《井矿盐钻井技术规范》标准编制的思考

2019-04-19 08:32董正亮刘加杰黄东杰
盐科学与化工 2019年4期
关键词:水溶规范性钻井

董正亮,刘加杰,王 鹏,黄东杰,曾 建

(四川盐业地质钻井大队,《井矿盐钻井技术规范》编制工作组,四川 自贡 643010)

近年来,随着国民经济的发展和钻井技术、测井技术的巨大进步,尤其是以石油天然气行业为代表的地质矿资源勘探开发技术的迅猛发展,使得井矿盐钻采工艺技术和装备水平显著提升,井矿盐产量呈大幅度增长趋势。与之相应的井矿盐钻井技术标准却一直沿用四川盐业地质钻井大队1987编制的《井矿盐钻井技术规范(QBJ 203-87)》,该标准在一定的历史时期内是指导盐类矿床钻井水溶开采的重要指南,亦被后继其它地质和矿产领域的标准作为规范性引用文件。然而,继续用其指导井矿盐钻井生产却存在很大局限性:其一,“87 规范”所述部分技术内容业已被行业淘汰,不再适用;其二,一些新型成熟技术和观点没有纳入规范中;其三,标准的规范性要素不完备,缺少前言、规范性引用文件、术语和定义等内容。因此,编制一部反映时代技术现状的井矿盐钻井技术标准迫在眉睫。现将标准编制的相关问题进行探讨,以促进标准的制订。

1 历史背景

1.1 历史沿革

我国盐类矿产资源极为丰富,其开发应用历史悠久。卤水的钻井法开采最早追溯到战国时期,比国外最早开采卤水的俄罗斯要早1 000多年;盐类矿床的钻井水溶开采始于清光绪年间(约公元1892年),基本上与欧美国家同步。鸦片战争后由于历史原因,这项开采技术逐渐落伍,直至新中国成立,才获以飞速发展[1]。

20世纪60年代,盐类矿床的开发利用和钻井水溶开采的应用越来越受到人们的重视。其时,作为国内唯一的井矿盐钻探专业地质勘查单位——四川盐业地质钻井大队的老一辈工程技术人员以非凡的战略眼光和行业担当编纂了《井矿盐钻井技术规范(QBJ203-87)》,简称“87 规范”。该规范标准在相当的历史时期内是指导盐类矿床钻井水溶开采的重要指南,亦被后继其它地质和矿产领域的标准作为规范性引用文件。

1.2 行业发展

一直以来,井矿盐(含卤水)、海盐和湖盐是我国主要的原盐种类。海盐曾一度是最主要的原盐品种。进入21世纪,以定向钻井技术和测井技术为代表的现代钻井行业的迅猛发展,使井矿盐钻井工艺技术装备水平显著提升,生产规模不断扩大,产量呈大幅度增长趋势,如图1所示[2]。与此同时,受城市化进程、房地产开发和环境保护等因素的影响,海盐盐田的面积被大幅度压缩,海盐产量出现逐年萎缩的趋势[3]。湖盐则因为分布较为集中,产量变化不大。2010年井矿盐产量突破4 000 万t,并首次超过海盐,成为第一原盐种类。此后,一直形成了井矿盐为主导,传统的海盐、湖盐为补充的原盐产品格局。2017年,井矿盐产量为5 083万t,占原盐总产量56.6%[4],已超过原盐的“半壁江山”(图2)。

图1 2009~2017原盐各种类产量占比Fig.1 The percentage for different kinds of the crude salt output from 2009 to 2017

1.3 技术进步

近年来,随着国民经济的发展和钻井技术、测井技术的巨大进步,尤其是以石油天然气行业为代表的地质矿资源勘探开发技术的迅猛发展,使得井矿盐钻采工艺技术和装备水平显著提升。此前,行业常用的小型水源钻机逐渐被更先进的石油钻机取代,与之相匹配的定向、固控和井控等装备和技术被广泛应用于井矿盐钻井施工;地质建模与导向技术、优化钻井技术和多分支水平井技术等一批前沿技术的应用,产生了具有井矿盐特色的老矿区三维绕障技术、水平井对接技术和基于薄互层盐类矿床的多分支井钻井水溶开采技术等技术成果,为保障钻井施工、有效开采井矿盐资源奠定了技术基础。

2 基本定位

2.1 指导思想

顺应社会经济发展趋势,贯彻落实党中央、国务院关于全面深化改革、优化矿产资源配置的精神,立足于反映近30 a盐类矿床钻井水溶开采领域的成熟理论和技术方法,吸收钻井水溶开采的科学研究成果,理顺现有井矿盐钻井技术、突出行业特色,修改调整与当前技术水平不相适应的内容,适当增加和引入专家学者比较认可的观点,切实满足井矿盐钻井行业需要。

2.2 目标任务

通过开展井矿盐钻井技术的研究,根据当前和今后我国经济社会发展和科学技术进步水平,结合井矿盐钻井技术现状,编制规范性要素和技术内容全面、系统和完整,具有先进性、科学性和实用性的井矿盐钻井技术规范标准。

2.3 基本原则

(1) 继承性与发展性相结合。该标准在横向上继承和发扬了地质矿产(石油天然气、地热等)相关标准的优秀成果,纵向上既对原“87规范”的内容进行继承和发展,又采用了在井矿盐钻井实践中形成普遍认同的说法。同时,在该标准的制定过程中,充分考虑了井矿盐钻井技术发展现状,进一步规范各工艺程序步骤和技术要求。

(2) 系统性与实用性相结合。该标准在宏观上把握井矿盐钻井技术的总体脉络,从钻前准备开始,到钻井资料整理和交接,涵盖钻井施工工艺、固井、钻井液、地质录井、测井、完井等各环节,并对工程质量、职业健康和安全环保等内容进行专门论述和规范性说明,整体篇幅就是对井矿盐钻井领域的系统性说明和规范;微观上,每一章节按照逻辑顺序和实用性的原则进行系统说明。而无论是宏观还是微观描述,都紧密贴合当前井矿盐钻井发展的实际情况,尽量避免繁冗杂乱、增强实用性。

(3) 开放性与前瞻性相结合。于整个工业长河而言,井矿盐钻井领域或仅仅是一朵浪花,专业领域相对较窄。在标准的制订过程中,以《标准化工作导则》为立足点,不局限于井矿盐钻井领域,以开放的眼光借鉴和吸收其他行业的国家标准、行业标准,甚至是团体标准、地方标准和企业标准等规范性文件的优秀成果。该标准在考虑到当前技术水平的同时,对未来行业发展趋势和要求亦有所预见,适当引入前瞻性内容,如合理利用资源和环境保护的“绿色矿山”发展理念。

3 基本框架

3.1 适用范围

该标准规定了井矿盐钻井钻前准备、钻井工艺、定向、钻井液、固井、录井、完井、职业健康和安全环保等技术工作要求,可作为井矿盐钻井水溶开采的钻井设计、施工、管理等各项工作的依据。

该标准适用于盐岩矿床和天然卤水资源的钻井工程,天然碱、钾盐和芒硝等可溶性矿产也可参考执行。

3.2 基本结构

根据GB/T 1.1—2009《标准化工作导则 第1部分:标准的结构和编写规则》等标准编写的规范性文件,增加了前言、规范性引用文件、术语和定义等内容;根据井矿钻井技术发展和钻井施工要求增加了地质录井、测井、工程质量和职业健康、安全与环保四个章节,并对原有钻前准备、钻井工艺、钻井液、复杂事故、固井、完井和附录等七个部分的内容作出较大幅度修改、整合。整体上,除前言和附录外,共有十四个章节的内容。

3.3 主要内容

该标准规定了井矿盐钻井常用的术语和定义,规定了钻前准备、钻井工艺、钻井液、井下复杂情况与事故的预防与处理、固井、地质录井、测井、完井、工程质量、职业健康和安全环保、资料收集与完井交接等十一个方面的内容,并在附录中附以常用计算公式、钻具和套管规范等资料性附录。

3.4 与其他标准关系

该标准符合国家有关法律、法规和强制标准的要求。

该标准充分考虑与现行井矿盐钻井标准《井矿盐钻井技术规范(QBJ 203-87)》的配套衔接,并结合大量相关现行标准、文献和行业工程实际水平,确保本标准的先进性和实用性。

4 编制方法

4.1 文献查阅

通过系统查阅相关文献,全面调查和分析当前井矿盐钻井技术水平和具体工作内容,并对比其他矿产资源的钻探水平,在借鉴其技术管理经验的同时,反映出井矿盐钻井行业特色。

4.2 生产调研

通过对全国各区域井矿盐钻井原始资料的调研,进一步科学、系统、全面地了解行业生产现状。

4.3 专题研讨

通过召开内部工程技术人员、邀请业内专家或外出走访调研等多种形式开展标准制订的专题研讨,对标准中的关键性条款进行认真研究,反复论证,逐一落实。

4.4 行业参与

陆续走访了湖北沙隆达股份有限公司、四川和邦盐矿有限公司、乐山市福川盐业有限责任公司和重庆市云阳盐化有限责任公司等建设单位,中国煤炭地质总局第四水文地质队、湖南省地质矿产勘查开发局417 队等施工单位,成都理工大学、西南石油大学和重庆科技学院等大专院校。他们分别在行业中扮演不同但却很重要的角色,以不同的视角审视标准,以彰显标准行业参与的特性。

5 结语

该标准的制订,意味着指导行业生产三十余年的《井矿盐钻井技术规范(QBJ 203-87)》即将退出历史舞台,具有里程碑式的意义。

该标准的推广应用,有助于更好地规范和指导井矿盐钻井行业,让古老的行业焕发新的活力。

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