董正亮,劉加杰,王 鵬,黃東杰,曾 建
(四川鹽業(yè)地質(zhì)鉆井大隊,《井礦鹽鉆井技術規(guī)范》編制工作組,四川 自貢 643010)
近年來,隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和鉆井技術、測井技術的巨大進步,尤其是以石油天然氣行業(yè)為代表的地質(zhì)礦資源勘探開發(fā)技術的迅猛發(fā)展,使得井礦鹽鉆采工藝技術和裝備水平顯著提升,井礦鹽產(chǎn)量呈大幅度增長趨勢。與之相應的井礦鹽鉆井技術標準卻一直沿用四川鹽業(yè)地質(zhì)鉆井大隊1987編制的《井礦鹽鉆井技術規(guī)范(QBJ 203-87)》,該標準在一定的歷史時期內(nèi)是指導鹽類礦床鉆井水溶開采的重要指南,亦被后繼其它地質(zhì)和礦產(chǎn)領域的標準作為規(guī)范性引用文件。然而,繼續(xù)用其指導井礦鹽鉆井生產(chǎn)卻存在很大局限性:其一,“87 規(guī)范”所述部分技術內(nèi)容業(yè)已被行業(yè)淘汰,不再適用;其二,一些新型成熟技術和觀點沒有納入規(guī)范中;其三,標準的規(guī)范性要素不完備,缺少前言、規(guī)范性引用文件、術語和定義等內(nèi)容。因此,編制一部反映時代技術現(xiàn)狀的井礦鹽鉆井技術標準迫在眉睫。現(xiàn)將標準編制的相關問題進行探討,以促進標準的制訂。
我國鹽類礦產(chǎn)資源極為豐富,其開發(fā)應用歷史悠久。鹵水的鉆井法開采最早追溯到戰(zhàn)國時期,比國外最早開采鹵水的俄羅斯要早1 000多年;鹽類礦床的鉆井水溶開采始于清光緒年間(約公元1892年),基本上與歐美國家同步。鴉片戰(zhàn)爭后由于歷史原因,這項開采技術逐漸落伍,直至新中國成立,才獲以飛速發(fā)展[1]。
20世紀60年代,鹽類礦床的開發(fā)利用和鉆井水溶開采的應用越來越受到人們的重視。其時,作為國內(nèi)唯一的井礦鹽鉆探專業(yè)地質(zhì)勘查單位——四川鹽業(yè)地質(zhì)鉆井大隊的老一輩工程技術人員以非凡的戰(zhàn)略眼光和行業(yè)擔當編纂了《井礦鹽鉆井技術規(guī)范(QBJ203-87)》,簡稱“87 規(guī)范”。該規(guī)范標準在相當?shù)臍v史時期內(nèi)是指導鹽類礦床鉆井水溶開采的重要指南,亦被后繼其它地質(zhì)和礦產(chǎn)領域的標準作為規(guī)范性引用文件。
一直以來,井礦鹽(含鹵水)、海鹽和湖鹽是我國主要的原鹽種類。海鹽曾一度是最主要的原鹽品種。進入21世紀,以定向鉆井技術和測井技術為代表的現(xiàn)代鉆井行業(yè)的迅猛發(fā)展,使井礦鹽鉆井工藝技術裝備水平顯著提升,生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大,產(chǎn)量呈大幅度增長趨勢,如圖1所示[2]。與此同時,受城市化進程、房地產(chǎn)開發(fā)和環(huán)境保護等因素的影響,海鹽鹽田的面積被大幅度壓縮,海鹽產(chǎn)量出現(xiàn)逐年萎縮的趨勢[3]。湖鹽則因為分布較為集中,產(chǎn)量變化不大。2010年井礦鹽產(chǎn)量突破4 000 萬t,并首次超過海鹽,成為第一原鹽種類。此后,一直形成了井礦鹽為主導,傳統(tǒng)的海鹽、湖鹽為補充的原鹽產(chǎn)品格局。2017年,井礦鹽產(chǎn)量為5 083萬t,占原鹽總產(chǎn)量56.6%[4],已超過原鹽的“半壁江山”(圖2)。
圖1 2009~2017原鹽各種類產(chǎn)量占比Fig.1 The percentage for different kinds of the crude salt output from 2009 to 2017
近年來,隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和鉆井技術、測井技術的巨大進步,尤其是以石油天然氣行業(yè)為代表的地質(zhì)礦資源勘探開發(fā)技術的迅猛發(fā)展,使得井礦鹽鉆采工藝技術和裝備水平顯著提升。此前,行業(yè)常用的小型水源鉆機逐漸被更先進的石油鉆機取代,與之相匹配的定向、固控和井控等裝備和技術被廣泛應用于井礦鹽鉆井施工;地質(zhì)建模與導向技術、優(yōu)化鉆井技術和多分支水平井技術等一批前沿技術的應用,產(chǎn)生了具有井礦鹽特色的老礦區(qū)三維繞障技術、水平井對接技術和基于薄互層鹽類礦床的多分支井鉆井水溶開采技術等技術成果,為保障鉆井施工、有效開采井礦鹽資源奠定了技術基礎。
順應社會經(jīng)濟發(fā)展趨勢,貫徹落實黨中央、國務院關于全面深化改革、優(yōu)化礦產(chǎn)資源配置的精神,立足于反映近30 a鹽類礦床鉆井水溶開采領域的成熟理論和技術方法,吸收鉆井水溶開采的科學研究成果,理順現(xiàn)有井礦鹽鉆井技術、突出行業(yè)特色,修改調(diào)整與當前技術水平不相適應的內(nèi)容,適當增加和引入專家學者比較認可的觀點,切實滿足井礦鹽鉆井行業(yè)需要。
通過開展井礦鹽鉆井技術的研究,根據(jù)當前和今后我國經(jīng)濟社會發(fā)展和科學技術進步水平,結(jié)合井礦鹽鉆井技術現(xiàn)狀,編制規(guī)范性要素和技術內(nèi)容全面、系統(tǒng)和完整,具有先進性、科學性和實用性的井礦鹽鉆井技術規(guī)范標準。
(1) 繼承性與發(fā)展性相結(jié)合。該標準在橫向上繼承和發(fā)揚了地質(zhì)礦產(chǎn)(石油天然氣、地熱等)相關標準的優(yōu)秀成果,縱向上既對原“87規(guī)范”的內(nèi)容進行繼承和發(fā)展,又采用了在井礦鹽鉆井實踐中形成普遍認同的說法。同時,在該標準的制定過程中,充分考慮了井礦鹽鉆井技術發(fā)展現(xiàn)狀,進一步規(guī)范各工藝程序步驟和技術要求。
(2) 系統(tǒng)性與實用性相結(jié)合。該標準在宏觀上把握井礦鹽鉆井技術的總體脈絡,從鉆前準備開始,到鉆井資料整理和交接,涵蓋鉆井施工工藝、固井、鉆井液、地質(zhì)錄井、測井、完井等各環(huán)節(jié),并對工程質(zhì)量、職業(yè)健康和安全環(huán)保等內(nèi)容進行專門論述和規(guī)范性說明,整體篇幅就是對井礦鹽鉆井領域的系統(tǒng)性說明和規(guī)范;微觀上,每一章節(jié)按照邏輯順序和實用性的原則進行系統(tǒng)說明。而無論是宏觀還是微觀描述,都緊密貼合當前井礦鹽鉆井發(fā)展的實際情況,盡量避免繁冗雜亂、增強實用性。
(3) 開放性與前瞻性相結(jié)合。于整個工業(yè)長河而言,井礦鹽鉆井領域或僅僅是一朵浪花,專業(yè)領域相對較窄。在標準的制訂過程中,以《標準化工作導則》為立足點,不局限于井礦鹽鉆井領域,以開放的眼光借鑒和吸收其他行業(yè)的國家標準、行業(yè)標準,甚至是團體標準、地方標準和企業(yè)標準等規(guī)范性文件的優(yōu)秀成果。該標準在考慮到當前技術水平的同時,對未來行業(yè)發(fā)展趨勢和要求亦有所預見,適當引入前瞻性內(nèi)容,如合理利用資源和環(huán)境保護的“綠色礦山”發(fā)展理念。
該標準規(guī)定了井礦鹽鉆井鉆前準備、鉆井工藝、定向、鉆井液、固井、錄井、完井、職業(yè)健康和安全環(huán)保等技術工作要求,可作為井礦鹽鉆井水溶開采的鉆井設計、施工、管理等各項工作的依據(jù)。
該標準適用于鹽巖礦床和天然鹵水資源的鉆井工程,天然堿、鉀鹽和芒硝等可溶性礦產(chǎn)也可參考執(zhí)行。
根據(jù)GB/T 1.1—2009《標準化工作導則 第1部分:標準的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》等標準編寫的規(guī)范性文件,增加了前言、規(guī)范性引用文件、術語和定義等內(nèi)容;根據(jù)井礦鉆井技術發(fā)展和鉆井施工要求增加了地質(zhì)錄井、測井、工程質(zhì)量和職業(yè)健康、安全與環(huán)保四個章節(jié),并對原有鉆前準備、鉆井工藝、鉆井液、復雜事故、固井、完井和附錄等七個部分的內(nèi)容作出較大幅度修改、整合。整體上,除前言和附錄外,共有十四個章節(jié)的內(nèi)容。
該標準規(guī)定了井礦鹽鉆井常用的術語和定義,規(guī)定了鉆前準備、鉆井工藝、鉆井液、井下復雜情況與事故的預防與處理、固井、地質(zhì)錄井、測井、完井、工程質(zhì)量、職業(yè)健康和安全環(huán)保、資料收集與完井交接等十一個方面的內(nèi)容,并在附錄中附以常用計算公式、鉆具和套管規(guī)范等資料性附錄。
該標準符合國家有關法律、法規(guī)和強制標準的要求。
該標準充分考慮與現(xiàn)行井礦鹽鉆井標準《井礦鹽鉆井技術規(guī)范(QBJ 203-87)》的配套銜接,并結(jié)合大量相關現(xiàn)行標準、文獻和行業(yè)工程實際水平,確保本標準的先進性和實用性。
通過系統(tǒng)查閱相關文獻,全面調(diào)查和分析當前井礦鹽鉆井技術水平和具體工作內(nèi)容,并對比其他礦產(chǎn)資源的鉆探水平,在借鑒其技術管理經(jīng)驗的同時,反映出井礦鹽鉆井行業(yè)特色。
通過對全國各區(qū)域井礦鹽鉆井原始資料的調(diào)研,進一步科學、系統(tǒng)、全面地了解行業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀。
通過召開內(nèi)部工程技術人員、邀請業(yè)內(nèi)專家或外出走訪調(diào)研等多種形式開展標準制訂的專題研討,對標準中的關鍵性條款進行認真研究,反復論證,逐一落實。
陸續(xù)走訪了湖北沙隆達股份有限公司、四川和邦鹽礦有限公司、樂山市福川鹽業(yè)有限責任公司和重慶市云陽鹽化有限責任公司等建設單位,中國煤炭地質(zhì)總局第四水文地質(zhì)隊、湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局417 隊等施工單位,成都理工大學、西南石油大學和重慶科技學院等大專院校。他們分別在行業(yè)中扮演不同但卻很重要的角色,以不同的視角審視標準,以彰顯標準行業(yè)參與的特性。
該標準的制訂,意味著指導行業(yè)生產(chǎn)三十余年的《井礦鹽鉆井技術規(guī)范(QBJ 203-87)》即將退出歷史舞臺,具有里程碑式的意義。
該標準的推廣應用,有助于更好地規(guī)范和指導井礦鹽鉆井行業(yè),讓古老的行業(yè)煥發(fā)新的活力。