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“十一五”石油天然气行业钻井工程专业标准化发展规划


    来源:钻井标委会     更新时间:2006-03-07       评论: 0

1  概述

1.1  项目来源

    按照发改办工业[2004]2443号《国家发展和改革委员会办公厅关于编制“十一五”行业标准化发展规划的通知》要求和石油工业标准化委员会的统一部署,钻井工程专业标准化委员会组织有关人员编写了“十一五”石油天然气行业钻井工程专业标准化发展规划。

1.2  编制原则

    根据国家发展和改革委员会办公厅关于编制“十一五”行业标准化发展规划的通知,按照以下五项基本原则进行编制,即:(1)科学协调原则;(2)市场导向原则;(3)重点突出原则;(4)技术进步原则;(5)国际接轨原则。

1.3  工作简况

    为贯彻国家发改委发改办工业[2004]2443号文《关于编制“十一五”行业标准化发展规划的通知》要求和油标委的统一部署,钻井专标委于2005年3月19日召开专门办公会议对编制本专业“十一五”行业标准化发展规划做出了具体安排。

    各位委员和专家按“十一五”石油天然气行业钻井工程专业标准化发展规划提纲要求内容提出具体意见;各专业组负责人将委员和专家的意见整理汇总,编写成“十一五”石油天然气行业钻井工程各专业标准化发展规划分部内容;由中石化德州钻井所协助钻井专标委秘书处将各部分内容汇总编写成“十一五”石油天然气行业钻井工程专业标准化发展规划初稿。

    最后,将规划初稿发往有关单位征求意见,并根据意见进行修改形成规划讨论稿,经主任(扩大)会议讨论完善后定稿。

2  石油天然气行业钻井专业基本情况

2.1  专业现状

2.1.1钻井工艺技术现状

    钻井工艺技术已经经历了经验钻井、科学化钻井两个发展阶段,目前正处于自动化智能钻井阶段。美国、西欧等国家一直处于钻井技术的前沿,完成了大批超深井、高难度定向井、水平井、大位移井、分支井。

    (1)水平井钻井和大位移井钻井工艺技术。国外水平井技术应用于大多数类型油气藏。桶油钻井成本已降至直井的1.2-2倍。钻井数逐年增长。水平井钻井技术是以增大泄油面积为主要目的开发井钻井。已经形成了长、中、短半径水平井钻井、完井配套技术。目前,水平井正朝着以最大限度地增大泄油(或油藏)暴露面积为目标的“鱼骨井”等多分枝井方向快速进展。随着水平井钻井广泛应用,大位移井技术也得到了较快发展。钻大位移井的主要原因是基于经济上的考虑。在海洋及滩海油气勘探和开发中,由于减少了钻、采平台的建设,可节省投资,并大幅度提高了油气采收率。

    (2)欠平衡钻井技术。目前在国外已得到大规模的应用,在我国也方兴未艾。美国全年约有7%-8%的油气井和地热井都不同程度地采用了欠平衡钻井技术,有的油气田应用率竟高达98%。当前,世界上各大石油公司之所以争先恐后地研究应用该项技术,是因为该项技术不但可以最大限度地减少对储层的损害,最大限度地发现低压、低孔、低渗和隐蔽油气藏,而且还可以避免恶性井漏、提高钻井速度从而提高钻井综合效益。

    (3)小井眼钻井技术。小井眼钻井技术是一项综合性、技术密集型的配套钻井技术。它包含许多先进的工艺技术,如侧钻水平井、分支水平井、径向水平井、欠平衡钻井及连续管钻井等大都采用小井眼钻成。美国、英国、加拿大等国钻成了一定数量的小井眼油井,受益很大。小井眼钻井适于浅井、加深井、大修侧钻井及水平径向井。由于其钻机尺寸较小,能减少耕地占用,减少操作人员、便于搬迁安装,利于环境保护等。实践证明,与常规井相比,小井眼钻井成本可降低25%-40%,具有广阔的发展前景。

    (4)超深井钻井技术。美国是世界是上钻超深井历史最长、工作量最大、钻井技术比较先进的国家,1982年达到最高峰,年完井达130口,平均井深6589m。委内瑞拉、法国、德国、前苏联等也钻过数量不等的超深井。目前记录仍然是英国的WytchFarm油田的M16井水平位移10728米,测量深度11278米。

    (5)老井重钻(入)技术。主要包括老井加深和老井侧钻,目的是最大限度地利用已有的老井眼,以较少的钻井进尺来实现或维持老油田的低成本开发。随着老油田开发程度的增强,老井日益增多,老井重钻作业有越来越活跃的趋势。与新钻井相比,在老井中充分利用已有井段进行重钻作业,其成本在低得多。特别是侧钻水平井,经济上更为合算。通过老井重钻,可以减轻气、水推进,救活死井。如果采用侧钻水平井技术还可以有效地开剩余油,增大泄油面积,提高生产指数。

    (6)分支井钻井技术。目前,已在美、法、英、加拿大等进行了广泛的现场实践,总结出了一整套分支井钻(完)井的工艺技术。英国WytchFarm油田的M15三分枝井分枝总长为23200米。在分支井中,小井眼径向水平井居绝大多数,其关键环节在于分支井的完井器材和完井方法。

    (7)钻头配套技术。近年来在牙轮钻头方面,主要发展了超硬激光镀层、聚晶金刚石轴承和保径齿。在PDC钻头方面,主要发挥PDC的优点,发展具有天然金刚石切削硬地层的特点的混合型PDC钻头、抗偏转PDC钻头等。国内在钻头制造技术、钻头选型技术和钻头使用技术方面都有大幅度提高。

    (8)防斜打快技术。在预防井斜问题上,国内先后发展了钟摆钻具防斜技术、满眼钻具防斜技术、塔式钻具防斜技术、偏重钻具防斜技术、柔性钻具防斜技术、偏轴钻具防斜打快技术、导向钻具防斜技术等,以及在易斜地区采用地面移动井位技术,这些措施一定程度上解决了井斜问题,但在对付高陡构造的井斜方面遇到了一些问题。目前,以斯伦贝谢公司的Power-v为代表的垂直钻井系统已在美国的得克萨斯和我国的塔里木油田成功应用,取得了理想的防斜打快效果。

    (9)井底压力随钻检测技术。以低风险钻井系统(NDS)为代表的随钻压力检测技术可以及时地检测出井底钻井液柱压力、地层破裂压力和底层坍塌压力。提供较为准确的“压力窗口”从而为改善钻井工艺提供强有力的支持。

2.1.2  钻井液技术现状

    钻井液技术可分为水基钻井液技术、油基钻井液技术、气体型钻井液技术和合成基钻井液技术。

    (1)水基钻井液是目前国内外各油田使用最普遍的一类,共同特点是:以水作为钻井液的连续相,具有成本低,配制和维护简单,处理剂来源广、可供选择的配方多、性能容易控制和调节、对油气层伤害较小的效果等优点。这类钻井液现已形成以下几种较为成熟的类型:①低膨润土聚合物钻井完井液;②无膨润土聚合物钻井完井液;③水包油钻井完井液;④无固相清洁盐水钻井完井液;⑤阳离子聚合物钻井完井液;⑥屏蔽暂堵钻井完井液;⑦正电胶钻井完井液;⑧甲酸盐钻井完井液。

    (2)油基钻井液体系是以油作为钻井液的连续相、水为分散相的一类钻井完井液,优点是保护油气层效果好,性能稳定、抗污染和抗高温能力强;缺点是成本高、污染环境严重、对录井有影响等。油基钻井液体系在国外应用较为普遍,在国内仅在一些特殊井上应用。

    (3)气体型钻井完井液是指钻井流体含有人为充入气体(空气、氮气、天然气、内燃机尾气等)的一类钻井完井流体,按含气比例和密度的不同又分为气体、雾化、泡沫、充气四种钻井完井液。该类钻井完井流体是为了在低压裂缝性油气田、稠油油田、低压强水敏性油气层、低压低渗透油气层、易发生严重漏失的油气藏和能量枯竭油气藏实现近平衡压力钻井或负压差钻井而发展起来的。其特点是,密度低、滤失量小、不易造成井漏、保护油气效果好。泡沫钻井液是由气相、液相、发泡剂和稳泡剂等组成,该体系已在新疆、华北、大庆、胜利、吉林、四川、长庆等油田应用,取得了较好的效果。

    (4)合成基钻井液是以人工合成化学品(如酯类、醚类、醇类)为基液的一类钻井完井液,它是为了克服油基钻井液、水基钻井液难以满足某些复杂地层地质条件和特殊要求的钻井而发展起来的。国外九十年代初开始使用,我国现在也有应用。其特点是合成基液易于降解、利于环保,凝固点低、可泵送性好,利于悬浮和携带岩屑,有较强的抑制性和较好的润滑性,特别适合于大斜度井、水平井、大位移井的钻进,钻井液性能稳定易于控制,对地质录井影响小;缺点是成本高。

2.1.3固井工艺技术现状

    经过近二十年的工作,我国己形成一套较完整的固井技术工艺体系。目前我国已能熟练掌握并使用的常规固井技术包括:常规单塞固井、双塞固井、尾管固井、双级固井、套管外封隔器固井、低压易漏井低密度固井、化学生氮泡沫水泥浆固井、膏盐层固井、双密度双凝水泥浆、防气窜固井、热采井固井、调整井固井、水平井固井等。但与国外相比,我国在超低密度水泥浆固井、超高密度水泥浆固井、超深井超高温固井、高温高压防气窜固井、机械冲氮泡沫水泥固井等方面仍有较大差距。

    为了解决异常压力、特殊地层等固井技术难题,围绕如何提高固井质量这一中心,国内外研究并应用了多种固井新技术,并在现场取得了较好的应用成果。体现在以下三方面:

    (1)  固井工艺

    在异常压力固井技术方面,国外主要发展了低密度水泥浆技术和泡沫水泥浆固井技术。防窜固井技术一直是国内外固井技术研究的重点。通过对环空气(水)窜的成因、影响因素、气窜的物理过程、预测方法及防气窜水泥浆体系的大量研究,已经研究开发了膨胀水泥、延迟胶凝水泥、触变水泥、可压缩水泥和非渗透胶乳水泥等多种防窜水泥浆体系,在现场应用均取得了较好的应用效果。近几年来,国内外在防窜固井技术研究方面也取得了一些新的进展。钻井液转化水泥浆(MTC)固井技术国内外大都采用高炉矿渣作为水硬性材料替代波特兰水泥。该技术有利于提高固井质量,尤其是有助于改善第二界面胶结质量。自八十年代研究应用以来,一度在固井界引起极大的关注,被认为是传统固井作业的一次革命。国内外均对水泥浆顶替技术做了大量的研究工作,也得出了许多重要的结论,并在此基础上提出了诸多提高水泥浆顶替效率的技术方法。

    复杂地层复杂压力固井技术日趋完善。研究开发了适应高压气井、塑性地层、低压易漏失井、多压力系统以及深井超深井高温固井配套技术。固井工艺过程的计算机模拟、仿真与监控技术的较快发展,极大地提高了固井方案设计、现场施工的准确性、针对性和科学性。特殊工艺井固井技术,包括小井眼固井、水平井固井、分支井固井和大位移固井等特殊井固井技术也日趋成熟。

    (2)  油井水泥及外加剂

    油井基本水泥已由起初的一两种发展到如今的13种。国外已经研究与开发出14大类200多个品种油井水泥外加剂。(1)油井基本水泥增加了酸溶水泥、高细度水泥、波特兰水泥与高炉矿渣混合物、可储存液体水泥和合成树脂水泥。从1995年起,基本水泥的品种已从波特兰水泥扩展到高铝水泥、市售低密度水泥、膨胀水泥、微细波特兰水泥和微细高炉矿渣混合物、高细度水泥、高炉矿渣等13种。世界7大公司油井水泥外加剂的研发也与时俱进,已发展到目前的14大类数百个品种,主要包括:降失水剂、缓凝剂、促凝剂和盐、分散剂、充填剂和密度减轻剂、防气窜剂、增密剂和加重剂、抑泡剂和消泡剂、游离液控制剂和固体悬浮剂、胶结增强和膨胀剂、减少或防止高温强度衰退的硅质材料、减少和防止井漏的外加剂和外掺料、特种水泥混合物和隔离液和冲洗液。

    (3)  固井工具与装备

    新的固井工具为适应钻井新工艺新技术以及特殊地层固井要求也应运而生。为适应水平井、大位移井的尽可能减少下套管摩阻的要求,美国哈里巴顿(Ha1liburton)等公司相继研制开发了滚珠式刚性扶正器、井下启动刚性扶正器、套管漂浮接箍等。为解决漏失层、气层等特殊复杂地层固井问题,美国贝克·休斯(Baker Hugues)公司研制开发了水泥浆膨胀的长裸眼封隔器。该封隔器可长达到20英尺,通过水泥浆进行膨胀实现永久性封隔地层,取代注水泥作业,并能在封隔器上进行射孔作业,满足测试、生产需要。为适应日益活跃的欠平衡钻井的需求,美国贝克·休斯(Baker Hugues)最新研制开发了在欠平衡井眼下入尾管的井下装置,从而保证了全过程欠平衡作业的实施。为解决长裸眼易漏失井尾管固井问题,美国贝克·休斯(Baker Hugues)专门研制开发了尾管悬挂器-液压式分级箍联合作业工艺及相配套的特殊胶塞系统。为提高钻井效率,美国贝克·休斯(Baker Hugues)、哈里巴顿(Hta11iburton)等公司相继研制开发了PDC可钻式防转胶塞及固井附件,大幅度地减少了固井附件的钻扫时间。遥控水泥头减少了开挡销释放胶塞的时间,保证了施工的连续性。专门用于大斜度、水平井尾管固井的送球器解决座挂铜球无法到位实施压座挂的技术问题。

    注水泥技术装备也得到了很大发展。配浆过程可实现计算机连续监控;注水泥设备向操作自动化、密度控制精确化、大排量和大功率方向发展。

    总之,固井技术一直是随着钻井技术的进步而发展的。固井工艺技术措施、固井材料、油井水泥外加剂已发生深刻的变化,许多新工艺、新技术、新材料的开发和应用基本适应了油田勘探开发的需要。经过多年的研究与攻关,我国固井技术也取得了长足的进步,基本形成了系列配套的固井材料、工具及其相应固井工艺技术措施。随着油气勘探开发的深入,固井技术也将得到进一步完善和发展。

2.2发展趋势

    目前石油钻井工程技术的发展方向集中表现在以最大限度地发现与保护油气层,实现增储上产和保护环境为基本前提,向实现快速、优质、安全、高效钻井等方向发展。主要集中在以下几个方面:

    (1)  膨胀管技术

    目前,随着我国油气勘探向新区新领域的快速推进,原有的深井、超深井的井身结构已经不能适应新的地质条件的要求,对深井和超深井钻井形成制约。可膨胀管和随钻扩眼技术提供了复杂地层钻进以及井眼变径等问题,又能大量节约钻井成本。20世纪80年代壳牌公司开始研究膨胀管技术。割缝膨胀管主要用于代替常规割缝衬管和防砂,增大生产井段直径;实体膨胀管主要用于套管修补、多分支井。膨胀管在地层堵漏、套管修复、防塌等方面提供了新的方法和手段,有较高的推广价值。

    (2)  气体钻井

    气体钻井技术是指钻井中以压缩气体或含有压缩的气液混合物作为钻井流体,承担钻井液的基本功能进而实现欠平衡钻井的工艺技术。随着随钻测量(MWD)、随钻测井(LWD)、气体马达、空气锤的问世以及各种设备的不断完善,气体钻井技术又重新得到人们的重视。目前,气体钻井正在被用在低压油田的直井、定向井、丛式井和水平井钻井中,最大井深已达4000~5OO0m,经济效益显著。据不完全统计,气体钻井比常规钻井的机械钻速提高1O-20倍,并且可以避免严重的井漏和卡钻事故,大幅度提高钻头进尺。

    (3)  套管钻井技术

在地质情况已经比较清楚的油田,用套管替代传统的钻杆进行开发井钻井,直接省去了下套管作业时间以及在此过程中可能发生的各种问题,而且在海上可以实现批量钻井。陆上和海上的钻井实践证明,由于减少了钻井液对油气藏的浸泡时间,储层伤害得到减轻,套管钻井能提高油层的产能,还能使建井成本得到降低。

    (4)  提高机械钻速(特别是深井超深井)技术

    该技术主要有欠平衡压力钻井、动力钻(或旋转钻)+PDC钻头(或其它特种钻头)技术、Power-v防斜打快技术、超高压钻井技术等。

    (5)钻井智能化技术

    该技术包括数据采集技术,地面设备有综合录井仪、工程参移仪等,地下仪器有随钻测量(MWD)、随钻测井(LWD)、随钻地层评价(FEWD)、随钻地震(SWD)、低风险钻井系统(NDS)等。数据传输技术包括有线、无线、电磁波(数据双向传输,形成闭环钻井系统)技术等。决策及控制技术包括数据存储、分析处理、决策分析、反馈控制。

    (6)无渗透钻井液技术

    无渗透钻井液技术(简称NIF钻井液),是由美国环保钻井技术公司(EDTI)生产的一种钻井液。该钻井液主要由DWC2000(增粘剂)、FLC2000(动态降漏失剂)、KFA2000(润滑剂)组成,是一种据称可以在超低固相含量下,使所钻地层损害接近于零的钻井液。这种钻井液依靠表面化学原理在地层表面产生可以密封地层的非渗透膜,实现同一种组分的钻井液封闭不同孔隙尺寸地层的目的,从而实现钻井液对地层的无渗透。室内试验表明,NIF钻井液可使岩石的渗透率恢复值达到90%以上。

    (7)水基成膜钻井液技术

    这种技术在理论上认为,在水基钻井液中,通过加入一到几种成膜剂,可以使钻井液体系在泥页岩井壁表面形成较高质量的膜,这样可阻止钻井液滤液进入地层,从而在保护油气层和稳定井壁方面发挥类似油基钻井液的作用。就能形成膜的钻井液种类来讲有:合成基钻井液、硅酸盐钻井液、逆乳化钻井液和聚合醇类钻井液等。

    (8)正电性钻井液技术

    正电性钻井液是一种水基钻井液,它主要是靠正电性的钻井液处理剂配制而成,最后使体体系的ξ电位大于零。它是含有一种高分子量的阳离子聚合物和其它可以使整个体系呈正电性的阳离子化合物(如正电胶等)组成。阳离子聚合物由于其带正电荷,中和能力强,聚合物链长,架桥作用好,能以较快的速度和较强的静电力中和粘土矿物的负电荷,以单分子层的形式单躺在粘土上,使粘土的比表面和负电荷大大下降,从而使粘土的水敏性基本丧失进而起到稳定粘土的作用。同时,分子量较小的有机阳离子化合物又能进入到粘土片的晶层之间,形成永久性吸附,有着更好的抑制泥页岩水化、膨胀、分散和运移的能力。

    总之,钻井液技术发展趋势主要表现在以下几个方面:更重视钻井液的油气层保护性能,重视钻井液技术与相关学科的交叉,钻井液体系设计更趋于定量化,新钻井液技术往往是理论上创新的结果。钻井液体系方便化,钻井液处理剂和体系多功能化,钻井液处理剂和体系颗粒将纳米化,钻井液体系将具有真正意义上的强抑制性能,钻井液体系将越来越具备高新技术特色,钻井液性能评价将出现体现高新技术特色的新标准。

    (9)特殊条件下的固井技术

    随着油气勘探开发的深入,不断扩大的复杂地质条件下油气藏勘探开发使得固井技术面临着全新的挑战。固井工艺技术将向以下方面发展:不停注的调整井固井技术;薄油层多压力系统调整井固井技术;大斜度井和水平井固井技术;低压易漏长封固段固井技术;岩盐层、高压盐水层固井技术;高压气井、浅层气井固井技术;小井眼小间隙固井技术。

3  石油天然气行业钻井专业标准化工作基本情况

3.1  标准化工作对专业发展发挥的作用和取得的主要成绩

    以1985年我国石油钻井工程专业标准化委员会成立为标志,我国钻井工程标准化建设工作走上了健康发展之路,一大批涵盖钻井、钻井液及固井专业的行业标准制定和颁布执行,对钻井工程专业产生了积极和深远的影响。通过宣传、贯彻、执行标准,规范了钻井技术行为,推动了我国钻井整体技术和工艺水平的提高和我国钻井行业的健康发展。

    (1) 推动了钻井技术的进步

通过总结现场成熟经验和引用国际标准及国外先进标准,我国钻井工程标准在钻井行业得到了较好地推广应用,推动了钻井整体技术和管理水平的提高。如《欠平衡钻井技术规范》的颁布实施,规范了欠平衡钻井技术设计、保障了安全钻井、扩大了应用规模,提高了技术水平。

    (2)  规范了实验方法、设计及作业程序

    钻井工程标准对基础性的实验方法做了统一要求:如降滤失剂、降粘剂、发泡剂、堵漏剂等各种处理剂的性能评价程序,几乎覆盖了目前现场普遍使用的钻井液产品。作业程序及评价方法标准也较为完善,从实验室到现场都有对应的测试程序,如《钻井液实验室测试程序》、《油井水泥试验方法》、《钻前工程及井场布置技术要求》等对室内实验、现场应用和监督具有较强的指导作用,对规范钻井行为、提高质量发挥了重要的作用。

    我国采标API RP 10B(油井水泥试验推荐做法),制定了国家标准《油井水泥试验方法》,严格规定了水泥浆失水、稠化时间等性能测试程序和方法,确保了实验方法和程序的统一。规范了固井水泥浆性能实验操作簪序和作业规范,提高了水泥浆性能参数测试的准确性、可靠性、可比性和可操作性。《下套管作业规程》、《石油套管现场检验与运输》等标准,给出固井相关施工作业程序和方式,有利于规范相关作业行为,预防作业风险,保证固井安全,降低固井事故发生的几率,提高现场作业质量。

    《地层孔隙压力预测检测方法》标准经多年的应用和修订,已经在生产实践中发挥了很大的作用,无论是对钻井井身结构设计还是对钻井液密度的确定都具有重要的指导作用,为开展平衡压力钻井以及欠平衡压力钻井都奠定了科学的基础。避免了钻井工程设计的盲目性,减少了钻井事故,提高了钻井速度。

    《钻井井控技术规程》、《开钻前验收项目及要求》是石油天然气钻井健康、安全与环境管理体系(HSE)的重要基础标准,是钻井队必须遵照执行的行为指南,为保障安全钻井、减少井喷事故和人民生命财产的损失发挥了巨大的作用。

    (3)促进了钻井材料质量的提高

    一些钻井材料标准的实施,规范了钻井材料的化学、物理性能和质量要求,促进了钻井材料质量的提高。我国钻井材料质量标准随着时代的发展,经过反复多次修订,紧跟我国科学技术发展要求,其内容比较完善,切合实际,具有较强的实用性和可操作性。在程序及方法标准方面吸收了国外相关标准最新版本的技术内容,如GB-T5005-2001《钻井液材料规范》较系统地规定了钻井液基础材料的性能指标,有效地促进了产品质量的提高。

    (4)促进了钻井市场的发展

    钻井工程标准为钻井市场的发展提供了相应的技术规范,如《钻井完井交接验收规则》、《钻井技术经济指标及计算方法》等标准,规范了质量评价的程序、方法,保证了质量评价的公正性、统一性,规范了市场行为,有利于市场公平竞争。对规范甲乙方行为、调节双方矛盾起到了积极的作用。

    目前钻井设计部门、质量检验部门及质量督察机构均以相关标准作为工作的基础准则。钻井材料质量评价标准和检测标准已经成为产品进入市场的基本条件,并对企业生产具有很强的指导作用。

    钻井专标委推出的双语版标准,使钻井工程标准面向国际市场,国外开始接受我国的标准。我国钻井工程标准可操作性强,适应广泛,随着我国钻井队伍走向国际市场,我国钻井标准也正在走向世界,发挥着越来越重要的作用。

3.2  专业标准化工作存在的主要问题及原因分析

    (1)经费严重不足。每项标准修制订经费仅3万元左右,该经费也只能满足制、修订标准人员调研、开会的差旅费,试验、研究等经费仍需制、修订单位自行支付。因此承担单位和个人比较缺乏制修订标准的积极性;为适应“走出去”战略,钻井专标委已推出6项双语版标准,审查任务十分繁重,但从未得到有关这方面的经费支持,工作开展难度较大,起草单位缺乏积极性。

    (2)专业之间缺少协调,标准的系统性、配套性有待于进一步提高,需要整合。钻井工程本身是一个系统工程,需要多专业、多学科的协同工作,任何一个技术环节的失误,都会给钻井带来严重后果。从市场经济角度来看,石油天然气行业标准的各专业设置不尽合理,交叉环节较多,专业划分过细,不同专业之间缺少有机的衔接。致使钻井专标委管辖的标准与其他专标委管辖的标准往往产生交叉与不协调,不利于归类和查询。同一标准内容在不同标准之间产生冲突和矛盾,实施时不宜操作。如地质专标委归口的SY/T5251-2003》《油气探井地质录取项目及质量基本要求》规定相同井深的水平位移要比钻井专业行业标准规定的小20-30米。且该指标几乎所有油田都反映难于达到,起草单位胜利石油管理局地质录井公司、胜利油田有限公司勘探项目管理部也感到不合理。事实上该标准的井身质量部分的内容应该引用钻井专业标准仳委员会归口的行业标准SY/T5088、SY/T5955。上述类似情况还有很多,建议相关专标委今后多加沟通,使我国现行行业标准更加完善。

    (3)标准制修订尚不能满足市场需求,滞后于行业技术发展

    如SY/T5431-1996井身结构设计方法》,随着钻井工艺、钻井液技术水平的提高,以及井深的增加与复杂地区复杂地层(巨厚泥页岩、砾石层,深部岩盐及盐膏层,高低压盐水层、多压力体系等)的增多,过去简单的以孔隙压力、破裂压力为依据设计井身结构的方法,已不能满足处理井下复杂的需要,必须考虑地应力、坍塌压力、盐层蠕动压力、完钻井眼尺寸的影响。

    SY/T5814-93《钻井液用腐植酸类处理剂中腐植酸有效含量的测定方法》中使用重量法测定腐植酸含量。随着检验方法的不断改进,腐植酸含量高到一定程度用比色法就不适宜。标准中应选择更为合理与可靠的检测方法。

4  “十一五”期间石油天然气行业钻井专业标准化工作面临的环境和标准化需求分析

4.1    “十一五”期间国内、国际环境对钻井专业行业标准化工作的要求

    随着全球经济一体化进程的加快,我国钻井队伍和技术走出国门已成为发展的必然趋势。国内、国际钻井技术服务项目将日益增多,钻井技术进步逐渐加快,新产品、新技术的不断更新,钻井工艺技术种类将层出不穷,迫切要求钻井专业行业标准能够及时满足技术进步的要求。但是我国的钻井工程标准内容和水平还不能完全适应国际化的要求。在一些标准的衔接方面,还不能完全满足与国际接轨的要求。

    目前,石油工业标准与国际标准和国外先进标准接轨的主要领域在设备、管材、天然气等方面。从钻井工程专业来看,标准化工作的主要任务将是伴随着钻井工程技术服务走出国门,面向世界。目前我们缺少相应的人力、财力和通畅的渠道开展对国外石油公司标准的研究和与国际标准化组织机构的沟通。大多数行业标准还没有双语版,特别是面对钻井市场全球化的情况下,没有双语版就基本失去了国外公司了解我国钻井标准的媒介,进而会制约我国石油钻井走向国际市场。因此,为适应钻井市场的需要,应跟踪国外先进标准,整合完善我国的钻井工程标准,补充有关市场的内容,尽量制定发布双语版的钻井工程标准。

4.2 “十一五”期间行业重点任务对钻井专业行业标准化工作的要求

    “十一五”期间石油天然气行业重点任务是发现和开发油气资源。其中,天然气的勘探和开发将会得到明显的加强。围绕天然气资源的开发,特别是对高含H2S、高含CO2气井的开发制定出钻井专业行业标准是钻井标准化工作的一项重要任务。

    随着我国经济高速发展对能源需求的不断增加,以及我国优质油气储量发现难度的提高,石油工业急需采用新的钻井工艺技术来开发边际油藏和提高采收率(新技术归类,划分到特殊工艺井组),因此标准的制定要赶上新技术发展的步伐还任重道远。

    “十一五”期间,对海洋资源的利用也将成为我国石油行业一个新的战场。我国的海洋石油工业从下海开始,虽然走过了近四十年的历程,但是真正走上正轨是在中国的对外开放中,如今,国内三大石油企业纷纷走向海洋,规范化的做好海洋钻井就显得格外迫切。

4.3 “十一五”期间国家技术标准发展战略对钻井专业行业标准化工作的要求

    一一构建适应社会主义市场经济体制的新型钻井标准体系;

    一一为经济、社会和产业发展提供先进适用的重要钻井技术标准;

    一一成为国际标准化领域中一支重要的钻井标准化力量。

5  “十一五”期间石油天然气行业钻井专业标准化工作的指导思想和工作目标

5.1指导思想

    钻井专业标准化发展战略的主要指导思想是:坚持以人为本,以科学发展观为指导,以市场为导向,构建先进的钻井工程技术标准体系,为钻井作业的安全、优质、高效和经济社会的协调同步发展,提供有效的技术保证,搏动石油工业发展。

5.2工作目标

1、调整体系表结构,增补海洋石油钻井工程部分内容

    随着科学技术的不断进步和国家对石油资源的需求,中石油、中石化和中海油都组建了海洋石油工程队伍,为了使我们这支新型的大军从施工设计、安全生产和与国际接轨方面快速成为一支高标准、高质量、重管理的生力军,由三大石油公司组成的石油钻井工程专标委负责的行业标准化工作越发显得重要和任务繁重,专业范围特需增补“海洋石油钻井工程”部分内容。

2、实施27154工程

    即修订27项标准,制定15项标准,推出4项双语版标准

6 “十一五”期间石油天然气行业钻井专业标准化工作的重点任务、重点领域

6.1 石油钻井工程专业标准化重点目标

    进一步完善现有的体系表,按成熟度和需求的紧迫程度排出先后顺序,力争把国内已开展并有一定基础的新的技术和工艺进行总结和规范并制定成行业标准。钻井专业标准化重点目标如下:

    (1)满足勘探开发不同类型的油气田的需要制定相应的特殊工艺技术标准。

    (2)面对开放的国际市场需要完成主要钻井专业标准的双语版。

6.2 重点领域标准制修订规划

6.2.1 需要修订的标准

    (1)钻井井史格式 第1部分:陆地部分

    (2)钻井井下故障处理方法

    (3)直井井斜控制技术规范

    (4)钻井井身质量评价规范

    (5)固井施工设计规范

    (6)套管柱试压规范

    (7)定向井测量仪器测量及检验 第2部分:电子单多点类

    (8)定向井测量仪器测量及检验 第3部分:陀螺类

    (9)定向井测量仪器测量及检验 第4部分:有线随钻类

    (10)钻井液用桥接堵漏材料室内试验方法

    (11)地层孔隙压力,坍塌压力与破裂压力预(检)测方法

    (12)井身结构设计方法

    (13)套管柱强度与套管串结构设计

    (14)钻井液用腐植酸类处理剂中腐植酸有效含量的测定方法

    (15)钻井液和处理剂分类及命名规范

    (16)钻井液试验用土

    (17)钻井井控装置组合配套、安装调试与维护

    (18)欠平衡钻井技术规范 第1部分:设计方法

    (19)欠平衡钻井技术规范 第2部分:井口压力控制及地面装置配备要求

    (20)欠平衡钻井技术规范 第3部分:工艺施工规程

    (21)油井水泥外加剂评价方法第3部分:减阻剂

    (22)油井水泥外加剂评价方法第6部分:减轻剂

    (23)固井质量评价方法

    (24)钻井技术经济指标及计算方法

    (25)钻井井控装置组合配套、安装调试与维护

    (26)钻井井控规范

    (27)钻井设备配套、使用与维护

6.2.2 需要制定的标准

    (1)钻井井史格式 第2部分:海上部分

    (2)钻井液用日报表格式

    (3)海洋井场调查规范

    (4)磁性测量仪器量值溯源与传递

    (5)油井水泥外加剂评价方法第4部分:促凝剂

    (6)海洋钻井设计规范

    (7)钻井液体系评价、配置与维护

    (8)油井水泥外加剂评价方法 第5部分防气窜剂

    (9)海洋弃井作业规程

    (10)钻井废弃物处置规范

    (11)膏盐层钻井技术规程

    (12)套管头使用规范

    (13)高含H2S井段钻井液体系处理维护操作规范

    (14)油井水泥外加剂评价方法第7部分:加重剂

    (15)油井水泥外加剂评价方法第8部分:充填剂

6.3 重点领域“采标”规划

   (1) 钻井液用日报表格式,采标IADC。

6.4 重点双语版标准制定规划

    1、欠平衡钻井技术规程;

    2、钻井井控装置组合配套、安装调试与维护;

    3、固井质量评价方法;

    4、钻井技术经济指标及计算方法

7 主要措施和建议

7.1 增加投入 确保钻井标准化工作有足够的资金保证

    必要的经费投入是石油钻井工程专业标准化战略顺利实施的重要保证。长期以来,工作经费不足影响了标准的前期研究和标准制修订的质量和水平,也不利于调动广大标准化工作者和标准制修订工作者的积极性。为此,建议主管部门增加对秘书处及标准制修订经费的投入。钻井专标委“十一五”规划的完成约需经费374万元。

7.2 加强钻井标准信息化建设

    与标准出版发行单位密切配合,积极做好钻井行业标准的出版发行工作。积极推进标准化信息工作。按时出版《石油钻井工程专业标准化委员会年报》,加大钻井标准咨询服务活动,扩大其在石油业标准化工作中的影响和认知度。

    继续加大国内三大石油公司专业技术人员和标准化工作者的技术交流活动,促进相互学习与提高,特别是将各公司在各个领域的优势技能和经验实现共享,促进中国石油工业的发展。

    开发“中国钻井网”。按钻井专标委2004年年会要求,今年上半年完成该网设计方案及开通任务。目前“中国钻井网”已具备综合信息发布和标准查询的初步功能。并将实现快速、准确地为社会和企业提供国内外石油天然气钻井工业的标准化信息服务,并可通过网络实现石油天然气钻井标准和API、ISO等标准摘要的检索和查询。

    逐步实现钻井标准制、修订的网上工作模式。为标准的制、修订工作提供更为方便快捷的沟通、交流途径。

7.3 加强标准化与科技的结合

    建立科技部门与标准部门协调攻关的机制:三大石油公司支持的重大钻井研发项目,标准化研究机构进行配套的标准可行性研究、标准体系研究、标准测试研究和标准效益预测等研究工作;科研项目产生的科研成果,可形成标准草案的,通过标准立项后,直接进入征求意见阶段,加速科技成果向生产力的转化。

    建立以标准需求为导向的科研支撑体系。标准的需求来自市场,根据标准需求,提出标准涉及内容所需进行研究的科研项目,科技部门对此类科研项目给予支持。

    建立“科研成果――试点示范――标准研究――应用推广”的科研成果产业化一条龙体系。对现有试点示范的科研成果,积极引导它们通过转化为标准,扩大其推广的范围,加快推广的速度;对还没有试点示范的科研成果,可明确鼓励通过试点示范与标准相结合进行推广。

7.4 加强与国外标准化组织机构的联系与合作

  组织人员研究参与国际标准化组织的方式,积极寻找参加国际标准化活动,加入国际标准化组织的时机和形式,尽快建立可靠、有影响力的交流渠道。高质量的推出双语版标准,加快钻井标准化工作走向国际化进程。

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