SY T 5087-2003 含硫油气井安全钻井推荐作法.pdf

1、ICS 13.100 E 09 备案号:11552-2003 SY 中华人民共和国石油天然气行业标准SY f 5087-2003 代替SY5087-93 含硫油气井安全钻井推荐作法Safe drilling reommended practice for oil and gas、vellcontaining sulfide 2003 - 03 -18发布2003 - 08 -01实施国家经济贸易委员会发布ur qt / AV Af 2 SY/f 5087-2佣3目次前言.11 1 范围2 规范性引用文件.3 术语和定义.4 井场及钻机设备的布置5 硫化氢的监测.2 6 井控装置的材质和安装.3

2、 7 地质工程及钻井工程设计的特殊要求.3 8 钻井作业中的特殊要求.4 9 应急计划及演练.4附录A(资料性附录)硫化氢防护技术培训内容.5 I SY /f 5087-2003 目IJ 本标准是对SY5087-93 (含硫油气田安全钻井作法的修订，修订的主要内容有标准名称、章条标题、规范性引用文件、井场布置示意图及某些条款内容，增补了目次和前言。日本标准的附录A是资料性附录。本标准由石油工业安全专业标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位:四川石油管理局钻采工艺技术研究院。本标准主要起草人:高碧桦、李强。本标准所代替标准的历次版本发布情况为:-一-SY5087一邸，SY 5087-93。S

3、YII5087-23 含硫油气井安全钻井推荐作法1 范围本标准规定了含硫油气井钻井作业井场及钻机设备的布置、硫化氢的监测、井控装置的材质和安装、地质工程及钻井工程设计的特殊要求、钻井作业中的特殊要求和应急计划及演练。本标准适用于陆地含硫油气井勘探开发中的钻井作业。海洋钻井作业可参照执行。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。SY 5225-1994 石油与天然气钻井、

4、开发、储运防火防爆安全生产管理规定SY 5858 石油企业工业动火安全规程SYIT 5964 钻井井控装置组合配套规范SYIT 5967 钻井井控装置安装调试与维护SY 6277-1997 含硫油气田硫化氢监测与人身安全防护规定3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准33.1 安全临界法度safe critical concentration 工作人员在露天安全工作8h可接受的硫化氢最高浓度;参考美国和前苏联相关标准确定的安全临界浓度为20mg/mJ二3.2 氢脆hydrogen emhrittlement 化学腐蚀产生的氢原子，在结合成氢分子时体和、增大，致使低强度钢和软钢发生氢鼓泡、高强度

5、钢产生裂纹，使钢材变脆T3.3 硫化物应力腐蚀开裂sulfide stress corrosion crdcking 钢材在足够大的外加拉力或残余张力下.与氢脆裂纹同时作用发生的破裂3. 硫化氢分压H2S factional pressure 在相同温度下，一定体积天然气中所含硫化氢单独占有i亥体积时所具有的压力-4 井场及钻机设备的布置4.1 钻前工程前，应从气象资料中了解当地季节风的风向4.2 井场及钻机设备的安放位置应考虑季节风风向3井场周回应空旷，尽量在前后或左右方向能U季节风畅通3井场及钻机设备布琶见图l、-4 .3 测井年1号书IWJ设岳阳L功车辆应尽iti4尚)I二门._E少(，

6、:)Ill以外SY Ir 5087-2003 J 十二十二柴油罐工程宰|钻井液室i 地质享值班?在A 防护雪尺/机立/JXfJJ伊IIlf11J .硫化氢监测仪及报警系统一风向标一-!季节风方向图1钻井井场及钻机设备布置示意图-4.-4 井场值班主、工程室、钻井液室等应设置在井场季节风的上风方向二-4 .5 在季节;.七风方向较远处专门设置气防器材室，配备足够的防毒面具和配套供氧呼吸设备:所有防护器具应E正在使用方便、清洁卫生的地方并定期检查，以保证这些器具处于良好的备用状态.同时作生子记. 1;: : -4 .6 在井15仨.井场季节风人口处、气防器材室等处应设置风向标3如果硫化氢浓度超过安

7、全临界旅度.钻井人员应向上风方向疏散3-4 . 在钻台上、F和振动筛等硫化氢易聚积的地方，应安装排风扇，以驱散工作场所弥握的硫化氢3.8 近人含琉油气层前，应将机泵房、锚环系统及二层台等处设置的防风护套和其它类似臣i布拆除3寒冷地区在冬季施工时.对保温设施可采取相应的通风措施，保证工作场所空气流通04.9 井场!吁有用电线路、照明器具的敷设和设备安装应符合SY5225-1 YY4中3.2和4.2的规定.L 10 确保通讯系统24h畅通。5 硫化氢的监测5. 1 、上7.2.3 高压含硫地区可采用厚哇钻忏:在井下温度高于LJ3C以深的井段.套ff可不15虑其机:Jm.陀自巨，7.2.4钻汗含硫地

8、层的没计钻井液密度，其安全附jJU密度缸规定的也围内(i由，并O.05g/cn/-O.lOg/，n3、气井O.07g/cm;-1). 15g/ cm3 )时在取上眼;或附加井底压力在!I!定的道L:furJ (油井1.5MPa-3.5MPa、气片:3MPa-5沁lPii)时宜取上眠在i7.2.5 井队应储备井简容在t1-2倍的大于在用钻井液密iJtO. Ig/，13的高密度钻井液J7.2.6 储备满足措耍的钻井掖加重材料M、J SY II 5087-2003 7.2.7 储备足量的除硫剂。7.2.8 在钻开含硫地层前50m，将钻井液的pH值调整到9.5以上直至完井。若采用铝制钻具时，pH值控制

9、在9.5至10.5之间。7.2.9 不允许在含硫量超过20mg/m3的含硫地层进行欠平衡钻井。8 钻井作业中的特殊要求8.1 严格执行钻井液密度设计。未征得相关部门的同意，不得修改设计钻井液密度，但不包括下列情况:a)发现地层压力异常时:b)发现溢流、井涌、井漏时。若出现上述异常情况.应关井及时调整钻井液密度或压井，同时向有关部门汇报。8.2 利用钻井液除气器和除硫剂，控制钻井液中硫化氧的含量在50mg/m3以下，并随时对钻井液的pH值进行监测。8.3 在油气层和钻过油气层进行起下钻作业前，应先进行短程起下钻。8.4 钻头在油气层中和油气层顶部以上300m长的井段内的起钻速度应控制在0.5m/

10、s以内。8.5 在含硫地层取心起钻，当取心工具离地面还有五柱时，钻台作业人员应戴上防毒面具，直到取出岩心=8.6 钢材，尤其是钻杆，其使用拉应力需控制在钢材屈服强度的60%以下。8.7 井场内严禁烟火，若需动火嘈应执行SY5858中的安全规定。9 应急计划及演练9.1 应制定一个可实施的应急救援计划。钻前工程前，应了解井场附近的医院和消防部门所在地、距井场距离、通讯及交通情况;在进入含硫油气层前，应和医院、消防部门取得联系。9.2 生产班组每人配一套防毒面具，另配一定数量的公用防毒面具置于钻台仪表房内和循环系统上待用9.3 钻井施工人员(包括钻井、钻井液、地质、气测及井下作业等人员)应取得硫化

11、氢防护技术培训合格证.硫化氢防护技术培训内容参见附录儿9.4 在即将钻入含硫地层时，应对井场人员(包括新换班上井人员)进行一次防硫化氢安全教育和演练(包括佩戴防护器具进行井控作业及人员救护等)，并向当班的各岗位人员发出警告信号3在钻开油气层前的检查验收中.应有防硫化氢措施落实情况的检查39.5 在高含硫地区即将钻入油气层和在油气层中钻进时，应有医生、救护车、安全监督在井场值班;一旦发生井涌、井喷.应立即启动应急救援计划二9.6 在有硫化氢溢出井口的危险情况下，应通知硫化氢超标冠围内的人员迅速撤离到安全地方39.7 钻井队在现场条件不能实施井控作业而决定放喷点火时，点火人员应佩戴防护器具，并在上

12、风ln!J，离火口距离不得少于10m，用点火枪点火39.8 当在硫化氢含量越过安全临界浓度的污染区进行必要的作业时.宜组织工作梯队，佩戴防护器抖，并派专人监护，以便及时救护39.9 控制住井口后.应对井场各个岗位和可能积聚硫化氢的地方进行浓度检测.待硫化氢浓度降至安全l临界浓度时.人员方能进入。4 SY /f 5087-2003 附录A(资料性附录)碗化氢防护技术培训内容A.l 果。A. l.l 硫化氢的物理化学性质:硫化氧是一种无色、剧毒、强酸性气体。低浓度的硫化氢气体有臭蛋味。其相对密度为1.176，比空气重。硫化氢燃点250C，燃烧时呈蓝色火焰，产生有毒的二氧化硫。硫化氢与空气混合，浓度

13、达4.3%-46%时.就形成一种爆炸氓合物。A. 1. 2 硫化氢对人体的危害:硫化氢的毒性比一氧化碳大五至六倍，几乎与氧化氢同样剧毒3不同浓度的硫化氢对人体的危害见表A.l.了解硫化氢的物理化学性质和给设备、人体带来的危害，以及钻遇硫化氢可能产生的严重后r L 不同浓度的硫化氢对人体的危害硫化氢浓度人体中毒情况% mg/mJ i可唱到一种明显的臭置气味0. 00 1 15 0.002 30 | 可在露天安全工作也0.01 150 ! 3min-15min.可抑制嗅觉，能刺痛眼和喉道0.02 300 | 很短时间内就抑制嗅觉，刺痛眼和喉道0.05 750 ! 人发晕;几分钟内停止呼吸，需立即作

14、人工呼吸0.07 1050 ! 很快就不省人事.若不立即作人工呼吸将导致死亡0.10 1500 : 立即不省人事.几分钟内死亡注:资料来摞于气PlRP 9.本参数表是在103.t2kPa和15.55t的条件下得出的主表A.lA. 1.3 硫化氢对金属材料的!由出:硫化氢溶于水形成弱酸，对金属的腐蚀形式有电化学失重腐烛、氢脆和硫化物应力腐蚀开裂，以后两者为主，一般统称为氢脆破坏。氢脆破坏往往造成井下管柱的突然断落、地面管汇和仪表的爆破、井口装置的破坏，甚至发生严重的井喷失控或着火事江rA. 1.4 硫化氢能加速非金属材料的老化:在地面设备、井口装置、井下工具中.有博胶、浸油石墨、E棉等非金属材料

15、制作的密封件。它们在硫化氢环境中使用一定时间后，橡胶会鼓泡张大、失去弹性;浸油石墨及石棉绳上的油被溶解而导致密封件的失效，A. 1. 5 硫化氢对钻井液的污染:硫化氢主要是对水基钻井液有较大的污染3它会使钻井液性能发生很大变化.如密度下降、pH值下降、帖度上升，以至形成流不动的冻胶;颜色变成瓦灰色、墨色或墨绿色2A.2 了解井场地形、钻机设备位置与本地季节风方向之间的关系、硫比氢监测仪器放置情况、报警器音响特点和风向标位置.以及安全撤退路线等A.3 掌握钻井安全操作中的各项措施和规定A , 掌握防毒面具、供氧呼吸器等防护器具及硫化氢监测仪器的性能和使用方法，具备救护硫比氢中毒人员的基本知识和技

16、能31162BEEt-EEti-3 的OON-卜AVmpF飞饥中华人民共手112;Ei自天然气行业标:!主含研油气井安全钻井推荐律法SY IT 5087-2t)O. _-; 1 J业出版枕址.t t :/支，jI，j升i;华11二证一与二(:II!U.!v.出j扳!-J:印刷厂到!扳印司:)新华住在jt求发行所写!;:11J气口.;(1.i状i6JF.t-.:_.4正il1fi!- 1- +-= il 1-501)0 :t川_;f 5 /;.it水.:i .1，:.(二t:l. i:5 ;j.C;J、:11;义:I:，p:j,.: 155121.5c町:i豆r:t .I;1I ; 版权专奋不得翻印