SY ICS75.020 E 13 备案号：7580-2000 中华人民共和国海洋石油天然气行业标准 SY/T 10022.1—2001 海洋石油固井设计规范 第1部分：水泥浆设计和试验 Specification for Cementing Design of Offshore Oil well Unit 1:Cement slurry design and test 2000-09-21发布 2001-02-01实施 国家石油和化学工业局 发布 SY/T 10022.1-2001 目 次 前言 政策性声明 范围 引用标准 3 符号 4水泥浆性能试验条件的确定 5水泥浆性能试验方法 6固井作业对水泥浆性能的要求 27 7挤注或堵漏水泥浆性能· 29 8注侧钻水泥塞， 29 附录A(标准的附录） 大批量水泥浆的制备 31 附录B(标准的附录） 热电偶、温度测量系统和控制系统的校正方法， 32 附录C(标准的附录) API失水试验报告（格式) 附录D(标准的附录） 水泥浆游离液试验报告（格式） 36 附录E(标准的附录） 挤水泥模拟试验 37 SY/T 10022.1—2001 前言 为适应我国海洋石油钻井的特点，提高海洋石油固井质量，规范固井水泥浆设计和试验，特制定本标 准： 本标准部分引用了GB/T16783-1997《水基钻井液现场试验测试程序》、SY/T5480-92《注水泥流变 性设计》、SY/T5546-92《油井水泥应用性能试验方法》中的一些条文，并结合多年来海洋石油固井作业的 经验以及国内的最新研究成果，综合编制而成。 本标准2000年09月21日发布，自2001年02月01日起实施。 本标准的附录A、附录B、附录C、附录D、附录E都是标准的附录。 本标准由中国海洋石油总公司提出并归口管理 本标准起草单位：中国海洋石油技术服务公司。 本标准主要起草人：李邦和。 本标准主审人：谭树人。 SY/T10022.1—2001 政策性声明 海洋石油天然气行业标准出版物仅针对一般性质问题。涉及特定情况时，应查阅国家及地方的法律 和法规。 海洋石油天然气行业标准出版物不承担对用户、制造商或供应商为他们雇员和其他现场作业者提供 关于健康、安全及危害预防的预先通知和培训，也不承担他们在国家及地方法规下的任何责任。 任何海洋石油天然气行业标准出版物的内容不能被以含蓄的或其他的方式解释为授予任何权利去制 造、销售或使用涉及专利权的任何方法、设备或产品，也不为任何侵犯专利权的人承担责任。 通常，海洋石油天然气行业标准至少每五年进行一次复审、修订，或重新认定或撤销。有时，这个复审 周期可延长一年，最多不超过两年。因此，出版物从出版之日起，其有效期不超过五年，除非被授权延长有 效期。出版物的情况可从海洋石油天然气行业标准化技术委员会秘书处（电话010-84522236，通信地址 为北京235信箱中海石油研究中心开发设计院标准化室，邮编101149)或海洋石油天然气行业标准化技术 委员会（电话010-84522673，通信地址为北京三元桥东京信大厦25层海洋石油总公司科技办公室，邮编 100027）查明。 发布海洋石油天然气行业标准是为了推广已经被验证的、良好的工程技术和操作作法，它无意排除应 正确判断在何时何处应用这些技术和作法的必要性 海洋石油天然气行业标准的制订和出版无意以任何方式限制任何人采用任何其他技术和作法。 本标准可供任何愿意采用的人使用。海洋石油天然气行业标准化技术委员会及其标准的授权发布单 位已做了不懈的努力，以保证其中所含数据的准确性和可靠性。但是，海洋石油天然气行业标准化技术委 员会及其标准的授权发布单位对其所出版的标准不作代理、担保或保证，并特此明确表示，对因使用这些 标准而造成的损失或损坏，对于使用可能与任何国家与地方的法规有矛盾的标准，以及由于使用这些标准 而侵犯任何专利权所引起的后果，海洋石油天然气行业标准化技术委员会及其标准的授权发布单位均不 承担任何义务和责任。 中华人民共和国海洋石油天然气行业标准 海洋石油固井设计规范 SY/T10022.1—2001 第1部分：水泥浆设计和试验 Specification for Cementing Design of Offshore oil well Unit 1:Cement slurry design and test 1范围 本标准规定了海洋石油固井作业对水泥浆性能设计的要求、水泥浆 条件确定的依据以及试验方 法。 本标准适用于海洋石油及天然气固井、修井及注水泥作业。 2引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为 有效。所有标准都会被修订，便用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB/T16783-1997水基钻井液现场试验测试程序 SY/T5480-92注水泥流变性设计 SY/T5546-92油井 +水泥应用性能试验方法 3符号 本标准采用下列符号（见表1) 表1 符号说明 序号 符 号 说 明 单位 井底循环温度 1 BHCT ℃ BHST ℃ 3 PSQT 挤水泥作业 深度位置的循环温度 ℃ 4 PSQP 挤水泥作业 深度的最大挤 注压力 kPa 5 T 地温梯度 ℃/100m 井位所在海域泥面年平均温度（水深小于24米用海平面年平均温度） 6 T. °℃ 7 T。 钻井液循环返出井口的最高温度 ℃ 8 BHP 井底静液柱压力 kPa 9 TVD 井眼垂直深度 m 10 密度 g/cm 国家石油和化学工业局2000-09-21批准 2001-02-01实施 SY/T 10022.1—2001 表1(完） 符号说明 序号 符号 说 明 单 位 11 AT 水泥浆从井口到井底的升温速率 C/min 12 SST 水泥浆地面混合温度 ℃ 13 Taip 混合水泥浆前导部分从井口到井底的时间 min 14 Qo 混合水泥浆前导部分从井口被顶替到井底的平均泵送排量 L/min 15 V; 套管柱内容积 L 16 SP 预计水泥浆前导部分注人井口时的地表压力 kPa 17 AP 水泥浆从井口到井底时的增压速率 kPa/min 18 △t 水泥浆从井底返至环空预定设计深度的温度变化率 /min 19 TOCT 环空水泥浆柱顶部位置的循环温度 ℃ 20 Q. 顶替环空水泥浆的平均泵送排量 Lmin 21 ACV 环空水泥浆封固段总容积 L 22 t. 前导部分水泥浆从套管底部返至环空预定设计深度的时间 min 23 TOCP 环空水泥浆顶部压力 kPa 忆 ADP 前导部分水泥浆从套管底部返至环空水泥浆柱顶部的压力变化率 kPa/min 25 YPc 水泥浆屈服值 Pa YP. 钻井液屈服值 Pa 27 k 渗透率 10-3μm² 28 套管偏心度 e （无因次） 29 水泥浆核隙比 （无因次） 30 ne 水泥浆流性指数 （无因次） 31 n, 冲洗液流性指数 （无因次） 32 n.m 钻井液流性指数 （无因次） 33 Yp. 冲洗液的届服值 Pa 34 Ype 水泥浆屈服值 Pa 35 Ypa 钻井液屈服值 Pa 36 Pve 水泥浆塑性粘度 Pa's 37 Pv. 钻井液塑性粘度 Pa's 38 Pv, 冲洗液塑性粘度 Pa's 2 SY/T10022.1—2001 4水泥浆性能试验条件的确定 4.1井下循环温度 4.1.1并下循环温度的测量与计算 4.1.1.1井下循环温度的测量 探井电测后下套管前，通井到底循环钻井液，当循环温度基本趋于稳定时，测得不同井深位置的循环 温度值。 4.1.1.2井下循环温度的计算 若无上述实测温度资料，可根据已知条件按下述方法计算： a）已知地温梯度： BHCT = (, × TVD + T)× F (1) 100 (BHST- T.)×100 (2) TVD b）已知井底静止温度： BHCT = BHST × F。 (3) 式中： F。一计算经验系数，一般取0.70-0.80，各海区应根据统计资料和T，、BHST资料录取精度具体确定。 c）已知钻井液返出井口的最高温度： TVD BHCT= To > (4) 168 d）井眼垂直深度超过3050m： J[0.01989× TVD × (T,× 0.54864 + 0.32)] 10.0915 BHCT = T。 + .56.... (5) 1.0- 0.00004938×TVD 当采用上述一种以上方法计算时，应取最高值。 4.1.2环空水泥浆柱顶部位置的循环温度 应根据该地区实测或计算的随井深变化的循环温度曲线确定环空水泥浆柱顶部位置的循环温度。 4.1.3挤水泥位置的温度 挤水泥位置的温度可按下列公式计算： a) T, × TVD PSQT= ( + T,) × F, (6) 100 式中： F,一计算经验系数，一般取0.90~0.95。 b) 「[0.0251×TVD×(T,×0.54864+0.32)]-8.2021 PSQT= T. ×0.56... ... (7) 1.0-0.00002647× TVD 对上述公式计算的结果应取高值。 4.2水泥浆试验压力 4.2.1井下液柱压力 井下液柱压力可通过公式(8)计算： BHP = 9.80 × p × TVD (8) 式中： β-注水泥时环空液体的密度，可通过下列公式计算： 3