SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering2.7 作业程序 下套管作业 双防合金套管下入作业 注水泥浆施工前协调会 施工作业要求 SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering2.8 候凝要求 现场取样与养护要求现场取样与养护要求取样点不少于取样点不少于6 6个，并标
20、明取样时间和样品密度，密封保存。个，并标明取样时间和样品密度，密封保存。养护温度按水泥浆顶部静止温度养护温度按水泥浆顶部静止温度 侯凝时间侯凝时间侯凝时间是从固井施工结束到现场所取水泥浆样品养护强度达到设侯凝时间是从固井施工结束到现场所取水泥浆样品养护强度达到设计要求的时间计要求的时间表层和技术套管固井现场样品养护强度应达到表层和技术套管固井现场样品养护强度应达到3.5 3.5 MPaMPa产层套管固井现场样品养护强度达到产层套管固井现场样品养护强度达到7.0 7.0 MPaMPa 侯凝要求侯凝要求气层固井施工结束后，应关井侯凝。根据水泥浆的失重压力和地层气层固井施工结束后，应关井侯凝。根据水
21、泥浆的失重压力和地层承压能力确定憋压压力承压能力确定憋压压力关井侯凝期间监测井口压力并做记录。井口压力变化幅度超过关井侯凝期间监测井口压力并做记录。井口压力变化幅度超过1 1 MPaMPa，应及时补压或泄压，应及时补压或泄压侯凝期间，不得进行起下钻等井筒作业侯凝期间，不得进行起下钻等井筒作业高压油、水层的候凝要求宜视同气层高压油、水层的候凝要求宜视同气层SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering2.9 特殊工艺固井 内插法固井内插法固井 主要用于导管和表层套管固井主要用于导管和表层套管固井 双级固井双级固井 主要用于技术套管固井主要用
22、于技术套管固井 尾管固井尾管固井 主要用于技术尾管和产层尾管固井主要用于技术尾管和产层尾管固井 常规尾管固井常规尾管固井 旋转尾管固井旋转尾管固井 定向井水平井固井定向井水平井固井 套管居中措施套管居中措施 套管弯曲强度校核套管弯曲强度校核SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering2.10 固井监督 水泥浆大样复查项 目技术油层尾管气层盐层水泥浆密度API失水（BHCT6.9MPa30min）水泥浆流变性试验12小时抗压强度（BHST）-24小时抗压强度（BHST21MPa）48小时抗压强度（BHST21MPa）24/48小时水泥柱顶
23、部强度-稠化时间(100BC)自由液-稳定性-SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering2.10 固井监督 水泥浆大样复查在固井施工前两日内将现场水泥干混料、现场配浆水样送至指定实验室。所送现场水泥干混料、配浆水数量均不少于3 kg。检测单位对送样单位、井号、送样日期、送样人进行登记，并至少保留一周时间。检测单位在固井施工前完成大样的复查工作，并出具大样复查报告。现场监督按照固井设计审核水泥浆大样性能水泥浆大样复查不合格时，应进行调整并重新做大样复查，合格方可施工。SINOPEC Research Institute of Petro
24、leum Engineering2.10 固井监督 现场监督 主持现场协调会 固井准备工作检查 下套管检查 固井现场监督 主持施工数据统一工作SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering2.11 固井质量评价与套管试压 固井质量评价方法固井质量应达到地质、工程设计要求，满足正常条件下的试采作业需要，固井质量依据SY/T 6592进行综合评价 套管试压套管柱试压方法按SY/T 5467的规定进行高压气井、高含硫化氢井试压压力可高于标准规定，但试压压力均不能超过套管抗内压屈服强度的80%，否则应采用试压封隔器 SINOPEC Researc
25、h Institute of Petroleum Engineering三、与原标准对比 修改对通井钻具组合不再做具体规定，根据井眼实际情况确定通井措施，并遵循通井钻具的刚度不低于套管串刚度的原则（见4.3.4）对钻井液API滤失量要求从宜小于5 ml改为宜小于4 ml（见4.3.5）附录C固井设计格式中增加固井后的侯凝、测井及试压措施。增加增加了候凝要求（见第7章）SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering四、修订内容确定依据 河飞河飞203203井固井后溢流过程分析井固井后溢流过程分析钻井液密度钻井液密度2.20g/cm2.20g
26、/cm3 3水泥浆设计密度：领浆水泥浆设计密度：领浆2.30g/cm2.30g/cm3 3，尾浆，尾浆2.30g/cm2.30g/cm3 3开钻次序钻头尺寸井深mmm套管尺寸下深mmm钢级壁厚mm扣型封固井段m导管 660.4153.70508153.37J5512.70BTC0-153.37表层 444.51502.00346.11501.50125TS 13.84 WSP-1T0-1501.50技套 314.13772.50273.13771.75125TS 13.93 WSP-1T0-3771.75尾管 241.36191.00177.86191.00110TS 12.65 WSP-1T
27、 3622.84-3720.62110TS 13.72 WSP-1T 3720.62-6191.00SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering四、修订内容确定依据 河飞河飞203203井固井后溢流过程分析井固井后溢流过程分析2 2月月2121日日18:0018:00开始下尾管，开始下尾管，2222日日20:0020:00尾管送放到位尾管送放到位 2323日日12:3012:30送放钻具倒扣成功，送放钻具倒扣成功，15:0015:00开始固井施工开始固井施工 泵注顺序是：泵注顺序是：1.05g/cm1.05g/cm3 3冲洗液冲洗液2m
28、2m3 3；2.20g/cm2.20g/cm3 3隔离液隔离液10m10m3 3；1.05g/cm1.05g/cm3 3冲洗液冲洗液2m2m3 3；领浆；领浆40m40m3 3,平均密度平均密度2.24g/cm2.24g/cm3 3；尾浆；尾浆50m50m3 3,平平均密度均密度2.27g/cm2.27g/cm3 3；大泵替浆；大泵替浆80m80m3 3；水泥车替浆；水泥车替浆3.5m3.5m3 319:0019:00替浆结束，没有碰压，起钻拔中心管，钻柱内反喷泥浆替浆结束，没有碰压，起钻拔中心管，钻柱内反喷泥浆20:1520:15起起2020柱后开始循环，循环出受污染的泥浆柱后开始循环，循环
29、出受污染的泥浆 至至22:2022:20起钻起钻3 3柱后关井憋压柱后关井憋压3MPa3MPa侯凝。按固井设计和固井协调会要侯凝。按固井设计和固井协调会要求憋压求憋压2Mpa2Mpa关井候凝，侯凝时间不少于关井候凝，侯凝时间不少于7272小时，憋压时间不少于小时，憋压时间不少于2424小时（有甲方、固井、井队和钻井监督四方签字的书面材料）小时（有甲方、固井、井队和钻井监督四方签字的书面材料）SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering四、修订内容确定依据 河飞河飞203203井固井后溢流过程分析井固井后溢流过程分析2323日日22:30
30、2422:3024日日20:0020:00憋压候凝期间井口压力无变化憋压候凝期间井口压力无变化2424日日20:0020:00（23:0023:00）2525日日2:00(3:00)2:00(3:00)起钻；累计憋压时间起钻；累计憋压时间 2121小小时时3030分分2525日日2:00(3:00)2:00(3:00)开始下钻，开始下钻，2525日日13:3013:30下钻至下钻至3160m3160m开始开泵循环开始开泵循环划眼探塞，划眼探塞，15:3015:30下探至下探至3571.9m3571.9m（录井仪显示）遇阻，钻时很慢（录井仪显示）遇阻，钻时很慢，振动筛有铁屑返出。实际那时钻具已下
31、到回接筒顶部即，振动筛有铁屑返出。实际那时钻具已下到回接筒顶部即3624m3624m，钻具计算误差有钻具计算误差有50.1m50.1m。SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering四、修订内容确定依据 河飞河飞203203井固井后溢流过程分析井固井后溢流过程分析2525日日17:3017:3018:0018:00循环；循环；2525日日18:002618:0026日日6:006:00起钻，井内剩余起钻，井内剩余254254米钻具时发现溢流，米钻具时发现溢流，此时累计候凝此时累计候凝5555小时。小时。2626日日6:306:30分，溢流
32、量分，溢流量0.70.7方；方；关井至关井至6:406:40分套压上升至分套压上升至6.5Mpa6.5Mpa2626日日7:007:00开泵节流循环，循环开泵节流循环，循环1010余分钟后泵压余分钟后泵压6-7Mpa6-7Mpa，套压降，套压降至至1.5Mpa1.5Mpa；泥浆密度；泥浆密度2.15-2.16 g/cm3 2.15-2.16 g/cm3。2626日日7:457:45泄压抢下钻具泄压抢下钻具1010柱，井内钻具总长柱，井内钻具总长517m517m，溢流逐渐增，溢流逐渐增大；关井求压，套压大；关井求压，套压6Mpa6Mpa；2626日日8:468:46开泵节流循环，立压和套压均为开
33、泵节流循环，立压和套压均为12Mpa12Mpa，2626日日8:558:55点火。点火。SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering四、修订内容确定依据 原因分析侯凝时间不够,水泥浆未凝 本次固井领浆的设计密度均为2.30g/cm3，实际入井领浆的平均密度是2.24g/cm3。密度降低会导致水泥浆稠化时间延长，顶部强度发展缓慢。经复检现场所留大样灰和大样水，稠化时间是520min，40小时没有强度，63小时强度7MPa 而设计中2.30g/cm3领浆的稠化时间是440min，48小时顶部强度是16.8MPa 井队在下钻探塞过程没有遇阻证
34、实水泥浆没有强度SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering四、修订内容确定依据 原因分析原因分析 井队麻痹大意，候凝措施执行不力井队麻痹大意，候凝措施执行不力 钻具算错钻具算错 探不到上塞仍往下扫探不到上塞仍往下扫 起钻不灌浆起钻不灌浆 甲方候凝监管不到位甲方候凝监管不到位 对井队提前下钻的举动没有及时制止对井队提前下钻的举动没有及时制止 后果后果 由于回接筒被扫掉，多种补救方案最终都无法实施，由于回接筒被扫掉，多种补救方案最终都无法实施，等待等待7个月后，最终被放弃，损失巨大个月后，最终被放弃，损失巨大 该事件导致多名领导、技术干部被处分该事件导致多名领导、技术干部被处分SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering五、几点认识与建议 高压气井在固井和候凝过程中要有保证井控安全的措施 重视标准的作用，标准对施工单位规范施工操作过程中的行为习惯能起到潜移默化的作用 标准是对质量和安全的保障，无论油公司和施工单位都必须严格执行标准。SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering
