国内外钻井工程标准对比分析

朱德武

中国石化石油工程技术研究院（北京100101）

国内外钻井工程标准对比分析

朱德武

中国石化石油工程技术研究院（北京100101）

对我国钻井国家标准、行业标准，ISO（国际标准化组织）和国外先进标准，包括API（美国石油学会）、IADC（国际钻井承包商协会）标准，全面系统地进行了对比分析，研究了标准项目涵盖范围、标准的具体内容，找出我国钻井标准与国际国外先进标准的差别与不足。建议我国重视标准的修订、钻井新技术标准的制定和及时采标工作，这对我国钻井工程标准的完善有着重要指导作用。

钻井工程技术标准国际标准

钻井工程标准是行业自主创新、跨越发展的法宝，也是规范钻井市场经济客体的“法律”。我国把标准分为强制性标准和推荐性标准两大类。两者都具有法律上的约束性。

近年来,钻井新技术不断涌现，现有的国家标准和行业标准已远远不能满足钻井工程技术应用的需要。有必要对国外先进标准与我标准进行对比，分析国外标准的先进性，找出我国标准的不足及原因，从而制定与完善我国钻井标准。

我国钻井标准主要指钻井国家国家标准和行业标准，国外标准主要指ISO（国际标准化组织）和国外先进标准，包括API（美国石油学会）、IADC（国际钻井承包商协会）标准。下面按钻井工艺、钻井液、固井3部分对国内外重要标准进行对比分析。

表1 ISO、API发布有关钻井工艺标准

1 钻井工艺部分

1.1 标准项目涵盖范围的比较

目前我国钻井工艺标准97项，内容包括通用基础，钻井设计，钻前工程，钻井工艺技术，特殊工艺井，井下复杂情况及事故处理，取心工艺，井控、钻井装备配套、钻井工具及仪器10个方面。ISO标准则侧重于设备、材料方面，涉及钻井工艺设计方面内容的标准只有1项，API标准也只有只有2项（表1）。

1.2 标准内容的对比

我国钻井工艺标准只有5项与API标准有对应，1项与IADC（国际钻井承包商协会）标准对应，其它标准都是有我国自行制定的。

1.2.1 钻柱设计和操作限度的推荐作法

与之对应的API标准RP 7G《钻柱设计和作业极限》的主要内容是：对设计和选择钻柱元件的建议，包括对井斜角度控制、钻井液、负荷、转速的考虑。有图和表显示新的和用过的钻杆、工具接头、钻铤和方钻杆的尺寸、机械特性和使用特性。还推荐了用于检测二手钻杆、油管管柱及钻具接头的一些标准。ISO 10407-1993《石油和天然气工业钻井和生产设备钻柱设计和操作极限》是由API标准RP 7G《钻柱设计和作业极限》升格国际标准。

GB/T 24956-2010《钻柱设计和操作限度的推荐作法》与API对应标准区别不大，属等效采标2000年5月API发布了修订版[1]。

1.2.2 石油天然气钻井日报表

SY/T 5089-2004《石油天然气钻井日报表》主要采用API和IADC标准报表格式，内容基本相同，属等效采标。主要内容是：钻井井史、钻井班报表、钻井井史及班报表正文内容与班报表格式。

1.2.3 欠平衡钻井技术规范

与之对应的API标准RP 92U《欠平衡钻井作业》为2008年11月第1版，主要内容包括欠平衡钻井设备、作业设计、工艺及施工，以及各种欠平衡钻井方式，内容系统广泛。SY/T 6543.1-2008、SY/T 6543.2-2009《欠平衡钻井技术规范》分别为液相和气相钻井方式[2,3]，与API标准基本同步推出，但内容不够全面。

1.2.4 钻井井控技术规程

与之对应的API标准《井控作业推荐作法》为2006年5月第2版，可以作为井控安全作业的行业推荐性指南。此出版物旨在作为井控的现场助手，并作为井控原理的培训教材。确定了在井涌之前带压井控的推荐性作业方法和井涌过程中所使用的推荐作法。应与API RP 53《钻井作业用防喷设备系统的推荐作法》和API RP 64《分流器系统设备及作业推荐作法》一起使用[4]。

SY/T 6424-2006《钻井井控技术规程》规定了钻井井控技术的管理、实施及培训原则。适用于陆地油气田勘探、开发钻井作业中的油气井压力控制技术。与API标准《井控作业推荐作法》内容相近。

1.2.5 钻井井控装置组合配套、安装调试与维护

与之对应的API标准是Spec 16C《节流及压井系统》、API Spec 16D《钻井控制设备的控制系统》。前者用于钻井有关安全及可交换功能的地面、井下节流与压井设备，规定了性能、设计、材料、焊接、测试、检验、储存及运输等方面的最低要求。后者主要为防喷器及控制井压的相关阀门建立设计标准。

SY/T 5964-2006《钻井井控装置组合配套、安装调试与维护》与API对应标准主要区别是：API标准主要指导设备设计制造，说明性能；SY/T 5964-2006侧重于安装维护。

1.2.6 钻头使用基本规则和磨损评定方法

与之对应的IADC标准是《IADC牙轮钻头分类与磨损评价》，主要内容为牙轮钻头分类方法及代号，以及磨损评价方法等。内容相似，但分类代号有区别。

2 钻井液部分

2.1 标准项目涵盖范围的比较

我国钻井液标准项目涵盖范围较广，标准体系具有一定的系统性和完整性。目前有效标准达30项，内容包括钻井液通用标准及材料、钻井液实验室测试和钻井液现场测试3个方面。通用基础标准已对各油田通用的基础性的方法和材料做了统一要求，基本能满足实际需要。材料标准比较齐全，几乎覆盖了常用的钻井液产品、程序及方法，标准也较完善，从实验室到现场都有对应的测试程序及方法。API 13类标准中的只有Spec 13A，其它大多为推荐作法。相比之下，我国在产品标准方面与API相比要多。在评价程序方面，我国已制定了很多标准，数量已超过了API标准。我国钻井液标准与API标准项目涵盖范围的比较见表2。

2.2 标准内容的对比

2.2.1 钻井液材料规范

在材料规范中膨润土的质量标准方面，现行的API标准增加了动塑比值的要求，并要求将加入的改性药品表述清楚，同时增加了未处理膨润土的标准，造浆用土分成3级：未处理膨润土、钻井级膨润土和OCMA级膨润土。把两种结构不同的抗盐土凹凸棒石和海泡石分成两个标准，但指标的测试方法都是一样的[5]。

参照这两个标准并结合我国的具体情况，制定了膨润土标准。把造浆用膨润土分为3级：1级质量完全符合API标准；2级已接近或符合OCMA标准；3级则是造浆能力较差的膨润土。

2.2.2钻井液实验室测试程序推荐作法

API标准内容丰富，主要有降滤失剂、降黏剂的评价方法，桥堵材料的测定方法，钻屑和市售膨润土的亚甲基蓝试验方法，测定钻井液基础油的密度、黏度、沸程、苯胺点、流动点和闪点的方法，用ISE(离子选择电极)法测定钻井液中钾和钙离子含量的方法，以及使用气体密度计和空气密度计测定固体密度的方法等。相比之下我国标准要细致一些，考虑得周全一些，如理化指标的保留、油层损害评价等。

表2 国内、外钻井液标准项目涵盖范围比较

3 固井部分

3.1 标准项目涵盖范围的比较

目前国内有关固井方面的标准和规范已颁布了22个，其中国标6个，行业标准16个。部分标准是采用国外API标准。API标准与固井相关的主要是10系列油井水泥部分和5系列管材部分。这部分标准基本上都升格成ISO标准（表3）。

3.2 标准内容的对比

国内固井方面标准的分布范围较大。而API标准则分布于勘探与开发系列中，标准号主要集中于API 10系列，便于查询。

国内外固井标准能够相互对应的主要在油井水泥材料和水泥浆实验操作方面。国内在这方面主要采标API标准，差别主要在采标版本与API现行版本有所不同。国内工艺性的标准主要是自行制定的，与国外标准很少对应，少数能对应的侧重点各有不同。

3.2.1 油井水泥

GB 10238-2005《油井水泥》主要采标API Spec 10A《油井水泥与材料规范》2001年版，主要内容基本相同。但API Spec 10A中包含了火山灰材料的质量指标，而国内标准没有。API Spec 10A《油井水泥与材料规范》出现了2005年版，建议采纳新的API标准更新GB 10238。

3.2.2 油井水泥试验方法

GB/T 19139-2003《油井水泥试验方法》等效采标API RP10B-1997《油井水泥测试推荐方法》，主要内容基本相同，无本质区别。

3.2.3 石油套管现场检验与运输

SY/T 5396-2000《石油套管现场检验与运输》的主要内容是：检验项目、检验方法和运输与贮存。

API RP5C1《套管和油管的使用和维护》的主要内容是：套管、油管和钻杆的使用、运输、储存、处理和调整方法。两者有一定的区别，国内标准中没有使用和调整方法。API标准将管材（套管、油管和钻杆）技术性能、检验、储存运输等归类为5系列，便于查询和管理。

表3 ISO有关固井标准

4 结论

（1）国外先进钻井标准制定合理及时，作法先进，技术要求规定详尽，可操作性强。

（2）国外重视标准的制修订工作，我国采标相对滞后。

（3）参与国际标准化活动，是适时采用和转化国际、国外先进标准的手段。

（4）开展钻井新技术、新工艺的标准化研究，是制定先进标准的基础。

致谢：

中国石化石油工程技术研究院路保平、陈天成、江山红、周仕明、陶兴华等参加了研究，在此表示谢意！

[1]GB/T 24956-2010钻柱设计和操作限度的推荐作法[S].

[2]SY/T 6543.2-2009欠平衡钻井技术规范第2部分：气相[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，高级工程师，现主要从事石油工程标准化研究工作。