ICS 75.020 SY E 13 备案号：57722—2017 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T 7337—2016 含硫化氢油气井水基钻井液 处理维护技术规范 Technology specification of water-based drilling fluid treatment and maintenance for oil and gas well involving hydrogen sulfide 2016-12-05发布 2017－05－01实施 国家能源局 发布 SY/T7337—2016 目 次 前言 II 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 含硫化氢井段钻井液相关性能要求 5钻开含硫化氢地层前的准备 5.1 钻井液与材料储备要求 5.2 设备配置要求 5.34 钻开含硫化氢地层前的验收 5.44 钻井液滤液中硫化物含量基值测定 6含硫化氢井段钻井液性能检测 检测取样方法 6.2检测项目及方法 7硫化氢污染预防与处理 7.1 硫化氢污染的预防 7.2硫化氢污染的处理 附录A（资料性附录）钻井液中硫化物测定 附录B（资料性附录） 游离硫化氢气体测定 10 SY/T7337—2016 前言 本标准按照GB/T1.1—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。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由石油钻井工程专业标准化委员会提出并归口。 本标准主要起草单位：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。 本标准参加起草单位：中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司、中国石油化工股份有限 公司石油工程技术研究院。 本标准主要起草人：李晓阳、王娟、舒小波、曾婷、瞿凌敏、王显光。 II SY/T7337—2016 含硫化氢油气井水基钻井液处理维护技术规范 1范围 本标准规定了含硫化氢油气井水基钻井液相关性能要求、钻开含硫化氢地层前的准备、含硫化氢 井段钻井液性能检测、硫化氢污染预防与处理、钻井液中硫化物含量的测定等内容。 本标准适用于含硫化氢油气井水基钻井液的处理维护。 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。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T16489水质硫化物的测定亚甲基蓝分光光度法 GB/T16783.1石油天然气工业钻井液现场测试第1部分：水基钻井液 GB/T31033石油天然气钻井井控技术规范 SY/T5087含硫化氢油气井安全钻井推荐作法 SY/T6277含硫油气田硫化氢监测与人身安全防护规程 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 总硫化物totalsulfide 钻井液中溶解、分散和沉淀的全部硫化物。 3.2 可溶性硫化物dissolvablesulfide 钻井液滤液中硫化氢(H,S)、硫离子(S2）和氢硫根离子(HS）的统称。 4含硫化氢井段钻井液相关性能要求 4.1含硫化氢地层的钻井液密度应符合GB/T31033的规定：钻开含硫化氢地层的钻井液密度设计， 其安全附加密度在规定的范围内（油井为0.05g/cm²～0.10g/cm²，气井为0.07g/cm²～0.15g/cm²）应 取上限值；或附加井底压力在规定的范围内（油井为1.5MPa～3.5MPa，气井为3MPa～5MPa）应 取上限值。 4.2含硫化氢地层钻进钻井液的pH值应控制在9.5～11.0；高含硫化氢地层钻进pH值应控制在 10.0～11.0；若采用铝制钻具时，pH值应控制在9.5～10.5之间。 1 SY/T 7337—2016 5钻开含硫化氢地层前的准备 5.1钻井液与材料储备要求 应储备井筒容积0.5～2倍，密度值大于在用钻井液密度0.10g/cm²以上的钻井液，且pH值控制 在10.0以上。应储备满足需要的钻井液加重材料和足够的除硫剂。 5.2设备配置要求 硫化氢监测仪器及报警系统应符合SY/T5087中硫化氢监测的相关规定。钻井液液气分离器安 装应符合GB/T31033的相关规定，并保持设备性能良好、正常运转。含硫化氢环境中的人身安全防 护应符合SY/T6277的相关规定。 5.3钻开含硫化氢地层前的验收 钻开含硫化氢地层前，钻井液技术负责人应制订出预防硫化氢污染钻井液的技术措施，确认钻井 液材料储备、钻井液储备、监测检测仪器、除气设备及安全防护设备的准备情况。 5.4钻井液滤液中硫化物含量基值测定 5.4.1进人含硫化氢地层前50m～100m，应测定未受硫化氢污染的钻井液滤液中硫化物含量（即钻 并液滤液中硫化物含量基值），以消除钻井液自身引入硫化物对含硫化氢井段可溶性硫化物测定带来 的影响。 5.4.2钻井液滤液中硫化物含量基值测定应采用可溶性硫化物快速检测法测定钻井液滤液中硫化物含 量。若醋酸铅试纸不变色，钻井液滤液中硫化物含量基值为零。若醋酸铅试纸变色，应采用可溶性硫 化物定量检测法（Drager管测定法或化学滴定分析法）定量测定钻井液滤液中硫化物含量，测定值 定量检测法（Drager管测定法），若测定过程中Drager管（型号H,S0.2%/a）出现橙色变色段的长度 达0.5（见Drager管刻度标记）以上时，应改用可溶性硫化物定量检测法（化学滴定分析法），以消 16783.1中硫离子含量测定执行，其他检测法参见附录A。 6含硫化氢井段钻井液性能检测 6.1 检测取样方法 检测钻井液硫化氢含量时应取振动筛前的钻井液样品，其他性能检测应取振动筛后的钻井液样 品，进口钻井液密度测定应取上水罐钻井液样品。 警告：取样人员应佩戴好防护用品与装置。如检测到硫化氢超过安全阐限值时，应佩戴正压式空 气呼吸器操作。 6.2检测项目及方法 6.2.1钻井液性能检测 钻开含硫化氢地层后监测钻井液性能变化，钻井液性能检测按GB/T16783.1的规定执行。钻进 或循环过程中每1h测定一次密度、马氏漏斗黏度和pH值，4h～8h测定一次低温低压（API）滤失 2 SY/T7337—2016 量和滤饼质量，每12h至少测定一次全套常规钻井液性能，包括密度、马氏漏斗黏度、流变性、pH 值、API滤失量。钻井液密度分别测定进、出口密度。井底温度大于100℃时，每天测定一次高温高 压（HTHP）滤失量。维护处理钻井液前后均应测定钻井液性能。钻井过程中气测显示值增高或发生 油气侵显示时，应加密监测钻井液进出口密度、马氏漏斗黏度和pH值。 6.2.2钻井液中硫化氢检测 6.2.2.1钻井液中硫化氢的检测方法包括：总硫化物快速判定法、可溶性硫化物快速检测法、可溶性 硫化物定量检测法（Drager管测定法或化学滴定分析法）以及游离硫化氢气体测定法。总硫化物快速 判定法参见附录A，游离硫化氢气体测定法参见附录B。 6.2.2.2总硫化物快速判定法与可溶性硫化物快速检测法应每3h～4h测定一次，根据机械钻速宜提 高检测频次。可溶性硫化物定量检测法（Drager管测定法或化学滴定分析法）应每12h测定一次。钻 井过程中气测显示值增高或发生油气侵显示时，应加密监测频次。 6.2.2.3进含硫化氢地层前50m～100m开始检测，应首先采用总硫化物快速判定法分析钻井液中 是否存在硫化物，若醋酸铅试纸变黑，则应改用可溶性硫化物快速检测法测定钻井液滤液中硫化物含 量。钻井液滤液中硫化物含量超过200mg/L时，应采用可溶性硫化物定量检测法测定钻井液滤液中 硫化物含量，定量测定按5.4.2的相关要求执行。室内测定宜采用游离硫化氢气体测定法。 7硫化氢污染预防与处理 7.1硫化氢污染的预防 7.1.1进入含硫化氢地层前50m～100m对钻井液进行预处理。 7.1.2钻井液密度应符合4.1的要求，钻井液pH值应符合4.2的要求。 7.1.3加入适量除硫剂。以碱式碳酸锌为例，推荐加量以5kg/cm3～30kg/cm3为宜。同时，可在钻进 过程中加入适量缓蚀剂。 7.1.4维持钻井液合理的流变性能、较低的黏度和切力，钻井液应具有良好的脱气性能。 7.2硫化氢污染的处理 7.2.1含硫化氢地层钻井过程中，钻井液若出现密度下降，pH值下降，黏度上升，颜色变为灰色 或墨绿色等硫化氢污染现象，应根据钻井液性能变化情况及时维护处理，保持钻井液性能满足施工 要求。 7.2.2调整钻井液pH值，应符合4.2的要求。 7.2.3可适当提高钻井液密度，保持钻井液密度稳定，进出口密度差不超过0.02g/cm²。 7.2.4根据情况可加人消泡剂和缓蚀剂。 7.2.5根据钻井液中检测的可溶性硫化物含量，及时补充除硫剂，控制钻井液中可溶性硫化物含量。 以碱式碳酸锌为例，不同钻井液密度下，碱式碳酸锌的理论推荐加量参见表1，实际加量还需考虑 除硫剂的除硫效率、除硫剂对钻井液性能影响等因素，具体加量宜以实际用除硫剂评价实验为依据 确定。 7.2.6若钻井液被严重污染可采用在地面新配制钻井液对其进行部分置换，置换出来的被硫化氢污染 的钻井液应进行安全无害化处理。 7.2.7在钻井过程中，空气中硫化氢监测浓度达到或超过15mg/m(10ppm)的限值时，井场应启动 应急程序，执行SY/T5087的应急管理要求。 3 SY/T7337—2016 表1 不同钻井液密度下碱式碳酸锌理论推荐加量 碱式碳酸锌加量 密度 固相含量 kg/m3 g/cm3 % 钻井液滤液硫化物含量 钻井液滤液硫化物含量 钻井液滤液硫化物含量 < 100mg/L 100mg/L~500mg/L > 500mg/L 1.20 7 ~ 12