NB-T11151-2023地热钻井液技术规范.docx

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1、ICS73.020CCSDIO中华人民共和国能源行NB/T业标准111512023地热钻井液技术规范Technicalspecificationforgeothermaldrillingfluids2023-02-06发布2023-08-06实施国家能源局发布NBNB/T111512023目次前言I1范围12规范性引用文件13术语和定义14总体要求25地热钻井液类型26地热钻井液设计27地热钻井液工艺58 复杂情况的预防与处理99 热储层保护11IO环境保护11附录A（资料性）钻井液现场检测仪器基本配置13附录B（资料性）常用抗高温水基钻井液材料与处理剂15附录C（资料性）常用泡沫钻井液基本配

2、方161-刖三本文件按照GBT1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由中国石油化工集团有限公司提出。本文件由能源行业地热能专业标准化技术委员会归口。本文件起草单位：中国石油集团工程技术研究院有限公司、中国石化集团新星石油有限责任公司、中国石油勘探开发研窕院、北京市生态地质研究所、中国石化集团石油工程技术研究院有限公司、宝石花同方能源科技有限公司、山东省鲁南地质工程勘察院（山东省地质矿产勘查开发局第二地质大队）。本文件主要起草人：钱佃存、程荣超、李成嵩、赵丰年、张沁瑞、刘岩生、孙金声、闫家泓、屈沅治、冯杰、唐纯静、范春英、张洁、杨泽星、王茂功、张天怡、

3、郝惠军、黄宏军、李龙、孙明光、段正中、彭新明、谭现锋、王建华、杨海军、王立辉、张志磊、闫丽丽、杨洪、李爽、张蝶、杨峥。本文件为2023年首次发布。Il地热钻井液技术规范1范围本文件规定了地热钻井液的总体要求和类型、设计、工艺以及复杂情况预防和处理、热储层保护、环境保护等要求。本文件适用于地层温度不大于260C的地热井用钻井液，其他钻井工程用钻井液参照执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T11651个体防护装备选用规范GB

4、l3690化学品分类和危险性公式通则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DZ/T0260地热钻探技术规程NB/T10266地热井钻井工程设计规范NB/T10277浅层地热能钻探工程技术规范NB/T10705地热井用钻井液环保性评价规程SY/T5247钻井井下故障处理推荐方法SY/T5350钻井液用发泡剂评价程序SY/T6543欠平衡钻井技术规范SY/T6871石油天然气钻采设备钻井液固相控制设备安装、使用、维护和保养SY/T7298陆上石油天然气开采钻井废物处置污染控制技术要求SY/T7336钻井液现场工艺技术规程S

5、Y/T7377钻井液设计规范SY/T7467钻井液环保性能评价技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1黏土容量限claycapacitylimit在某一温度下，钻井液发生胶凝时所对应的最低黏土含量。3.2泡沫质量foamquality在一定的温度、压力下，泡沫中所含气体的体积分数。4总体要求4.1 地热钻井液应符合国家、行业等相关标准的健康安全环保的规定。4.2 地热钻井液应满足地热井钻探地质目的的要求。4.3 地热钻井液应满足地热井钻井工程安全施工、井身质量控制及施工效益的要求。4.4 地热钻井液施工前宜进行钻井液设计，设计书与实际情况不符时，宜及时变更设计书并报批。地热钻井液

6、施工按照设计书要求进行。4.5 宜优先选用钻井液新体系、新材料、新工艺。地热井所处区域环境保护要求严格，不宜选用油基钻井液体系。5地热钻井液类型5.1 地热井钻井液常用类型与适用条件见DZ/T0260。浅层地热井钻井液要求见NB/T10277。5.2 地热钻井液宜选择最大耐温能力不小于全井实际地层最高温度的水基钻井液体系。井底最高地层温度小于150C的中低温地热井宜选用常规水基钻井液体系；井底最高地层温度在150C260C范围内的高温地热钻井宜选用抗高温水基钻井液体系。5.3 易漏地层或干热岩地层段，在地层条件允许采用欠平衡钻井技术的情况下，宜选用耐温泡沫钻井液等低密度钻井液体系。根据密度要求

7、和施工条件要求选择可循环泡沫钻井液体系或一次性泡沫钻井液体系。6地热钻井液设计6.1 设计书内容地热钻井液设计书主要内容有：一一设计原则、设计依据、基本概况： 钻井液体系、性能参数、钻井液配方；一钻井液工艺（包括性能指标、钻井液用量、储备量、材料计划、成本估算、配制方法、维护与处理等）；复杂情况的预防与处理； 地热储层保护；一循环、固控、储备、冷却、环保处理等系统：性能检测仪器试剂； 地热钻井液环保等要求； 资料要求等。6.2 设计依据列出地热钻井液设计依据，设计依据有地热钻井地质设计、地热钻井工程设计、邻井的井史、相关的技术标准和法律法规、地热钻井液实验报告与技术文献等资料名称。6.3 基本

8、概况列出拟设计地热井的基础数据、地质概况、井身结构、邻井钻井液重点资料、技术重点与难点预测等基本情况。6.4 钻井液体系6.4.1 设计要求设计前对地层岩性、地层压力、地层温度、储层性质、完井方式、录井要求、测井要求、环保要求、井别、井型、井身结构以及邻井资料、相关技术标准、成熟钻井液新体系新技术和钻井液实验报告等因素与资料进行综合研究分析，设计时分井段设计各井段的钻井液体系。6. 4.2体系选择地热井稳定地层或浅层，宜选用清水、膨润土钻井液、无固相钻井液、低固相钻井液、泡沫钻井液等水基钻井液，也可以选择空气钻井等方式；松散、破碎地层，宜选择高黏切的聚合物钻井液；高压流体地层，宜选用加重钻井液

9、；易水化的泥页岩地层，应选用钾基钻井液、钙处理钻井液等抑制性的钻井液；易漏地层，宜选用泡沫钻井液等密度较低的钻井液或空气钻井方式；大段含盐、膏地层，宜选用过饱和、饱和或欠饱和的盐水钻井液；高温地层或干热岩地层，宜选用抗高温钻井液或泡沫钻井液；水热储层，宜选用无固相钻井液、低固相钻井液或低密度钻井液；蒸汽储层，宜选用泡沫钻井液或空气钻井方式筑6.5水基钻井液主要性能参数6.5.1密度地热钻井液密度遵照地热钻井地质设计书和地热钻井工程设计书中的相应内容要求进行设计。密度附加安全值应符合GB/T31033的规定。盐宫软泥岩等塑性地层，对上覆岩层力学平衡所需压力值和地层孔隙压力值以及破裂压力值或漏失压

10、力值等进行综合分析，在不压漏地层的情况下，密度附加安全值宜取上限。6.5.2流变性地热钻井快速钻进井段和定向井（包括水平井）的造斜段、水平段等井段的钻井液流变性要求应具有更好的悬浮携砂能力和井眼清洁能力。6.5.3滤失6.5.3.1高渗透性地层、易水化坍塌井段，钻井液低压滤失量（API滤失量）宜设计为不大于5m1.;渗透性低、水化膨胀率小、井壁稳定性好或采用强抑制性钻井液体系的非储层井段，可放宽API滤失量设计指标，宜设计为不大于IOm1.。6.5.3.2高温高压深井段（井底地层温度大于IO（TC时）应设计高温高压滤失量（HTHP灌失量）指标，并标明测定温度与压力。井壁不稳定和储层井段，HTH

11、P滤失量宜设计为不大于15m1.;井壁稳定性好、渗透性低或采用强抑制性钻井液体系的非储层井段，可放宽HTHP滤失量设计指标，HTHP滤失量宜设计为不大于30m1.。HTHP滤失量测定温度选择方法如表1所示。表1HTHP滤失量测量温度选择表序号地层温度VHTHP滤失量测量温度4C1101-1201202121150150表1HTHP滤失量测温度选择表（续）序号地层温度4CHTHP滤失量测量温度aC31511801804181-2002005200依据地层温度选择。6.5.4PH值水基钻井液PH值的设计应遵循以下要求：一一聚合物低固相钻井液PH值设计为不小于8.0;抗高温聚磺钻井液PH值设计为不小

12、于9.0;一一盐水钻井液PH值设计为不小于9.0;硅酸盐钻井液PH值设计为不小于11.0;一一含二氧化碳或硫化氢等酸性气体地层用水基钻井液，PH值设计为9.5I1.Oo6.6钻井液用6.6 .1列出每个井段的钻井液体积用量。根据地面循环系统有效体积、上部套管体积、裸眼段井筒体积和维护消耗量来计算该井段的钻井液总需求量。列出钻井液或加重钻井液（压井液）的储备量，储备量宜符合GB/T31033的规定。6.7 .2每个井段的钻井液体积用量设计如表2所示。表2钻井液用设计表项目用量Hl3备注地面循环系统中体枳，V,套管内体积，V裸眼井段内体积，Vo维护补充量，Vn维护补充量估算宜根据地层、井型、井眼尺

13、寸、钻井速度、钻井进度计划、固井水泥污染浆排放量、固控效率和转入量等因素确定本井段总需求量，VaV=V+Y+V+Vn6.6.3分段列出钻井液材料与处理剂计划量和应急材料与处理剂储备量，并算出全井各种钻井液材料与处理剂计划总量。6.6.4分段列出钻井液的每米成本、每方成本、每开成本等，并核算出全井钻井液材料和处理剂成本。6.7配制与维护6.7 .1描述各个主要处理剂的功能与使用方法。描述各个井段钻井液体系的配制方法、加料顺序、搅拌时间等配制工艺要点。描述不同体系之间转换工艺的技术要点与注意事项。6.8 .2列出各个井段钻井液的日常维护处理措施，性能检测要求。描述各个井段钻井液潜在污染因素（主要包

14、括钻屑、盐膏、地层水、油气、二氧化碳或硫化氢等污染）的预防与处理方法。描述使用特种钻井工艺的井或井段的针对性维护处理技术。6.7.3列出井壁失稳、遇阻遇卡、井漏、溢流、卡钻等复杂情况的预防与处理措施。6.7.4列出地热钻井液储层保护技术要求及技术措施。地热钻井液应与储层性质和完井方式相匹配，地热钻井液污染储层岩心后，渗透率恢复值指标要求大于80%。6.8文本与格式地热钻井液设计文本内容与格式要求详见NB/T10266与SY/T7377。7地热钻井液工艺7.1 常规水基钻井液7.1.1 施工准备常规水基钻井液的施工准备工作包括但不限于以下几个方面。地热钻井液的设计要求见第6章和NB/T10266

15、、SY/T7377的规定。一地热钻井液现场作业人员应具有相应岗位技能。现场作业人员劳动保护用品按照GB/T11651的规定配备一现场钻井液循环、净化与储备系统的配备安装调试要求见SY/T687U井场上根据需要配备钻井液冷却系统、自动加重系统、钻井液回收系统、钻井液废弃物处置系统等设施。一现场钻井液检测用仪器与试剂宜按照GB/T16783.1的测试要求配置。地热钻井液现场检测用仪器基本配置参见附录A。一准备足量钻井液材料和处理剂，每批钻井液材料和处理剂都应有对应的技术应用文件、安全使用文件和合格证书。现场钻井液材料管理要求见SY/T7336o对配制钻井液用水进行取样检测分析，以确定是否需要预处理。进行钻井液配方验证实验，使设计地热钻井液的实验性能满足该井地质条件下钻探的要求，7.1.2配制与维护常规水基钻井液的配制与维护处理按照DZ/T026