國內外鉆井工程標準對比分析

朱德武

中國石化石油工程技術研究院（北京100101）

國內外鉆井工程標準對比分析

朱德武

中國石化石油工程技術研究院（北京100101）

對我國鉆井國家標準、行業標準，ISO（國際標準化組織）和國外先進標準，包括API（美國石油學會）、IADC（國際鉆井承包商協會）標準，全面系統地進行了對比分析，研究了標準項目涵蓋范圍、標準的具體內容，找出我國鉆井標準與國際國外先進標準的差別與不足。建議我國重視標準的修訂、鉆井新技術標準的制定和及時采標工作，這對我國鉆井工程標準的完善有著重要指導作用。

鉆井工程技術標準國際標準

鉆井工程標準是行業自主創新、跨越發展的法寶，也是規范鉆井市場經濟客體的“法律”。我國把標準分為強制性標準和推薦性標準兩大類。兩者都具有法律上的約束性。

近年來,鉆井新技術不斷涌現，現有的國家標準和行業標準已遠遠不能滿足鉆井工程技術應用的需要。有必要對國外先進標準與我標準進行對比，分析國外標準的先進性，找出我國標準的不足及原因，從而制定與完善我國鉆井標準。

我國鉆井標準主要指鉆井國家國家標準和行業標準，國外標準主要指ISO（國際標準化組織）和國外先進標準，包括API（美國石油學會）、IADC（國際鉆井承包商協會）標準。下面按鉆井工藝、鉆井液、固井3部分對國內外重要標準進行對比分析。

表1 ISO、API發布有關鉆井工藝標準

1 鉆井工藝部分

1.1 標準項目涵蓋范圍的比較

目前我國鉆井工藝標準97項，內容包括通用基礎，鉆井設計，鉆前工程，鉆井工藝技術，特殊工藝井，井下復雜情況及事故處理，取心工藝，井控、鉆井裝備配套、鉆井工具及儀器10個方面。ISO標準則側重于設備、材料方面，涉及鉆井工藝設計方面內容的標準只有1項，API標準也只有只有2項（表1）。

1.2 標準內容的對比

我國鉆井工藝標準只有5項與API標準有對應，1項與IADC（國際鉆井承包商協會）標準對應，其它標準都是有我國自行制定的。

1.2.1 鉆柱設計和操作限度的推薦作法

與之對應的API標準RP 7G《鉆柱設計和作業極限》的主要內容是：對設計和選擇鉆柱元件的建議，包括對井斜角度控制、鉆井液、負荷、轉速的考慮。有圖和表顯示新的和用過的鉆桿、工具接頭、鉆鋌和方鉆桿的尺寸、機械特性和使用特性。還推薦了用于檢測二手鉆桿、油管管柱及鉆具接頭的一些標準。ISO 10407-1993《石油和天然氣工業鉆井和生產設備鉆柱設計和操作極限》是由API標準RP 7G《鉆柱設計和作業極限》升格國際標準。

GB/T 24956-2010《鉆柱設計和操作限度的推薦作法》與API對應標準區別不大，屬等效采標2000年5月API發布了修訂版[1]。

1.2.2 石油天然氣鉆井日報表

SY/T 5089-2004《石油天然氣鉆井日報表》主要采用API和IADC標準報表格式，內容基本相同，屬等效采標。主要內容是：鉆井井史、鉆井班報表、鉆井井史及班報表正文內容與班報表格式。

1.2.3 欠平衡鉆井技術規范

與之對應的API標準RP 92U《欠平衡鉆井作業》為2008年11月第1版，主要內容包括欠平衡鉆井設備、作業設計、工藝及施工，以及各種欠平衡鉆井方式，內容系統廣泛。SY/T 6543.1-2008、SY/T 6543.2-2009《欠平衡鉆井技術規范》分別為液相和氣相鉆井方式[2,3]，與API標準基本同步推出，但內容不夠全面。

1.2.4 鉆井井控技術規程

與之對應的API標準《井控作業推薦作法》為2006年5月第2版，可以作為井控安全作業的行業推薦性指南。此出版物旨在作為井控的現場助手，并作為井控原理的培訓教材。確定了在井涌之前帶壓井控的推薦性作業方法和井涌過程中所使用的推薦作法。應與API RP 53《鉆井作業用防噴設備系統的推薦作法》和API RP 64《分流器系統設備及作業推薦作法》一起使用[4]。

SY/T 6424-2006《鉆井井控技術規程》規定了鉆井井控技術的管理、實施及培訓原則。適用于陸地油氣田勘探、開發鉆井作業中的油氣井壓力控制技術。與API標準《井控作業推薦作法》內容相近。

1.2.5 鉆井井控裝置組合配套、安裝調試與維護

與之對應的API標準是Spec 16C《節流及壓井系統》、API Spec 16D《鉆井控制設備的控制系統》。前者用于鉆井有關安全及可交換功能的地面、井下節流與壓井設備，規定了性能、設計、材料、焊接、測試、檢驗、儲存及運輸等方面的最低要求。后者主要為防噴器及控制井壓的相關閥門建立設計標準。

SY/T 5964-2006《鉆井井控裝置組合配套、安裝調試與維護》與API對應標準主要區別是：API標準主要指導設備設計制造，說明性能；SY/T 5964-2006側重于安裝維護。

1.2.6 鉆頭使用基本規則和磨損評定方法

與之對應的IADC標準是《IADC牙輪鉆頭分類與磨損評價》，主要內容為牙輪鉆頭分類方法及代號，以及磨損評價方法等。內容相似，但分類代號有區別。

2 鉆井液部分

2.1 標準項目涵蓋范圍的比較

我國鉆井液標準項目涵蓋范圍較廣，標準體系具有一定的系統性和完整性。目前有效標準達30項，內容包括鉆井液通用標準及材料、鉆井液實驗室測試和鉆井液現場測試3個方面。通用基礎標準已對各油田通用的基礎性的方法和材料做了統一要求，基本能滿足實際需要。材料標準比較齊全，幾乎覆蓋了常用的鉆井液產品、程序及方法，標準也較完善，從實驗室到現場都有對應的測試程序及方法。API 13類標準中的只有Spec 13A，其它大多為推薦作法。相比之下，我國在產品標準方面與API相比要多。在評價程序方面，我國已制定了很多標準，數量已超過了API標準。我國鉆井液標準與API標準項目涵蓋范圍的比較見表2。

2.2 標準內容的對比

2.2.1 鉆井液材料規范

在材料規范中膨潤土的質量標準方面，現行的API標準增加了動塑比值的要求，并要求將加入的改性藥品表述清楚，同時增加了未處理膨潤土的標準，造漿用土分成3級：未處理膨潤土、鉆井級膨潤土和OCMA級膨潤土。把兩種結構不同的抗鹽土凹凸棒石和海泡石分成兩個標準，但指標的測試方法都是一樣的[5]。

參照這兩個標準并結合我國的具體情況，制定了膨潤土標準。把造漿用膨潤土分為3級：1級質量完全符合API標準；2級已接近或符合OCMA標準；3級則是造漿能力較差的膨潤土。

2.2.2鉆井液實驗室測試程序推薦作法

API標準內容豐富，主要有降濾失劑、降黏劑的評價方法，橋堵材料的測定方法，鉆屑和市售膨潤土的亞甲基藍試驗方法，測定鉆井液基礎油的密度、黏度、沸程、苯胺點、流動點和閃點的方法，用ISE(離子選擇電極)法測定鉆井液中鉀和鈣離子含量的方法，以及使用氣體密度計和空氣密度計測定固體密度的方法等。相比之下我國標準要細致一些，考慮得周全一些，如理化指標的保留、油層損害評價等。

表2 國內、外鉆井液標準項目涵蓋范圍比較

3 固井部分

3.1 標準項目涵蓋范圍的比較

目前國內有關固井方面的標準和規范已頒布了22個，其中國標6個，行業標準16個。部分標準是采用國外API標準。API標準與固井相關的主要是10系列油井水泥部分和5系列管材部分。這部分標準基本上都升格成ISO標準（表3）。

3.2 標準內容的對比

國內固井方面標準的分布范圍較大。而API標準則分布于勘探與開發系列中，標準號主要集中于API 10系列，便于查詢。

國內外固井標準能夠相互對應的主要在油井水泥材料和水泥漿實驗操作方面。國內在這方面主要采標API標準，差別主要在采標版本與API現行版本有所不同。國內工藝性的標準主要是自行制定的，與國外標準很少對應，少數能對應的側重點各有不同。

3.2.1 油井水泥

GB 10238-2005《油井水泥》主要采標API Spec 10A《油井水泥與材料規范》2001年版，主要內容基本相同。但API Spec 10A中包含了火山灰材料的質量指標，而國內標準沒有。API Spec 10A《油井水泥與材料規范》出現了2005年版，建議采納新的API標準更新GB 10238。

3.2.2 油井水泥試驗方法

GB/T 19139-2003《油井水泥試驗方法》等效采標API RP10B-1997《油井水泥測試推薦方法》，主要內容基本相同，無本質區別。

3.2.3 石油套管現場檢驗與運輸

SY/T 5396-2000《石油套管現場檢驗與運輸》的主要內容是：檢驗項目、檢驗方法和運輸與貯存。

API RP5C1《套管和油管的使用和維護》的主要內容是：套管、油管和鉆桿的使用、運輸、儲存、處理和調整方法。兩者有一定的區別，國內標準中沒有使用和調整方法。API標準將管材（套管、油管和鉆桿）技術性能、檢驗、儲存運輸等歸類為5系列，便于查詢和管理。

表3 ISO有關固井標準

4 結論

（1）國外先進鉆井標準制定合理及時，作法先進，技術要求規定詳盡，可操作性強。

（2）國外重視標準的制修訂工作，我國采標相對滯后。

（3）參與國際標準化活動，是適時采用和轉化國際、國外先進標準的手段。

（4）開展鉆井新技術、新工藝的標準化研究，是制定先進標準的基礎。

致謝：

中國石化石油工程技術研究院路保平、陳天成、江山紅、周仕明、陶興華等參加了研究，在此表示謝意！

[1]GB/T 24956-2010鉆柱設計和操作限度的推薦作法[S].

[2]SY/T 6543.2-2009欠平衡鉆井技術規范第2部分：氣相[S].

[3]API RP 92U Underbalanced Drilling Operations[S].

[4]API RP 59 Recommended Practice for Well Control Operations[S].

[5]Spec 13A/ISO 13500 Specification for Drilling Fluid Materials/Petroleum and Natural gas industries-Drilling fluid materials-Specifications and tests[S].

The contrastive analysis is carried out comprehensively and systematically among the following standards like our national drilling standards,industrial standards,International standardization Organization and foreign advanced standards,including standards of API and IADC.The paper studies the covered range of standard item,the concrete content of standards,and discovers the differences and shortcomings of our national drilling standards compared with international advanced standards.Therefore,it is suggested our country should pay much attention to the revision of standards,the establishment of new drilling technical standards and the timely adoption of standards.And this takes an instructive role in the perfection of our national drilling engineering standards

drilling engineering;technical standards;international standards

2011-01-05▎

朱德武（1964-），男，高級工程師，現主要從事石油工程標準化研究工作。