國內(nèi)外鉆井工程標(biāo)準(zhǔn)對比分析

朱德武

中國石化石油工程技術(shù)研究院（北京100101）

國內(nèi)外鉆井工程標(biāo)準(zhǔn)對比分析

朱德武

中國石化石油工程技術(shù)研究院（北京100101）

對我國鉆井國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，包括API（美國石油學(xué)會(huì)）、IADC（國際鉆井承包商協(xié)會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)，全面系統(tǒng)地進(jìn)行了對比分析，研究了標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目涵蓋范圍、標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容，找出我國鉆井標(biāo)準(zhǔn)與國際國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的差別與不足。建議我國重視標(biāo)準(zhǔn)的修訂、鉆井新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定和及時(shí)采標(biāo)工作，這對我國鉆井工程標(biāo)準(zhǔn)的完善有著重要指導(dǎo)作用。

鉆井工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)

鉆井工程標(biāo)準(zhǔn)是行業(yè)自主創(chuàng)新、跨越發(fā)展的法寶，也是規(guī)范鉆井市場經(jīng)濟(jì)客體的“法律”。我國把標(biāo)準(zhǔn)分為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和推薦性標(biāo)準(zhǔn)兩大類。兩者都具有法律上的約束性。

近年來,鉆井新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，現(xiàn)有的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足鉆井工程技術(shù)應(yīng)用的需要。有必要對國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)與我標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，分析國外標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性，找出我國標(biāo)準(zhǔn)的不足及原因，從而制定與完善我國鉆井標(biāo)準(zhǔn)。

我國鉆井標(biāo)準(zhǔn)主要指鉆井國家國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，國外標(biāo)準(zhǔn)主要指ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，包括API（美國石油學(xué)會(huì)）、IADC（國際鉆井承包商協(xié)會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)。下面按鉆井工藝、鉆井液、固井3部分對國內(nèi)外重要標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比分析。

表1 ISO、API發(fā)布有關(guān)鉆井工藝標(biāo)準(zhǔn)

1 鉆井工藝部分

1.1 標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目涵蓋范圍的比較

目前我國鉆井工藝標(biāo)準(zhǔn)97項(xiàng)，內(nèi)容包括通用基礎(chǔ)，鉆井設(shè)計(jì)，鉆前工程，鉆井工藝技術(shù)，特殊工藝井，井下復(fù)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(gè)方面。ISO標(biāo)準(zhǔn)則側(cè)重于設(shè)備、材料方面，涉及鉆井工藝設(shè)計(jì)方面內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)只有1項(xiàng)，API標(biāo)準(zhǔn)也只有只有2項(xiàng)（表1）。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的對比

我國鉆井工藝標(biāo)準(zhǔn)只有5項(xiàng)與API標(biāo)準(zhǔn)有對應(yīng)，1項(xiàng)與IADC（國際鉆井承包商協(xié)會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)，其它標(biāo)準(zhǔn)都是有我國自行制定的。

1.2.1 鉆柱設(shè)計(jì)和操作限度的推薦作法

與之對應(yīng)的API標(biāo)準(zhǔn)RP 7G《鉆柱設(shè)計(jì)和作業(yè)極限》的主要內(nèi)容是：對設(shè)計(jì)和選擇鉆柱元件的建議，包括對井斜角度控制、鉆井液、負(fù)荷、轉(zhuǎn)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(jī)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(biāo)準(zhǔn)。ISO 10407-1993《石油和天然氣工業(yè)鉆井和生產(chǎn)設(shè)備鉆柱設(shè)計(jì)和操作極限》是由API標(biāo)準(zhǔn)RP 7G《鉆柱設(shè)計(jì)和作業(yè)極限》升格國際標(biāo)準(zhǔn)。

GB/T 24956-2010《鉆柱設(shè)計(jì)和操作限度的推薦作法》與API對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)區(qū)別不大，屬等效采標(biāo)2000年5月API發(fā)布了修訂版[1]。

1.2.2 石油天然氣鉆井日報(bào)表

SY/T 5089-2004《石油天然氣鉆井日報(bào)表》主要采用API和IADC標(biāo)準(zhǔn)報(bào)表格式，內(nèi)容基本相同，屬等效采標(biāo)。主要內(nèi)容是：鉆井井史、鉆井班報(bào)表、鉆井井史及班報(bào)表正文內(nèi)容與班報(bào)表格式。

1.2.3 欠平衡鉆井技術(shù)規(guī)范

與之對應(yīng)的API標(biāo)準(zhǔn)RP 92U《欠平衡鉆井作業(yè)》為2008年11月第1版，主要內(nèi)容包括欠平衡鉆井設(shè)備、作業(yè)設(shè)計(jì)、工藝及施工，以及各種欠平衡鉆井方式，內(nèi)容系統(tǒng)廣泛。SY/T 6543.1-2008、SY/T 6543.2-2009《欠平衡鉆井技術(shù)規(guī)范》分別為液相和氣相鉆井方式[2,3]，與API標(biāo)準(zhǔn)基本同步推出，但內(nèi)容不夠全面。

1.2.4 鉆井井控技術(shù)規(guī)程

與之對應(yīng)的API標(biāo)準(zhǔn)《井控作業(yè)推薦作法》為2006年5月第2版，可以作為井控安全作業(yè)的行業(yè)推薦性指南。此出版物旨在作為井控的現(xiàn)場助手，并作為井控原理的培訓(xùn)教材。確定了在井涌之前帶壓井控的推薦性作業(yè)方法和井涌過程中所使用的推薦作法。應(yīng)與API RP 53《鉆井作業(yè)用防噴設(shè)備系統(tǒng)的推薦作法》和API RP 64《分流器系統(tǒng)設(shè)備及作業(yè)推薦作法》一起使用[4]。

SY/T 6424-2006《鉆井井控技術(shù)規(guī)程》規(guī)定了鉆井井控技術(shù)的管理、實(shí)施及培訓(xùn)原則。適用于陸地油氣田勘探、開發(fā)鉆井作業(yè)中的油氣井壓力控制技術(shù)。與API標(biāo)準(zhǔn)《井控作業(yè)推薦作法》內(nèi)容相近。

1.2.5 鉆井井控裝置組合配套、安裝調(diào)試與維護(hù)

與之對應(yīng)的API標(biāo)準(zhǔn)是Spec 16C《節(jié)流及壓井系統(tǒng)》、API Spec 16D《鉆井控制設(shè)備的控制系統(tǒng)》。前者用于鉆井有關(guān)安全及可交換功能的地面、井下節(jié)流與壓井設(shè)備，規(guī)定了性能、設(shè)計(jì)、材料、焊接、測試、檢驗(yàn)、儲(chǔ)存及運(yùn)輸?shù)确矫娴淖畹鸵蟆：笳咧饕獮榉绹娖骷翱刂凭畨旱南嚓P(guān)閥門建立設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

SY/T 5964-2006《鉆井井控裝置組合配套、安裝調(diào)試與維護(hù)》與API對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)主要區(qū)別是：API標(biāo)準(zhǔn)主要指導(dǎo)設(shè)備設(shè)計(jì)制造，說明性能；SY/T 5964-2006側(cè)重于安裝維護(hù)。

1.2.6 鉆頭使用基本規(guī)則和磨損評(píng)定方法

與之對應(yīng)的IADC標(biāo)準(zhǔn)是《IADC牙輪鉆頭分類與磨損評(píng)價(jià)》，主要內(nèi)容為牙輪鉆頭分類方法及代號(hào)，以及磨損評(píng)價(jià)方法等。內(nèi)容相似，但分類代號(hào)有區(qū)別。

2 鉆井液部分

2.1 標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目涵蓋范圍的比較

我國鉆井液標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目涵蓋范圍較廣，標(biāo)準(zhǔn)體系具有一定的系統(tǒng)性和完整性。目前有效標(biāo)準(zhǔn)達(dá)30項(xiàng)，內(nèi)容包括鉆井液通用標(biāo)準(zhǔn)及材料、鉆井液實(shí)驗(yàn)室測試和鉆井液現(xiàn)場測試3個(gè)方面。通用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)已對各油田通用的基礎(chǔ)性的方法和材料做了統(tǒng)一要求，基本能滿足實(shí)際需要。材料標(biāo)準(zhǔn)比較齊全，幾乎覆蓋了常用的鉆井液產(chǎn)品、程序及方法，標(biāo)準(zhǔn)也較完善，從實(shí)驗(yàn)室到現(xiàn)場都有對應(yīng)的測試程序及方法。API 13類標(biāo)準(zhǔn)中的只有Spec 13A，其它大多為推薦作法。相比之下，我國在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)方面與API相比要多。在評(píng)價(jià)程序方面，我國已制定了很多標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)量已超過了API標(biāo)準(zhǔn)。我國鉆井液標(biāo)準(zhǔn)與API標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目涵蓋范圍的比較見表2。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的對比

2.2.1 鉆井液材料規(guī)范

在材料規(guī)范中膨潤土的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)方面，現(xiàn)行的API標(biāo)準(zhǔn)增加了動(dòng)塑比值的要求，并要求將加入的改性藥品表述清楚，同時(shí)增加了未處理膨潤土的標(biāo)準(zhǔn)，造漿用土分成3級(jí)：未處理膨潤土、鉆井級(jí)膨潤土和OCMA級(jí)膨潤土。把兩種結(jié)構(gòu)不同的抗鹽土凹凸棒石和海泡石分成兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，但指標(biāo)的測試方法都是一樣的[5]。

參照這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合我國的具體情況，制定了膨潤土標(biāo)準(zhǔn)。把造漿用膨潤土分為3級(jí)：1級(jí)質(zhì)量完全符合API標(biāo)準(zhǔn)；2級(jí)已接近或符合OCMA標(biāo)準(zhǔn)；3級(jí)則是造漿能力較差的膨潤土。

2.2.2鉆井液實(shí)驗(yàn)室測試程序推薦作法

API標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容豐富，主要有降濾失劑、降黏劑的評(píng)價(jià)方法，橋堵材料的測定方法，鉆屑和市售膨潤土的亞甲基藍(lán)試驗(yàn)方法，測定鉆井液基礎(chǔ)油的密度、黏度、沸程、苯胺點(diǎn)、流動(dòng)點(diǎn)和閃點(diǎn)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(jì)和空氣密度計(jì)測定固體密度的方法等。相比之下我國標(biāo)準(zhǔn)要細(xì)致一些，考慮得周全一些，如理化指標(biāo)的保留、油層損害評(píng)價(jià)等。

表2 國內(nèi)、外鉆井液標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目涵蓋范圍比較

3 固井部分

3.1 標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目涵蓋范圍的比較

目前國內(nèi)有關(guān)固井方面的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范已頒布了22個(gè)，其中國標(biāo)6個(gè)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)16個(gè)。部分標(biāo)準(zhǔn)是采用國外API標(biāo)準(zhǔn)。API標(biāo)準(zhǔn)與固井相關(guān)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(biāo)準(zhǔn)基本上都升格成ISO標(biāo)準(zhǔn)（表3）。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的對比

國內(nèi)固井方面標(biāo)準(zhǔn)的分布范圍較大。而API標(biāo)準(zhǔn)則分布于勘探與開發(fā)系列中，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)主要集中于API 10系列，便于查詢。

國內(nèi)外固井標(biāo)準(zhǔn)能夠相互對應(yīng)的主要在油井水泥材料和水泥漿實(shí)驗(yàn)操作方面。國內(nèi)在這方面主要采標(biāo)API標(biāo)準(zhǔn)，差別主要在采標(biāo)版本與API現(xiàn)行版本有所不同。國內(nèi)工藝性的標(biāo)準(zhǔn)主要是自行制定的，與國外標(biāo)準(zhǔn)很少對應(yīng)，少數(shù)能對應(yīng)的側(cè)重點(diǎn)各有不同。

3.2.1 油井水泥

GB 10238-2005《油井水泥》主要采標(biāo)API Spec 10A《油井水泥與材料規(guī)范》2001年版，主要內(nèi)容基本相同。但API Spec 10A中包含了火山灰材料的質(zhì)量指標(biāo)，而國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)沒有。API Spec 10A《油井水泥與材料規(guī)范》出現(xiàn)了2005年版，建議采納新的API標(biāo)準(zhǔn)更新GB 10238。

3.2.2 油井水泥試驗(yàn)方法

GB/T 19139-2003《油井水泥試驗(yàn)方法》等效采標(biāo)API RP10B-1997《油井水泥測試推薦方法》，主要內(nèi)容基本相同，無本質(zhì)區(qū)別。

3.2.3 石油套管現(xiàn)場檢驗(yàn)與運(yùn)輸

SY/T 5396-2000《石油套管現(xiàn)場檢驗(yàn)與運(yùn)輸》的主要內(nèi)容是：檢驗(yàn)項(xiàng)目、檢驗(yàn)方法和運(yùn)輸與貯存。

API RP5C1《套管和油管的使用和維護(hù)》的主要內(nèi)容是：套管、油管和鉆桿的使用、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、處理和調(diào)整方法。兩者有一定的區(qū)別，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中沒有使用和調(diào)整方法。API標(biāo)準(zhǔn)將管材（套管、油管和鉆桿）技術(shù)性能、檢驗(yàn)、儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)葰w類為5系列，便于查詢和管理。

表3 ISO有關(guān)固井標(biāo)準(zhǔn)

4 結(jié)論

（1）國外先進(jìn)鉆井標(biāo)準(zhǔn)制定合理及時(shí)，作法先進(jìn)，技術(shù)要求規(guī)定詳盡，可操作性強(qiáng)。

（2）國外重視標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作，我國采標(biāo)相對滯后。

（3）參與國際標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)，是適時(shí)采用和轉(zhuǎn)化國際、國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的手段。

（4）開展鉆井新技術(shù)、新工藝的標(biāo)準(zhǔn)化研究，是制定先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。

致謝：

中國石化石油工程技術(shù)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(shè)計(jì)和操作限度的推薦作法[S].

[2]SY/T 6543.2-2009欠平衡鉆井技術(shù)規(guī)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(jí)工程師，現(xiàn)主要從事石油工程標(biāo)準(zhǔn)化研究工作。