ICS 75.020

TE 28

備案號

AQ

中華人民共和國安全生產行業標準

AQ/TXXXX—20XX

頁巖氣田鉆井井控安全技術規程

Safety and technical specifications for well control ofshale gas well drilling

(征求意見稿)

(xxx年xx月xx日)

國家安全生產監督管理總局 發布

XXXX-XX-XX發布 XXXX-XX-XX實施

目 次

前言 III

1 范圍 1

2 規范性引用文件 1

3 鉆井井控設計 1

4 井控裝置的安裝、試壓、使用和管理 3

5 鉆開氣層前的準備和檢查驗收 5

6 井口與套管保護 6

7 錄井 6

8 測井 7

9 溢流的處理和壓井作業 7

10 井噴失控的處理 8

11 防火、防爆、防硫化氫安全措施 9

12 應急管理 9

13 隊伍資質與人員資格 12

00001前言

本標準按照GB/T 1.1—2009給出的規則起草。

本標準由國家安全生產監督管理總局提出。

本標準為首次發布。

頁巖氣田鉆井井控安全技術規程

1范圍

本標準規定了頁巖氣田鉆井井控安全技術的基本要求。

本標準適用于頁巖氣田鉆井工程作業。

2規范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。

SY/T 5087 含硫化氫油氣井安全鉆井推薦作法

SY/T 5127 井口裝置和采油樹規范

SY/T 5858 石油工業動火作業安全規范

SY/T 5964 鉆井井控裝置組合配套、安裝調試與維護

SY/T 5974 鉆井井場設備作業安全技術規程

SY/T 6160 防噴器的檢查和維修

SY/T 6203 油氣井井噴著火搶險作法

SY/T 6426 鉆井井控技術規程

3鉆井井控設計

3.1井控安全距離

井口距高壓線及其他永久性設施不小于75m，距民宅不小于100m；距鐵路、高速公路不小于200m，距學校、醫院和大型油庫等人口密集性、高危性場所不小于500m。

3.2鉆井地質設計的要求

3.2.1對井場周圍一定范圍內的居民住宅、學校、廠礦(包括開采地下資源的礦業單位)、國防設施、高壓電線和水資源情況以及風向變化等進行勘察和調查，并在地質設計中標注說明。特別需標注清楚諸如煤礦等采掘礦井坑道的分布、走向、長度和離地表深度。

3.2.2井場布局和鉆前工程應滿足井控、安全和環保要求，在江河、干堤附近鉆井應標明干堤、河道位置，同時符合國家安全、環保規定。

3.3鉆井液密度確定和儲備要求

3.3.1鉆井液密度安全附加值取 0.07g/cm3～0.15g/cm3，鉆開含硫化氫氣層盡可能取安全附加值的上限。

3.3.2鉆含硫化氫氣層時鉆井液中應添加除硫劑，控制鉆井液 pH 值在 9 以上。探井現場應儲備高于預測最高地層壓力當量密度 0.2g/cm3以上的鉆井液，儲備量按本次開鉆最大井眼容積的1～1.5倍，并儲備不少于200t的加重材料。

3.3.3開發井采用集中和現場儲備相結合的方式，具體要求如下：

3.3.3.1采用清水鉆井期間，井場儲備不少于1000m3的清水，或具備向井場供水流量大于100m3/h的供水能力；

3.3.3.2采用泥漿鉆井期間，井場儲備密度高于井漿密度0.2g/cm3以上水基鉆井液不少于80m3，油基鉆井液集中儲備；

3.3.3.3采用氣體鉆井期間，按設計鉆井液性能和井筒容積2倍數量儲備鉆井液。井筒容積以設計結束氣體鉆井時的井深為計算依據；

3.3.3.4 井場常備不少于 100t 的加重材料；區域可調用加重材料不少于500t。

3.3.4施工前應根據本井預測地層壓力梯度當量密度曲線繪制設計鉆井液密度曲線；并繪制當量密度曲線和實際鉆井液密度曲線，依據鉆井情況及時調整鉆井液密度。

3.4井控裝置配套

3.4.1完井井口裝置

根據地層流體中有害氣體含量及完井后最大關井壓力值，材質選擇根據所鉆地層氣體組分確定，其壓力等級要等于或大于最高地層壓力,并考慮能滿足進一步采取增產措施壓力增高的需要。

3.4.2 防噴器

3.4.2.1 壓力等級選擇。探井按預測最高地層壓力；開發井按預測最大關井井口壓力，選用不低于該壓力等級的液壓防噴器等防噴裝置及控制管匯。

3.4.2.2 探井防噴器組合形式：a)一開防噴器組合順序為：氣體鉆：旋轉頭+雙閘板防噴器+四通；泥漿鉆：雙閘板防噴器+四通；b)二開防噴器組合順序為：環形防噴器+半封閘板防噴器+全封(帶剪切功能)閘板防噴器+半封閘板防噴器+四通+套管頭；c)三開防噴器組合順序為：環形防噴器+半封閘板防噴器+全封(帶剪切功能)閘板防噴器+半封閘板防噴器+四通+套管頭。

3.4.2.3開發井防噴器組合形式：一開防噴器組合順序為：氣體鉆：旋轉頭+半封閘板防噴器+四通；泥漿鉆：半封閘板防噴器+四通；二開防噴器組合順序為：環形防噴器+半封閘板防噴器+全封閘板防噴器+四通+套管頭；三開防噴器組合順序為：環形防噴器+半封閘板防噴器+全封閘板防噴器+半封閘板防噴器+四通+套管頭。

3.4.2.4控制剪切、全封閘板的三位四通換向閥，應安裝防止誤操作的安全裝置，司鉆控制臺不應安裝操作剪切、全封閘板防噴器的控制閥。

3.4.2.5現場備有與在用鉆桿尺寸匹配的鉆桿死卡。

3.4.3節流管匯和壓井管匯

3.4.3.1 節流管匯和壓井管匯的壓力等級、閥件組合形式與防噴器相匹配，主通徑φ≥78mm。管匯與四通平直連接，不應用彎頭連接。二開以后應接通與鉆井泵連接的反循環壓井管線。

3.4.4 防噴、放噴管線

3.4.4.1 放噴管線應不少于1 條，放噴管線宜平直走向。應保證不少于兩種有效點火方式。

3.4.4.2 防噴、放噴管線應采用標準法蘭連接，由專業廠設計、加工成組件并檢驗。防噴管線應采用

耐高溫、與防噴器壓力等級相同、內徑不小于 78mm 的管線，特殊情況(如場地受限等)，開發井可選用符合標準的高壓軟管。

3.4.5 防噴器控制系統

3.4.5.1 防噴器控制系統控制能力應滿足控制對象的數量及開關要求，并且備用 1 條控制線路。

3.4.5.2 二開以后應配備司鉆控制臺，對于有特殊要求的井，還應配備防噴器輔助控制臺裝置。

3.4.6 井口裝置及井控管匯示意圖

繪制各次開鉆井口裝置及井控管匯安裝示意圖，標明半封閘板距離井口的距離。

3.4.7 內防噴工具及輔助設施

3.4.7.1 鉆具內防噴工具的額定工作壓力應不小于井口防噴器額定工作壓力。

3.4.7.2 鉆具內防噴工具、井控監測儀器、儀表、鉆具旁通閥及鉆井液處理裝置和灌注裝置，應根據具體情況配齊，以滿足井控技術的要求。

3.5含硫氣層鉆井

應根據鉆井地質設計預測含硫化氫的情況，在鉆井設計中明確應采取的安全和技術措施。

3.6欠平衡鉆井

欠平衡鉆井應在地層情況等條件具備的井中進行。欠平衡鉆井施工設計書中應制定保證作業安全、防止井噴、井噴失控或著火的安全措施。不應在含硫化氫氣體的井段實施欠平衡鉆井。

4井控裝置的安裝、試壓、使用和管理

4.1井控裝置的安裝

4.1.1鉆井井口裝置

4.1.1.1防噴器安裝、校正和固定應符合 SY/T 5964—2006 中的相應規定。防噴器組安裝完畢后，應校正井口、轉盤、天車中心偏差不大于10mm；用直徑不小于16mm 的鋼絲繩套與4條正反螺絲在井架底座的對角線上將防噴器組向下繃緊固定。

4.1.1.2具有手動鎖緊機構的閘板防噴器應裝齊手動操作桿，靠手輪端應支撐牢固，其中心與鎖緊軸之間的夾角不大于 30°，并掛牌標明鎖緊和解鎖方向及到底圈數；同時防噴器上應安裝防泥傘。

4.1.1.3防噴器控制系統安裝要求：

4.1.1.3.1遠程控制臺應安裝在面對井場側前方、距井口不少于 25m 的專用活動房內，距放噴管線和節流管線應有 1m 以上距離，并在周圍留有寬度不少于 2m 的人行通道，周圍 10m 內不得堆放易燃、易爆、易腐蝕物品；

4.1.1.3.2遠程控制臺上的控制剪切、全封閘板防噴器的三位四通換向閥，應安裝防止誤操作的安全裝置；

4.1.1.3.3管排架與防噴管線及放噴管線之間的距離應不少于 1m，車輛跨越處應裝過橋蓋板；不應在管排架上堆放雜物和以其作為電焊接地線或在其上進行焊割作業；

4.1.1.3.4 司鉆控制臺安裝在司鉆操作臺一側，并固定牢靠；輔助控制臺安裝在井場鉆井監督房附近；

4.1.1.3.5氣管纜應順管排架安放在其側面的專門位置上，多余的管纜盤放在靠近遠程控制臺附近的管排架上，嚴禁強行彎曲和壓折氣管束；

4.1.1.3.6蓄能器完好；蓄能器壓力 18.5MPa～21MPa，管匯壓力 10.5MPa，環形防噴器壓力 10.5MPa，氣源壓力 0.65MPa～0.8MPa，并始終處于工作壓力狀態；

4.1.1.3.7電源應從配電板總開關處直接接出，并用單獨的開關控制；

4.1.1.3.8司鉆控制臺、遠程控制臺氣源應采用專用管線，與司鉆操作臺氣源分開連接，并配置氣源排水分離器；司鉆控制臺不應安裝操作剪切、全封閘板防噴器的控制閥。

4.1.1.4套管頭的安裝

4.1.1.4.1套管頭安裝與配置應符合 SY/T 5964 中的相應規定；

4.1.1.4.2安裝的套管頭應保證鉆井四通與防噴管匯在各次開鉆中的高度位置基本不變；

4.1.1.4.3套管頭壓力等級應大于或等于最高地層壓力，并考慮能滿足進一步采取增產措施壓力增高的需要；

4.1.1.4.4每次安裝套管頭后應使用防磨套，施工過程中應定期對防磨套磨損情況進行檢查，如發現有防磨套磨損現象，應及時調整防磨套位置或更換防磨套；

4.1.1.4.5鉆井施工中，套管環空應安裝壓力表，并定期檢查環空壓力變化，有壓力的情況下，應及時接出引流放噴管線泄壓，防止套管損壞。

4.1.2井控管匯

4.1.2.1防噴管線應使用專用標準管線。

4.1.2.2井控管匯所配置的平板閥應與防噴器壓力級別相匹配。

4.1.2.3節流、壓井管匯分別水平安裝在井架底座外的相應基礎上，若基礎低于地面，應保證排水良好。節流液控箱安裝在節流管匯上方的鉆臺上，套管壓力表及變送器安裝在節流管匯五通上，立管壓力變送器垂直于鉆臺平面安裝。節流液控箱氣源與司鉆操作臺采用專用管線分開連接，并配置氣源排水分離器；所有液氣管線用快速接頭連接。節流管匯需另外配置低量程壓力表；

4.1.2.4防噴管匯、節流壓井管匯、放噴管線上的所有平板閥、節流閥應掛牌、編號，并標明開、關狀態。一開封井器安裝完畢后，管匯處于“待命”工況，節流管匯待命工況為主放噴管線常開。

4.1.2.5鉆井液回收管線出口應接至鉆井液罐并固定牢靠，轉彎處應使用角度大于 120°的鑄(鍛)鋼彎頭，其通徑φ≥78mm。

4.1.2.6放噴管線安裝要求：

4.1.2.7.1其通徑φ≥78mm；

4.1.2.7.2放噴管線的組件不應在現場安裝時進行切割、焊接改造。

4.1.2.7.3布局應考慮居民區、道路、油罐區、電力線及各種設施等情況；

4.1.2.7.4放噴管線走向一致時，應保持大于 0.3m 的距離，并分別固定；

4.1.2.7.5管線盡量平直引出，如因地形限制需要轉彎，轉彎處應使用角度大于 120°的鍛鋼彎頭。

4.1.2.7.6管線每隔 10m～15m、轉彎處用水泥基墩加地腳螺栓或地錨、預制基墩固定牢靠，懸空處應支撐牢固；若跨越 10m 寬以上的河溝、水塘等障礙，應架設金屬過橋支撐；距出口 0.3m～0.5m處用水泥基墩加雙地腳螺栓或雙地錨或預制基墩固定牢靠；

4.1.2.7.7水泥基墩的預埋地腳螺栓直徑不小于 20mm，長度大于 0.5m；水泥墩基坑尺寸：長×寬×深為 0.8m×0.8m×1.0m；遇地表松軟時，基墩坑體積應大于 1.2m3。壓板尺寸為：寬度不小于100mm，厚度不小于 10mm；

4.1.2.7.8放噴管線出口接至距井口 50m 以遠的放噴池，出口距各種設施不小于 30m，出口應安裝點火筒，配備 3 種以上的有效點火裝置，防火帶宜按放噴池周邊 30m 設置。

4.1.3 鉆具內防噴工具

4.1.3.1氣層鉆井作業中，應在鉆柱下部安裝鉆具止回閥；下述特殊情況應有相應的防噴措施：

4.1.3.1.1處理井下事故、復雜的鉆具組合；

4.1.3.1.2穿心打撈測井電纜及儀器組合；

4.1.3.1.3傳輸測井鉆具組合；

4.1.3.1.4 尾管固井鉆具稱重作業；

4.1.3.2鉆具止回閥的安裝位置：

4.1.3.2.1常規鉆進、通井等鉆具組合，止回閥接在鉆頭與入井第一根鉆鋌之間；