ICS 75.020 E 13
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T 6543—2019
代替SY/T6543.1—2008，SY/T6543.2—2009
欠平衡钻井技术规范 Technology specification for underbalanced drilling
2020一05-01实施
2019一11-04发布
国家能源局 发布 SY/T6543—2019
前言
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 本标准代替SY/T6543.1一2008《欠平衡钻井技术规范第1部分：液相》和SY/T6543.2-
2009《欠平衡钻井技术规范第2部分：气相》，与SY/T6543.1—2008和SY/T6543.2—2009相比，主要技术变化如下：
标准名称修改为《欠平衡钻井技术规范》：修改了适用范围（见第1章）：更新了规范性引用文件（见第2章）；修改了部分术语的定义（见第3章）；修改了欠平衡钻井实施条件（见第4章）；修改了欠平衡钻井设计依据（见5.1）；修改了设计内容中井身结构设计考虑的因素（见5.2.1）； -增加了设计内容中欠平衡钻井终止条件的条款（见5.2.6）；修改了根据地层产液（气）量确定欠压值大小的内容（见7.1.1.4）；删除了气体、雾化钻井的部分设计参数（见SY/T6543.2一2009的6.1和6.2）修改了井口泡沫质量单位（见7.2.2.2）；修改了液相欠平衡钻井加重材料储备的要求（见8.1.1）；修改了液相欠平衡钻井压井液密度选择的规定（见8.1.2.3）；修改了液相欠平衡钻井压井液储备数量的要求（见8.1.3）；修改了气相欠平衡钻井材料储备的要求（见8.2.1）；修改了欠平衡钻井地面设备配置的要求（见9.1.1）：修改了对旋转控制头系统部分参数的要求（见9.1.2.1）：修改了对旋转防喷器系统部分参数的要求（见9.1.2.2）；删除了井控管汇要求配置液动平板阀的要求（见SY/T6543.1一2008的11.4.2和SY/T 6543.22009的8.1.6.2）修改了液相欠平衡钻井专用节流管汇的部分内容（见9.1.5），删除了气相欠平衡钻井专用节流管汇的内容（见SY/T6543.2—2009的8.1.7）；增加了液气分离器与节流管汇采用高压软管连接要求及两端安装安全链的要求（见9.1.6.2）；修改了气体注人设备选择规格与用量的依据（见9.1.9.1.2）；修改了对钻具和井口工具要求的内容（见9.2）：修改了施工场地和设备安装要求（见10.2）：修改了设备试压的要求（见10.4）；修改了作业准备时应急演练的内容（见10.5）：删除了液相欠平衡钻井钻进准备的部分内容（见SY/T6543.1一2008的14.1）删除了井口返出流体流程的选择（见SY/T6543.1一2008的14.2）修改了中断液相欠平衡钻井压井的要求（见11.1.3.13）；修改了液相欠平衡钻井接单根（立柱）的相关要求（见11.1.5）：修改了液相欠平衡钻井启用强行起下钻装置的条件（见11.1.6.2.2）；
III SY/T6543—2019
修改了接单根（立柱）钻具止回阀失效的应急措施（见11.1.7.1）；修改了更换旋转控制头轴承总成的程序（见11.1.8）；修改了分段气举排液液体举净流程倒换的内容（见11.2.1.1.6），删除了气相欠平衡钻井钻遇异常情况的处理内容（见SY/T6543.2—2009的10.2.2）；修改了气相欠平衡钻井接单根（立柱）的程序（见11.2.3）；删除了气相欠平衡钻井采用套管阀起下钻的内容（见SY/T6543.2—2009的10.5.2）：修改了气相欠平衡钻井更换旋转控制头轴承总成的程序（见11.2.5）；修改了气液转换的注意事项（见11.2.6）；增加了液相欠平衡钻井终止条件（见12.1）修改了气相欠平衡钻井终止条件（见12.2）；修改了健康、安全与环保要求的部分内容（见第13章）；修改了欠平衡钻井地面流程示意图（见D.3、D.4）。
本标准由石油钻井工程专业标准化委员会提出并归口。 本标准起草单位：中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院、中石化胜利石油工
程有限公司钻井工艺研究院、中国石油集团钻井工程技术研究院规划所。
本标准主要起草人：江迎军、刘殿琛、杨玻、邓虎、庞平、颜小兵、徐忠祥、左星、李照、唐国军、 范黎明、蒋林、高如军、董仕明、梁玉林、周长虹、陈永明、刘小玮、邓柯、杨小姗、汪海阁。
本标准代替了SY/T6543.1—2008和SY/T6543.2-2009。 SY/T6543.1--2008和SY/T6543.2-2009的历次版本发布情况为：
SY/T6543.1—2003: SY/T6543.2—2003;
-—SY/T6543.3—2005
IV SY/T6543-2019
欠平衡钻井技术规范
1范围
本标准规定了欠平衡钻井的设计原则、装备要求和工艺规程。 本标准适用于陆上油气欠平衡钻井，包括液相欠平衡钻井和气相欠平衡钻井。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的弓引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB3836.1爆炸性环境第1部分：设备通用要求 GB/T22513 石油天然气工业钻井和采油设备井口装置和采油树 GB/T25430 钻通设备旋转防喷器规范 GB/T31033 石油天然气钻井井控技术规范 SY/T5087 硫化氢环境钻井场所作业安全规范 SY/T5225 石油天然气钻井、开发、储运防火防爆安全生产技术规程 SY/T 5323 石油天然气工业钻井和采油设备节流和压井设备 SY/T 5369 石油钻具的管理与使用方钻杆、钻杆、钻链 SY/T 5466 钻前工程及并场布置技术要求 SY/T5964 钻井井控装置组合配套安装调试与维护 SY/T5974 钻井井场、设备、作业安全技术规程 SY/T6202 钻井井场油、水、电及供暖系统安装技术要求 SY/T 6277 硫化氢环境人身防护规范 SY/T6509 方钻杆
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
欠平衡钻井 underbalanced drilling 使钻井流体施加在井底的压力小于地层孔隙压力，有效控制地层流体进人井筒，并对其进行处理
的钻井方式。 3.2
液相欠平衡钻井liquidphase underbalanced drilling 用纯液体或以液体为主作为循环介质所进行的欠平衡钻井。 注：包含充气钻井液钻井。
3.3
气相欠平衡钻井gasphase underbalanceddrilling
1 SY/T65432019
用气体、雾或泡沫作为循环介质所进行的欠平衡钻井。
3.4
欠压值underbalanced pressure differential 某一深度地层孔隙压力与作用于该深度的井底压力之差值。
3.5
泡沫半衰期foamhalf-life 一定容积的泡沫自然析出一半所含液体所需要的时间。
3.6
排气管线exhaust line 将液气分离器分离出的气体引至安全地带的管线。
3.7
排屑管线blooey line 气相欠平衡钻井中，从旋转控制头（旋转防喷器）侧出口接出的用于排出返出岩屑和流体的管线。
3.8
防回火装置backfirepreventer 防止并阻断燃烧点的火通过管道向气源方向蔓延的装置。
4实施条件 4.1地质条件 4.1.1地层稳定性应满足欠平衡钻井要求。 4.1.2预测地层流体中硫化氢含量应小于75mg/m3（50ppm），气相欠平衡钻井预测地层流体中一氧化碳含量应低于250mg/m3（200ppm）。 4.1.3液相欠平衡钻井宜选择压力单一地层。 4.2井口设备安装条件 4.2.1井架底座净空高应满足防喷器组合及欠平衡钻井井口装置的安装空间要求。 4.2.2采用旋转控制头，转盘通径满足通过旋转控制头轴承总成的要求。 4.2.31 使用强行起下钻装置时，钻台面应具备安装条件。 4.3场地条件 4.3.1 欠平衡钻井作业应纳入环境影响评价，并满足环境影响评价要求。 4.3.2井场应满足安装欠平衡钻井设备的要求。 4.3.3气相欠平衡钻井岩屑池容量应满足岩屑沉降、降尘水沉淀分离、破泡，以及安全环保的要求。 4.3.4天然气钻井应修建燃烧池，燃烧池位于井场下风方向75m以远的安全地带。
5设计依据和主要内容 5.1设计依据 5.1.1地质设计：包括但不限于油气藏类型、油气水层分布及性质、地质分层、岩性、岩石理化特性和矿物组分、地层孔隙压力、塌压力和破裂压力、地表温度及地温梯度。 5.1.2井场周边地理环境。 2 SY/T 65432019
5.1.3实施欠平衡钻井的目的。 5.1.4邻井及本井已钻井段的钻井、测井和测试等地质工程资料。
5宜提供油藏工程数据，估算地层流体产量，计算数据如下：
5.1.5
油井见表A.1；气井见表A.2。
5.2设计内容 5.2.1井身结构、套管强度的要求：
a）井身结构设计应考虑欠平衡钻井作业可能导致的井壁失稳问题及随钻产出地层流体对作业造
成的影响，产层欠平衡钻井技术套管宜封至产层顶部； b）对欠平衡钻井井段的上层套管抗挤强度进行校核，气相欠平衡钻井井段的上层套管抗外挤强
度按全掏空进行校核，抗外挤安全系数不小于1.00。
5.2.2井口和地面设备选择配套及地面流程示意图。 5.2.3工艺流程、钻具组合、钻井参数、井控要求及发生异常情况的处理措施等。 5.2.4液相欠平衡钻井的欠压值、钻井液类型选择，水力参数设计参见表B.1。 5.2.5气相欠平衡钻井井下燃爆监测及防燃爆措施。 5.2.6终止条件。 5.2.7健康、安全、环保要求。
6循环介质的选择及要求 6.1 循环介质的选择 6.1.1纯液相欠平衡钻井可选择水基钻井液、油基钻井液等液相钻井液。 6.1.2充气钻井液钻井的气相主要是空气和氮气。进入储层，充气钻井液钻井应使用氮气作为气相。 6.1.3气相欠平衡钻井在无油气产出的情况下，可选择空气作为气相，否则应选择氮气或天然气作为气相。 6.2循环介质的要求 6.2.1液相钻井液应与储层岩性、流体具有良好的配伍性，满足油气层保护的要求。 6.2.2液相钻井液应具有良好的维护井壁稳定性能。 6.2.3钻井液黏度应利于地面油气分离，同时利于控制气体滑脱速度。 6.2.4充气钻井液钻井的基浆宜与储层流体具有良好的配伍性和稳定井壁作用，应能使充入的气体均匀地包裹在液相中，并能对返出井口的流体进行气液分离。 6.2.5天然气钻井气源的气质和气量应满足天然气钻井的要求。
7参数设计 7.1液相欠平衡钻井 7.1.1欠压值的设计 7.1.1.1 欠压值应小于孔隙压力与地层塌压力之差值。 7.1.1.2欠压值应结合地面设备能力进行设计。 7.1.1.3 3应根据储层类型和岩性特点确定欠压值的大小，避免储层发生应力损害。
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