井控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分析與建議

姜興福 彭雄濤 付堂兵 / 西部鉆探準(zhǔn)東鉆井公司(新疆阜康石油基地)

?

井控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分析與建議

姜興福 彭雄濤 付堂兵 / 西部鉆探準(zhǔn)東鉆井公司(新疆阜康石油基地)

【摘 要】為加強(qiáng)鉆井井控標(biāo)準(zhǔn)的可操作性，對當(dāng)前應(yīng)用的鉆井井控標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了分析。按照鉆井作業(yè)對井控技術(shù)與裝置的實(shí)際需要，對各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)逐條分析、認(rèn)真對比，查找問題并提出修訂建議。提出了標(biāo)準(zhǔn)中存在的主要問題，逐一進(jìn)行了分析論證，提供了可行的解決方案，為下一步井控標(biāo)準(zhǔn)的完善與修訂提供了依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】井控標(biāo)準(zhǔn)；分析；建議

井控標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過多次修訂，形成了井控工藝技術(shù)、井控設(shè)備制造與使用等一系列標(biāo)準(zhǔn)，目前，在井控標(biāo)準(zhǔn)方面主要以API標(biāo)準(zhǔn)為主，隨著鉆井技術(shù)的不斷進(jìn)步和對井控認(rèn)識的不斷深入，以及對防噴器的配套要求、壓力級別和井控做法要求的不斷提高，井控標(biāo)準(zhǔn)存在的一些問題也日漸顯露，對于這些問題，應(yīng)該認(rèn)真分析研究，制定科學(xué)、適用的方案并宣貫執(zhí)行，指導(dǎo)井控安全工作。

1.應(yīng)用的鉆井井控標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

在國內(nèi)石油鉆井行業(yè)，當(dāng)前應(yīng)用的一些井控標(biāo)準(zhǔn)。有的是首次發(fā)布，有的已進(jìn)行了三次修訂，這些標(biāo)準(zhǔn)都為石油行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)，但作為強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)宣貫實(shí)施，規(guī)范鉆井井控工作。

1.1鉆井井口控制設(shè)備及分流設(shè)備控制系統(tǒng)規(guī)范(SY/T 5053.2—2007)

本標(biāo)準(zhǔn)確立了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。該控制系統(tǒng)用于控制防噴器（BOP）以及在鉆井過程中控制井口壓力的相關(guān)閥件，分流器控制系統(tǒng)也包含在本標(biāo)準(zhǔn)中。

本標(biāo)準(zhǔn)是目前防噴器控制裝置生產(chǎn)的主要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，對控制裝置標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化起到了重要作用。

1.2鉆井井控裝置組合、配套、安裝、調(diào)試與維護(hù)（SY/ T 5964—2006）

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鉆井井控裝置組合配套形式、安裝、調(diào)試與維護(hù)要求，適用于陸上石油天然氣鉆井井控裝置，使井口裝置組合型式、井控管匯流程、控制系統(tǒng)以及井控輔助設(shè)備配套安裝逐步達(dá)到統(tǒng)一，國內(nèi)不同區(qū)域、不同油氣田井控配套與安裝使用基本實(shí)現(xiàn)了規(guī)范化。特別對于不同壓力級別井控裝置，明確了規(guī)格系列與安裝調(diào)試要求，指導(dǎo)性和可操作性較強(qiáng)，是目前石油行業(yè)最重要的井控標(biāo)準(zhǔn)之一。

1.3節(jié)流和壓井系統(tǒng)(SY/T 5323-2004)

本標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)內(nèi)容上規(guī)定了節(jié)流和壓井系統(tǒng)的性能、設(shè)計(jì)、材料、焊接、試驗(yàn)、檢驗(yàn)、貯存和運(yùn)輸?shù)淖畹鸵螅m用于為鉆井服務(wù)的具有安全和功能互換性的地面和水下節(jié)流和壓井系統(tǒng)的設(shè)備，是上世紀(jì)九十年代以后井控管匯壓力升級和流程標(biāo)準(zhǔn)化的主要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，對國內(nèi)防噴器節(jié)流和壓井系統(tǒng)的規(guī)范化起到了重要作用。

1.4含硫油氣井鉆井井控裝置配套、安裝和使用規(guī)范（SY/ T6616—2005）

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了硫化氫含量不低于30mg/m3（20ppm）油氣井鉆井過程中井控裝置的配套安裝和使用要求，適用于陸上硫化氫含量不低于30mg/m3（20ppm）油氣井鉆井井控裝置的選擇和使用，主要包括井控裝置的配套和安裝、井控裝置的使用兩章主題內(nèi)容。對井口防噴器組合順序進(jìn)行了規(guī)定，明確了不同閘板防噴器的具體位置，是當(dāng)前最為合理的組合形式。

1.5含硫油氣井安全鉆井推薦作法（SY/T 5087—2005）

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了含硫化氫油氣井鉆井作業(yè)中從鉆井設(shè)計(jì)、設(shè)備安裝、井場布置、硫化氫監(jiān)測、人員和設(shè)備防護(hù)、應(yīng)急管理等方面的安全要求，適用于油氣勘探開發(fā)中含硫化氫油氣井的鉆井作業(yè)，是目前國內(nèi)最重要的含硫化氫井鉆井安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

2.對井控標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用中存在的問題分析

分析現(xiàn)行的6項(xiàng)井控標(biāo)準(zhǔn)，存在著一些需要探討的問題。存在這些問題的原因主要在兩個(gè)方面：一是受國外標(biāo)準(zhǔn)影響，認(rèn)為國外標(biāo)準(zhǔn)有道理、不能修訂；二是分析研究不夠，沒有深入研究各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系，缺乏對存在問題的認(rèn)識，具體到每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，存在的主要問題如下：

2.1節(jié)流和壓井系統(tǒng)(SY/T 5323-2004)

該標(biāo)準(zhǔn)為井控節(jié)流和壓井系統(tǒng)的制造標(biāo)準(zhǔn)，也對管匯流程與使用等進(jìn)行了規(guī)定。與目前普遍采用的管匯系列相比，存在著流程不完善、不合理的問題，主要是34.5MPa管匯節(jié)流閥后無平板閥，69.0MPa～138MPa高壓井口雙四通和管匯流程不合理，不利于使用安全。

2.2鉆井井控裝置組合、配套、安裝、調(diào)試與維護(hù)（SY/ T 5964—2006）

該標(biāo)準(zhǔn)存在的問題：一是井控裝置公稱通徑與套管公稱直徑的組合表格內(nèi)容不合理，二是壓力級別和尺寸系列不全，三是井口防噴器組合不合理，四是雙四通井口組合配套形式不合理，五是對遠(yuǎn)程控制臺操作手柄位置規(guī)定不明確。

2.3含硫油氣井鉆井井控裝置配套、安裝和使用規(guī)范（SY/ T6616—2005）

該標(biāo)準(zhǔn)是目前最重要的井控標(biāo)準(zhǔn)之一，井口防噴器組合順序是最為合理的組合形式。存在的主要問題是雙四通井口組合配套形式不合理。

3.對井控標(biāo)準(zhǔn)修訂的建議

3.1節(jié)流和壓井系統(tǒng)(SY/T 5323-2004)

該標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的管匯型式功能不完善、流程不合理，應(yīng)進(jìn)行修訂。

3.1.1增加管匯中節(jié)流閥后的平板閥，增加副放噴管線，完善管匯功能。

3.1.2對于高壓雙四通井口，考慮兩個(gè)四通的獨(dú)立功能，兩者之間增加一套半封閘板防噴器。節(jié)流壓井管匯應(yīng)安裝于上四通，輔助放噴管線安裝于下四通。

這樣的修改，基于兩方面考慮：對于管匯，考慮了閘閥的使用順序“從外到內(nèi)”原則，在關(guān)井壓井中首先使用節(jié)流閥后面的平板閥，發(fā)生損壞后可關(guān)閉節(jié)流閥及前面的平板閥后可進(jìn)行更換，最大限度保證管匯功能。對于四通道和五通道高壓管匯，采用新型結(jié)構(gòu)型式，節(jié)流閥全部為直角形式；對于井口，雙四通一般用于高壓含硫等重點(diǎn)井，這類井需要配套高壓力級別、功能完善的井控設(shè)備。若兩套四通直接連接，其中一套發(fā)生損壞將會造成井口的失控，是一種不合理的配套形式。考慮了井口裝置“自上而下”使用的原則，中間安裝一套半封閘板防噴器，并將節(jié)流壓井管匯安裝于上部四通。

在壓井中，先使用上部的半封閘板防噴器和上部四通的節(jié)流壓井管匯，一旦防噴器或四通、管匯損壞時(shí)，立即打開下部輔助放噴管線并關(guān)閉四通之間的防噴器，可進(jìn)行更換或繼續(xù)壓井。

3.2鉆井井控裝置組合、配套、安裝、調(diào)試與維護(hù)（SY/ T 5964—2006）

該標(biāo)準(zhǔn)存在表格不合理、井口防噴器組合不合理、雙四通井口組合配套形式不合理和對遠(yuǎn)程控制臺操作手柄位置規(guī)定不明確等問題，需要進(jìn)行修訂。

3.3對于遠(yuǎn)程控制臺操作手柄的位置問題，應(yīng)確切表述并明確規(guī)定。可以說，對于液壓控制系統(tǒng)，最重要、最關(guān)鍵的是液壓油量充足、壓力足夠，只有液壓油沒有消耗、壓力保持良好，才能保證液壓控制的可靠性。手柄在“中”位時(shí)各腔互不相通，能夠鎖定防噴器、液動(dòng)閥在相應(yīng)的位置，有效防止管線系統(tǒng)油量的損耗；而在開位或關(guān)位時(shí)管線的漏失將造成油量消耗，管線突然破（斷）裂等突發(fā)損壞將造成油量的快速損失，存在井控安全隱患。

3.4含硫油氣井鉆井井控裝置配套、安裝和使用規(guī)范（SY/ T6616—2005）

對該標(biāo)準(zhǔn)雙四通井口組合配套形式不合理，建議按進(jìn)行修改。

3.5鉆井井控技術(shù)規(guī)程（SY/T 6426—2005）

3.5.1對于鉆井液安全附加值，建議去掉附加井底壓差值的規(guī)定，只保留密度附加值。這樣規(guī)定就將地層壓力系數(shù)與密度直接聯(lián)系起來，既科學(xué)合理，也便于實(shí)際應(yīng)用。

3.5.2對本標(biāo)準(zhǔn)井口防噴器組合中存在四通下面防噴器的問題及防噴器組合順序問題，建議修改完善；

3.5.3對于關(guān)井后手動(dòng)鎖緊規(guī)定不合理的問題，建議去掉手動(dòng)鎖緊后回轉(zhuǎn)1/4圈一1/2圈的規(guī)定。修改為“具有手動(dòng)鎖緊機(jī)構(gòu)的閘板防噴器關(guān)井后，應(yīng)手動(dòng)鎖緊閘板并確保鎖緊可靠。……，手動(dòng)解鎖時(shí)，可先開到底然后回轉(zhuǎn)1/8圈一1/4圈”。

閘板防噴器關(guān)井后，靠閘板前面的壓緊實(shí)現(xiàn)空井或?qū)︺@具的密封，兩個(gè)閘板的壓緊力越大封井越可靠。這就需要鎖緊桿鎖緊到底不得回轉(zhuǎn)，防止其松動(dòng)后封井失效。有一種理由是回轉(zhuǎn)后利于閘板上部與防噴器內(nèi)腔的浮動(dòng)密封，這種理由沒有必要。因?yàn)槎弑旧砭褪琴N合密封狀態(tài)，封井后井壓助封作用將使封井更加可靠。

3.5.4對于關(guān)井操作程序規(guī)定，建議修改為：“先關(guān)節(jié)流閥（試關(guān)井），再關(guān)節(jié)流閥后的平板閥”。各種工況下的關(guān)井都應(yīng)如此，這可充分利用與保證管匯的功能，有利于關(guān)井壓井的安全可靠。

4.結(jié)論與認(rèn)識

（1）對當(dāng)前鉆井井控標(biāo)準(zhǔn)中存在一些問題和不合理做法，應(yīng)該得到糾正和修訂。應(yīng)從井控裝置功能方面入手進(jìn)行分析研究，達(dá)到配置合理、功能發(fā)揮充分、保證安全備用余量等方面的要求，制定裝置配套形式和操作規(guī)程；

（2）應(yīng)加強(qiáng)對井控技術(shù)的深入探討與研究，提高技術(shù)水平。應(yīng)從原理、技術(shù)方面的可行性、關(guān)井與壓井可靠性等方面進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步與標(biāo)準(zhǔn)水平的不斷提高；

（3）對鉆井井控相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)規(guī)范統(tǒng)一，規(guī)定應(yīng)一致。凡涉及相同問題應(yīng)有相同的規(guī)定，避免不同標(biāo)準(zhǔn)之間存在不同規(guī)定的問題，提高標(biāo)準(zhǔn)的唯一性、嚴(yán)肅性和權(quán)威性；

（4）在能夠滿足鉆井井控控制風(fēng)險(xiǎn)的情況下，為減少井控裝備的重復(fù)購置，對井控裝備的使用期限、檢測要求應(yīng)做出規(guī)定，包括降級使用要求，以確保井控裝備的有效使用周期，降低成本。

（5）對制造井控裝備配件的生產(chǎn)加工標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)逐步進(jìn)行規(guī)范、統(tǒng)一，防止非標(biāo)準(zhǔn)配件的使用，造成材料成本的擴(kuò)大和維修成本的增加，從而可規(guī)避一定的井控風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn):

[1]GB/T 5053.1—2006石油天然氣工業(yè)鉆井和采油設(shè)備 鉆通設(shè)備[S].

[2]SY/T 5323-2004節(jié)流和壓井系統(tǒng)[S].

[3]SY/T 5053.2—2007鉆井井口控制設(shè)備及分流設(shè)備控制系統(tǒng)規(guī)范[S].