石油天然气钻井钻进作业规程

石油天然气钻井钻进作业规程

钻进

开钻前应有按规定程序审批的钻井设计。

钻井施工作业应严格执行设计，当井下情况变化或其它原因需更改设计内容时，应严格按设计审批程序报批，发生紧急情况时，应先采取应急措施，再按审批程序书面上报。

钻具尺寸配合按表6推荐执行。

钻具尺寸配合推荐表

钻头直径

mm

钻铤外径

mm

钻杆外径

mm

接头扣型

508.0～660.4

279.4、254.0、228.6

139.7、127.0

IF、FH、REG、NC50、NC56

444.5

279.4、254.0、228.6、203.2、177.8、165.1

139.7、127.0

IF、FH、REG、NC50、NC56

311.2

254.0、228.6、203.2、177.8、165.1

139.7、127.0

IF、FH、REG、NC50

212.7～215.9

165.1、158.0

127.0

IF、FH、REG、NC50

149.2～152.4

120.7

88.9

IF、FH、REG、NC38

104.8～108.0

88.9

60.3～73.0

IF、REG、NC26、NC31

注：IF表示为内平型；FH表示为贯眼型；REG表示为正规型；NC表示为数字型。

适宜于喷射钻井的井段均应开展喷射钻井。

a) 泵压不低于15MPa；

钻头比水功率不低于4.58W/mm2；

c) 钻头喷嘴的喷射速度达到100m/s以上；

d) 根据地层岩性和可钻性，选用单喷嘴、双喷嘴、三喷嘴等组合，推荐采用加长喷嘴、脉冲喷嘴等特殊类型的喷嘴。

应由司钻或副司钻操作刹把，学习副司钻操作时由司钻在旁监护。

下钻完或上提钻具后恢复钻进前，钻头距井底至少5m开始缓慢开泵，待泵压稳定、转盘运转正常后，再旋转钻具慢放到井底恢复钻进。严禁加压启动转盘。

新牙轮钻头入井开始钻进时，应轻压慢转30min跑活牙轮后，再逐渐加足钻压钻进。

送钻要均匀平稳，做到不溜、不顿。

钻进中应记录好扭矩、悬重、泵压、冲数和柴油机转速，以便出现异常情况时对比分析。

遇有蹩跳钻时，应适当调整钻压、转速等参数，若无效，认真分析原因并采取相应措施。

需停泵或倒泵，应先停转盘，上提钻具。

接单根时应将方钻杆提出转盘面后再停泵，接好单根开泵正常后再下放钻具。

钻遇过石英砂岩、黄铁矿和燧石等研磨性地层的牙轮钻头，以及采用井下动力钻具钻进的牙轮钻头，其使用时间应适当减少。

为保护套管，可采取在钻具中加防磨接头、钻井液中加润滑剂等措施。

起钻前应充分循环钻井液，循环时间不少于1.5个循环周，钻井液进出口密度差小于0.02g/cm3 。循环期间应旋转和上下活动钻具，不应长时间定点循环。

正常情况下钻头起钻应根据下述现象和邻井钻头使用情况综合判断。

a) 钻头成本曲线开始上升；

b) 钻井参数、地层岩性未变，而钻时明显增加；

c) 地层岩性均匀但转盘扭矩增加、波动较大或出现蹩跳钻；

d) 钻进中发现砂样内有铁屑，而又找不到原因；

e) 钻进中泵压下降，地面又未找出原因；

f) 顿钻、溜钻时的钻压超过该钻头最大允许值的一倍以上或发生过严重阻卡。

井身质量控制

用全角变化率作为衡量井身质量的主要标准，全角变化率以每30m一点为计算单位。

直井全角变化率应符合表7要求，其它井型按设计要求。

直井全角变化率控制标准

井段

m

井深

m

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0～1000

≤2°

≤2°

≤2°

≤1.25°

≤1.25°

≤1.25°

1001～2000

—

≤2.75°

≤2°

≤1.5°

≤1.5°

≤1.5°

2001～3000

—

—

≤2.75°

≤2.75°

≤2.5°

≤2.5°

3001～4000

—

—

—

≤3°

≤2.75°

≤2.75°

4001～5000

—

—

—

—

≤3°

≤3°

5001～6000

—

—

—

—

—

≤3.75°

井身质量的检查项目和计算方法，应符合SY/T 5088的规定。

a) 当井斜小于1°时，计算全角变化率可不考虑方位的变化；

b) 若连续三段全角变化率值超过标准时，井身质量为不合格；

c) 一般以电测井斜、方位数据为准,有连续电子测斜数据的以电子测斜数据为准。

井斜控制

应根据所钻进地层的地质特点和井斜控制要求确定下部钻具组合，并视井斜情况适时调整下部钻具组合和钻井参数。

表层段开眼要直。所加钻铤小于50m时，每钻进0.5m～1m，应用水平尺测定方钻杆垂直情况。

每钻进300m～500m至少测斜一次，易斜井段加密监测。

取心

取心前的准备

取心工具送井前，应对外筒进行探伤、测厚和全面检查并填写取心工具卡片。

取心工具在装卸过程中，防止摔弯、碰扁。

钻井队应熟悉和掌握取心技术要求，特殊取心应由专业取心人员向钻井队进行技术交底。

井底干净，无金属碎屑后才能进行取心作业。

处理好钻井液性能，保证井眼畅通。

取心工具

内外岩心筒无伤痕，每节（约9m）弯曲度不超过4mm。

内筒转动灵活，每次启用取心工具前悬挂总成均要卸开清洗干净，加足润滑脂；每次换取心钻头下井前应调整好轴向间隙。

内岩心筒的内径大于取心钻头内径5mm～6mm，卡箍自由状态下的内径比取心钻头内径小2mm～3mm，上下滑动灵活，滑动距离应符合设计要求。卡板岩心爪的通径大于取心钻头内径3mm～4mm。

分水接头水眼应畅通。

取心工具外筒上应加稳定器。

经全面检查合格后，丈量外筒全长、内筒长、卡箍自由内径、钻头外径、岩心进口直径等主要尺寸后方能组装。

丝扣应完好，组装时应上紧扣。内筒用链钳紧扣，外筒上扣扭矩见表8。

取心工具外筒上扣扭矩值推荐表

外筒直径×内筒直径

mm

扭矩

N.m

121×93

6000～7000

133×101

8000～9000

146×114

10000～12000

172×136

12000～13000

180×144

13000～16000

194×153

26000～31000

取心钻头的直径应与全面钻进的钻头尺寸相匹配。连续取心超过50m，应用全面钻进钻头通井扩眼一次。

起下钻阻卡井段，应采用全面钻进的钻头划眼通井消除阻卡，严禁用取心钻头划眼。起下取心工具时，控制起下速度，操作平稳，不能猛提、猛放、猛刹，不应使用转盘卸扣。

气层取心应在取心工具与入井第一根钻铤之间安装钻具止回阀，不得使用投球式取心工具。

取心工具上、下钻台，应两端悬吊，操作平稳，并包捆好钻头。

吊到井口后，采用差值短节调节卡箍座底端与钻头内台肩之间的纵向间隙，使之符合表9的要求，内岩心筒转动灵活。

卡箍座底端与钻头内台肩之间的纵向间隙值推荐表

取心工具类型

可调间隙

mm

川5—4

6～9

川6—4

6～10

川7—4

7～11

川8—4

8～13

取心筒出入井时，应卡安全卡瓦。

取心钻进

应根据工具类型和所钻地层岩性制定取心钻进的参数。

取心工具下到距井底1m时，先用较大排量循环钻井液冲洗井底，再轻压、慢转“树心”0.3m～0.5m后，逐步加够正常钻压钻进。割心起钻后，如井下留有“余心”，下次取心钻进前，应“套心”。

短筒取心，应事先调好方入，避免中途接单根。长筒取心，中途尽量少接单根。

送钻均匀、平稳，发现蹩、跳钻或钻时明显增高，应分析原因及时处理，原因不明起钻检查。

取心钻进中，因其它情况需上提钻具时，应先割断岩心。如遇溢流井喷，按井控要求处理。

取心钻进中，应记录泵压、悬重、转盘扭矩、钻时变化，出现异常应分析原因，正确处理。

取心接单根的方法：“一提二锁三冲四压”。即：先上提钻具割心，锁定转盘提出方钻杆，接好单根后下放钻具离井底1m用较大排量冲洗井底，下压钻具套心。

如遇燧石或夹有黄铁矿地层时，应停止取心钻进，改下牙轮钻头钻过后再恢复取心作业。

出岩心时地质人员按顺序收集岩心，录取资料。

取心质量应符合SY 5593的规定。

取心工作结束后，应将取心工具清洗、保养、组装好，并由井队钻井技术人员填好卡片，一并交回专业公司。

出心作业时的硫化氢防护

从已知或怀疑含有硫化氢的地层中取心，在岩心筒到达地面以前至少10个立柱，或硫化氢监测达到安全临界浓度时，应立即戴上正压式空气呼吸器。

当岩心筒已经打开或当岩心已移走后，应使用移动式硫化氢监测设备来检查岩心筒。在确定大气中硫化氢浓度低于安全临界浓度之前，人员应继续使用正压式空气呼吸器。

在搬运和运输含有硫化氢的岩心样品时，应采取有效的防护措施。

起下钻、接单根

注意事项

起下钻前，应按岗位分工做好设备、工具检查，不合格的应立即修理、更换、整改。

在井口操作时应随时检查井口工具，盖好井口；卡瓦牙、安全卡瓦牙、钳牙要固定牢靠。

起钻前、起下钻中每个班接班时检查并调试好防碰天车装置。

根据负荷、井下情况及设备提升能力，合理选择排档。

起、放空游动滑车应平稳。绞车滚筒的钢丝绳排列不整齐时，应重新排列。

起下钻作业时，应对钻杆本体、丝扣、焊口进行检查。

用双吊卡加小补心起下钻杆、接单根，吊卡应轻放于转盘上，不得猛顿。起下钻铤作业应卡安全卡瓦。上卸钻头应使用钻头盒。

上卸扣应使用液压大钳或双吊钳，吊钳应扣在接头上，双吊钳形成的夹角不应大于90°。

上卸钻具、钻头和井下工具不允许用转盘紧扣、松扣及上卸扣，防止磨扣、跳扣，并注意上部钻具接头是否倒扣。

在鼠洞内接单根应将扣上紧，防止钻杆与方钻杆连接处倒扣。大方瓦用锁销固定在转盘内。

操作猫头绳，应使用挡绳器，打结或毛刺太多的绳索不应上猫头。在拉猫头绳时，待第一圈绳拉紧后，才能继续缠下一圈。紧扣时猫头绳直径及所缠圈数按表10要求执行。

不同尺寸钻具紧扣猫头绳缠绕圈数推荐表

钻杆外径

mm

缠绕绳圈数

选用棕绳直径

mm

60～88.9

2～3

32

114.3

3～4

32

127

4～5

32

139.7

5～6

32

液气大钳应根据使用钻具所要求的紧扣扭矩值预先调试好紧扣力矩。液气大钳应采用高速上扣，低速紧扣。紧扣最小力矩按表11、表12的推荐值执行。

不同尺寸钻杆紧扣力矩值推荐表

钻杆外径

mm

壁厚

mm

钢级

紧扣力矩

N.m

全新

一级

二级

三级

88.9

9.35

E

13278

11652

9484

7994

88.9

9.35

X-95

15581

14497

11652

10297

88.9

9.35

G-105

15581

15581

13142

10975

88.9

9.35

S-135

15581

15581

15581

13820

127

9.19

E

27098

26014

21136

17614

127

9.19

X-95

35227

33195

27098

22356

127

9.19

G-105

39292

36989

29537

24795

127

9.19

S-135

50131

46473

38886

32789

139.7

9.19

E

38000

28900

24700

20600

139.7

9.19

X-95

49200

37600

30400

26000

139.7

9.19

G-105

49200

40500

23200

28900

139.7

9.19

S-135

59200

52900

43500

36100

不同尺寸钻铤紧扣力矩值推荐表

钻铤外径

mm

内径

mm

紧扣力矩

N.m

120.6

51

13414

158.8

57.2

32386

158.8

71.4

30756

165.1

71.4

31163

165.1

57.2

38479

177.8

57.2

52435

177.8

71.4

44441

196.9

71.4

65984

203.2

71.4

72894

228.6

71.4

113947

254

76.0

142264

279.4

76.0

193751

起钻要求

起钻遇卡不得超过原悬重100kN，起钻遇卡应采用倒划眼措施处理，不得猛提、硬转。

起钻中严格按规定每起出1柱～3柱钻杆灌满钻井液一次，每起出1柱钻铤灌满钻井液一次；若钻具水眼堵塞，起钻中应每起出1柱钻具灌满钻井液一次或连续灌注。

起钻铤时，应待吊卡扣好提升短节对扣后，用双吊钳或液气大钳紧扣。

在安全井段起钻杆时可使用刮泥器，起钻铤时不允许使用刮泥器。

下钻要求

下钻时，应控制下放速度并随时检查刹车系统。悬重超过300kN时，应使用辅助刹车。

钻柱上加有稳定器或使用金刚石钻头时，下钻速度不应过快。

上扣前应清洗和检查丝扣，均匀涂抹螺纹脂。

钻具螺纹脂应符合SY/T 5198的规定。螺纹脂用桶加盖密闭保管，保持清洁。

如钻柱上带有钻具止回阀，每下20柱～30柱钻杆应向钻具内灌满钻井液一次，高密度钻井液条件下，应考虑止回阀的额定工作压力。

下钻遇阻不得大于50kN，下钻遇阻应采用划眼措施处理，不得强压、硬转。在套管内遇阻，不应强行下钻，应分析原因采取相应措施进行处理。

卡瓦使用

卡瓦尺寸应与钻具管体直径匹配。

卡瓦牙不能反装并要经常检查，磨损严重或有破损的应立即更换。卡瓦牙应固定牢固，保持清洁。卡瓦的绞链销钉、垫圈、保险销应齐全完好。

使用钻杆卡瓦起下钻，钻杆母接头的底部台肩应在转盘面之上0.4m～0.5m，钻具应缓慢坐在卡瓦上。

安全卡瓦距钻铤卡瓦不大于50mm,距母扣端面约500mm，并卡平、卡紧。不允许在上扣之前或卸扣之后卸安全卡瓦，严禁将安全卡瓦随钻铤带到高空。

钻铤卡瓦打滑时，不应用大锤猛击。

使用两片式卡瓦，应用直径6mm～10mm的钢丝绳将其相互系住。下钻中，两片式卡瓦需等下入钻具停止时才能放入，如是多片式卡瓦需待速度减慢后，再放入转盘内。

钻头

钻头应包装完好，不能碰撞损坏。运到井场后，由钻井技术员负责验收。

金刚石钻头

井眼准备

调整好钻井液性能，井眼应畅通无阻，若有阻、卡，应通井划眼。

井底清洁，无金属落物。

入井前的检查

检查并记录所选钻头的型号、直径、水眼、水槽、接头丝扣等。

检查胎体和丝扣部分，按SY/T 5217的规定绘图标出有关尺寸。

钻头的直径不能大于已起出钻头的实测直径2 mm，否则应先扩眼。

起下钻

起下钻应比牙轮钻头起下钻速度慢。

下钻中遇阻，不能长段划眼。距井底10m左右遇阻时，可加钻压5kN～10kN，转速40r/min～50r/min进行划眼。

上、卸钻头应使用专用工具，不得碰损金刚石齿。

钻进

钻头下至距井底5m时，先开泵循环清洁井底，然后缓慢转动下放，禁止加压启动转盘。

到底后，先加压5kN～10kN，以50r/min～55r/min转速钻进0.3m～0.5m，再逐渐增至正常钻压和转速钻进。

根据钻头推荐参数和地层特点确定钻进参数。

均匀送钻，严禁溜钻，如有蹩跳钻或泵压异常应起钻检查。

采用动力钻具钻进应使用钻杆滤清器。滤清器应经常检查和清洗。

金刚石钻头不能在含有燧石、黄铁矿的岩层中钻进。

正常钻进时应按进尺或时间进行短程起下钻。在易缩径井段，应加密进行短程起下钻。

牙轮钻头

根据地层特性和邻井资料，合理选择钻头的型号。

钻头入井前应经钻井技术人员、记录工、司钻检查，有下列问题之一者，不能入井。

a) 钻头本体及焊缝有裂纹；

b) 丝扣、台肩端面有严重缺陷，如气孔、裂痕或严重碰伤；

c) 牙轮卡死（密封轴承钻头牙轮用勾头板手仍不能活动）；

d) 喷嘴尺寸不适合，固定不牢靠；

e) 各传压孔堵死。

不应在钻头体上加热，如火烤、煮沸、焊接和油泡活动牙轮。

喷嘴安装前，先把喷嘴洗干净，涂上润滑油，再轻压打入，禁止用金属工具敲击打入，以防损坏密封圈。钻头起出后应及时卸下喷嘴，以备再用。

钻头资料的收集、整理

钻头原始记录数据应齐全、准确。

每口井使用的钻头，要逐只编号并填写“钻头使用记录表”。

应建立金刚石钻头使用档案。对可再使用的钻头，应清洗干净，妥善保管，其档案跟随钻头到使用完为止。

钻具

钻具的管理、使用、修复和报废应符合SY/T 5369的规定，钻杆分级按SY/T 5824执行，钻杆、方钻杆、钻铤和接头丝扣的加工应分别符合GB/T 9253.1、SY/T 5144的规定。

送井场的钻具应探伤，在母接头上喷焊耐磨带，试压，打钢号，并建立档案。回收钻具时，应填齐钻具卡片一并运回钻具公司。运输方钻杆时，应采取装在套管内或其它防弯曲变形的措施，两端拴牢并带护丝。

钻具到井队后，卸车时不得猛摔、猛碰，以母扣端对齐分层排放，两端悬空长度不得超过2m，严禁在钻具上进行电、气焊工作或用作搭铁线，钻具上不得放置重物或酸碱等腐蚀性物品。

应做好钻具倒换记录，入井钻具要建立三本账，即生产班、地质录井队和钻井技术员各有一本，定期核对。

不能入井的钻具应分开存放。

钻具上下钻台，应戴好护丝，防止碰撞。

拉下钻台的钻具应卸成单根，并应卸掉打捞工具、配合接头、钻头、钻具止回阀、提升短节和稳定器等，外表、内部应清洗干净，丝扣涂上防锈脂。

钻具卸扣应防止损坏钻具，如丝扣过紧，可用鎯头适当敲击。

处理事故中，钻具承受的拉力、扭力、内外压力等，均不应超过钻具允许的安全负荷。

钻具探伤、试压、倒换、错扣检查制度

每使用1只～2只钻头或100h～300h后，起钻时错扣检查钻杆、钻铤一次。

钻具应定期倒换位置，倒换钻具应分组进行。

钻具应定时探伤、试压。如发生顿钻、严重卡钻事故，解除后应立即探伤。

钻铤、钻杆以外的其它工具入井，除按钻铤的检查项目外，还应绘出示意图，标明其主要尺寸。

稳定器应符合SY/T 5051的规定。每次出入井必须测量外径。

存在以下问题的钻具不得入井使用。

a) 公母接头及配合接头磨薄、偏磨，其台肩剩余厚度不足5.0mm；

b) 未经试压或试压不合格；

c) 弯曲度超过每米2mm；

d) 钻具本体偏磨超过4mm；

e) 本体或电焊缝有裂纹；

f) 钻具本体卡扁，椭园长短轴相差4mm；

g) 接头台肩损坏，丝扣损坏；

h) 探伤有二级伤痕。

各种尺寸钻铤一律采用整体式提升短节，钻铤提升短节不应随钻铤入井钻进。

方钻杆全长弯曲度不超过6mm或两端轴线扭角不超过20°。

螺杆钻具

螺杆钻具应符合SY/T 5383的规定，螺杆钻具的使用、维修和管理按SY/T 5547执行。

在井场应检查旁通阀是否灵活、连接丝扣是否完好。

入井前应不接钻头试运转。试运转正常后方可入井。

入井前、出井后应测量并记录轴向间隙，超过规定值的不应入井。

使用螺杆钻具钻进，应加强钻井液净化工作。

在钻进中应优选排量并保持相对稳定。

螺杆钻具出井后，应用清水冲洗干净。

钻井仪表的使用与维护

仪表的安装位置，应有利于操作人员观察。

整套仪器在现场安装完毕后，应对电、气、油路进行检查，经检查合格后才能开机运行。

钻井仪表的读数应和自动记录值一致。

由钻井技术人员安装指重表自动记录卡片，并妥善保管原始资料。

应加强检查出口排量传感器，及时清除积砂。

气、液压系统每班检查一次，发现问题立即整改。

液压系统不应经常拆卸自封快速接头。

应建立钻井仪表的管理、使用、保养制度，并按规定检定和校验。