ICS75.020 SY E 13 备案号：57615—2017 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T5234-2016 代替SY/T5234——2004 钻井参数优选基本方法 Basic method of drilling parameters optimization 2017-05-01实施 2016-12-05发布 国家能源局 发布 SY/T5234—2016 目 次 前言· 1范围 2 规范性引用文件 符号 4钻井液体系及参数优选 4.1 钻井液体系优选 4.2 钻井液密度 4.3 钻井液流变参数 5 钻井水力参数 5.1 原则 5.2 水力参数优选的流程 5.3 排量优选 5.4 喷嘴直径优选 5.5 钻井水力参数计算 5.6 公式使用说明 钻头类型优选 6 6.1 经验法 6.2 钻头性能评价法 12 6.3 每米钻井成本法 6.4 岩石可钻性法 6.5 比能法 6.6 综合分析法 13 优选钻压、转速 7.1 优选原则 13 7.2 约束条件 7.3 优选钻压、转速 7.4 推荐钻进模型中系数、指数 14 7.5 确定钻头寿命 15 7.6 确定最优钻压、 最优转速 8钻井参数优选步骤 附录A（资料性附录） 符号、名称及单位 17 附录B（资料性附录) 钻井水力参数计算实例 23 附录C(资料性附录) 国内其他钻井模式 28 参考文献 1 SY/T5234—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。 本标准代替SY/T5234—2004《优选参数钻井基本方法及应用》，与SY/T5234—2004相比，主要 技术变化如下： 标准名称修改为《钻井参数优选基本方法》； 一删除了“时差法优选钻头类型”（见2004年版的4.3.1）； 一增加了一种岩石可钻性级值的确定方法（见6.4.1）； 一将“优选参数钻井”的主要内容调整为“钻井液体系及参数优选”、“钻井水力参数优选”、“钻 头类型优选”、“优选钻压、转速”和“钻井参数优选步骤”（见第4章至第8章）。 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：中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院、中石化胜利石油工程有限公司 技术装备处、中国石油大学（华东）。 本标准主要起草人：牛洪波、杨春旭、张桂林、王爱国、管志川、魏振、夏文安、许新强、程鹏。 本标准代替了SY/T5234—2004。 SY/T5234—2004的历次版本发布情况为 SY/T5234—1991; -SY/T6201—1996。 II SY/T5234—2016 钻井参数优选基本方法 1范围 本标准规定了石油天然气钻井参数优选的主要内容、基本方法及参数计算。 本标准适用于直井钻井，定向井钻井可参考应用。 23 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。 SY/T5426石油天然气钻井工程岩石可钻性测定及分级 3符号 模式中的符号、名称及单位参见表A.1。 4钻井液体系及参数优选 4.1钻井液体系优选 根据地层岩性特点、安全要求、环保要求、储层保护要求、工程要求和经济评价综合选择钻井液 体系。 4.2钻井液密度 4.2.1以地层孔隙压力梯度剖面、塌压力梯度剖面和破裂压力梯度剖面为基础，结合邻井实钻情况 和采用的钻井方式，确定合理的钻井液密度。 4.2.2正常钻进时，钻井液密度安全附加值为：油井为0.05g/cm3～0.10g/cm²或控制井底压差 1.5MPa～3.5MPa；气井为0.07g/cm3～0.15g/cm或控制井底压差3.0MPa～5.0MPa。但在实际确定 钻井液密度时应综合考虑，满足安全要求。 4.2.3实际钻进过程中，可参考随钻地层孔隙压力监测结果进行调整。 4.2.4在同一井段有盐膏层或易塌泥页岩等岩层时，钻井过程中应取钻该岩层力学平衡所需的钻井液 密度。 4.3钻井液流变参数 4.3.1 约束条件 满足井眼安全的三个约束条件： 岩屑运移比LC大于或等于0.5。 1 SY/T5234—2016 环空岩屑浓度C，小于或等于9%。 流态指示值Z小于井壁稳定系数Z。值。 4.3.2钻井液流变参数 4.3.2.1基本参数 根据验证结果，推荐低、中、高不同剪切速率范围内使用更接近实际流变曲线的模式，同时应考 虑便于计算。在整个剪切速率范围内，钻井液的基本流变参数有7个。 只要用旋转黏度计测得钻井液3，300，63个数据，便可根据公式（1）至公式（6）计算出下 述流变参数。其中公式（1)、公式（2）用于较低剪切速率范围，即=15s-1～150s-的幂律模式； 公式（3）、公式（4）用于中剪切速率范围，即=170s-1～1022s-1的宾汉模式；公式（5）用于高剪 切速率范围，即=105s-！～10°s-1的卡森模式；公式（6）用于钻井液在低、中、高剪切速率范围， 尤其对高温、高压、高密度钻井液适应性更好。 初切力t：其值等于旋转黏度计θ，的读数。 流型指数： = 3.321g (1) 稠度系数： _0.4796 300 K= (2) 511" 塑性黏度： Hpv=0600-0300 (3) 屈服值（动切力）： Typ = 0.479(0300 - μpv) (4) 卡森黏度（接近钻头水眼黏度）： n。=[2.4142( -)] (5) 赫巴流体（赫巴流体是指将幂律模式进行修正，加入动切力或屈服值，得到赫谢尔一巴尔克莱三 参数流变模式，简称为赫巴模式）流型指数： n n' 1.022n"*6,D (6) (3n + 1) (2n + 1)² + 3n 3n+1 K(2v,)"(3n + 1)" 4.3.2.2相关参数 相关参数分别按公式（7）至公式（13）计算。 2 SY/T5234—2016 环空上返速度： 1273g va (7) d.?-d? 环空管壁处的剪切速率： 1200v (8) dh-dp 剪切应力： + (9) 表观黏度： 514.9n0.19g. (10) 环空岩屑浓度： (v / v)C (11) ( / v)-1+c 环空岩屑体积百分比： C. (12) 0. +Q 每秒钟产生的岩屑量： × 10-5 (13) 144 4.3.2.3推荐环空钻井液流变参数 能满足钻井参数优选工艺要求的钻井液环空流变参数推荐控制范围是： a)T, :0.0Pa~0.5Pa。 b)n:0.4~0.7。 c)K:0.01915Pas"～0.1915Pa·s"。 d)μpv : 3mPa ·s ~ 15mPa °S。 e) Typ: ≤ 4Pa。 f) n.: 3mPa·s ~ 10mPa·S。 4.3.3 钻井液性能和环空流变参数的统计 用概率统计分析方法，确定本地区的常规钻井液性能和环空流变参数的控制范围。 3