欠平衡钻井的技术发展

欠平衡钻井的技术发展（共5篇）

篇1：欠平衡钻井的技术发展

欠平衡钻井技术及应用

摘 要：欠平衡钻井是国际上90年代初再次兴起的提高勘探开发效益的钻井新技术。近几年我国来在油、气田勘探开发方面已进行了大量技术研究和现场试验，并取得了显著的成果。欠平衡钻井的相关理论和技术研究已经成为钻井工作者的一个研究热点。

第1章

欠平衡钻井相关理论

1.1 油气藏筛选理论

1.1.1 适合欠平衡钻井的油气藏

1、具有潜在井漏或钻井液侵害的油气藏

这些油气藏包括晶间渗透率大于1μm2的地层；具有大的宏观开放型裂缝的地层；具有大量连通孔洞的非均质碳酸盐地层；可以导致过平衡压力大于6.9MPa的压力枯竭地层。过平衡钻井最坏的情况是高渗透性特点与严重的压力枯竭相结合。对于上面提到的这些油气藏来说，由于很难设计有效的过平衡钻井液体系，所以它们是欠平衡钻井的最佳选择对象。特别是在裂缝性或非均质碳酸盐油气藏，很难形成防止钻井液滤液和固相侵害地层的均质稳定滤饼，并且发生抽汲后，地层内的流体仍旧会不受约束的流入井眼。在这种情况下形成的滤饼，经常引起压差卡钻，最终导致毁灭性卡钻事故。在具有宏观渗透性特点的水平井中，由于重力引起的排泄，可能会发生井漏。

2、具有岩石-流体敏感性的地层

相当大的地层损害可能是由于不相溶水基滤液与地层粘土或其它活性材料的有害反应引起的。许多地层含有水活性粘土，如蒙脱石或混层活性粘土。这些粘土与非抑止性水基钻井液接触会发生膨胀，并严重影响采收率，而且在某些情况下，会影响近井眼区域固结。有些地层可能还含有悬浮粘土和细颗粒或可运移材料，如高岭石粘土，碎岩屑，焦沥青和无水石膏。这些问题中的许多情况可以通过欠平衡钻井技术或合理的采用油基或抑制性水基钻井液的过平衡钻井技术来解决。

3、具有液-液敏感性的地层

欠平衡钻井可以防止不相溶的钻井液滤液侵入地层，从而消除侵入滤液与地层盐水或原油发生有害反应。其中的一种有害反应是高粘水包油乳化剂钻井液被圈闭在近井眼区域。另外的有害反应包括：由于油基钻井液侵入油气藏原油引起脱沥，从而导致渗透率的降低；由于不相溶的水基钻井液滤液和地层盐水混合而导致地层胶合和固体物沉淀。正确的地质化学试验和相溶性试验可以消除大多数常规过平衡钻井过程中遇到的这种问题。然而，在特殊情况下，应首先采用欠平衡钻井来避免将具有潜在有害反应的材料引入地层。

4、具有潜在自吸能力的地层 由于有害的相对渗透率效应，近井眼区域的水或烃形成永久性圈闭，从而导致地层产量的降低。如果使用了错误的钻井液基液，欠平衡钻井会由于自然的对流自吸效应而使这一问题更加恶化。然而，合理设计的欠平衡钻井工艺可以成为一种减轻与钻井液保留和圈闭效应相关的潜在问题的有效途径。利用一种非湿性流体作为欠平衡钻井作业的基液，如果欠平衡钻井条件得以维持，那么就可以防止自吸和降低相圈闭的可能性。从而可以防止钻井液基液进入地层而直接产生驱替和圈闭。

5、油藏性质高度易变的地层

在油气藏渗透率、孔隙度或孔隙喉道尺寸的分布上呈现出很大差别的高度层状地层或大量沙岩或碳酸盐地层代表了设计有效过平衡钻井液体系的主要挑战。在这些情况下，为了获得预期的主要产量，通常设计的过平衡体系用来保护质量较好的那部分基岩。而这有可能对其它部分的潜在高产油气层造成严重损害。在其中的某些情况下，利用欠平衡钻井工艺可以从目标层段获得更加均匀的开采。

6、具有活跃的地下水并且对水锥进敏感的地层

在这样的地层如果采用过平衡钻井，那么钻井液会侵入地层，引起水锥进效应，并且在完井后的试油作业过程很容易向水层打开通道，给今后的开采带来麻烦。而欠平衡钻井，由于井底压力低于地层孔隙压力并且不需要试油作业，所以可以降低或避免以上问题的发生。

7、低钻速地层

对于某些硬地层来说，利用欠平衡钻井和利用过平衡钻井相比，机械钻速可以提高10倍，从而减少了钻井时间和相关费用。在有限的几种情况下，欠平衡钻井的主要目的是提高机械钻速而不是避免地层损害。2.1.2 不适合欠平衡钻井的地层

1、高压和高渗透率相结合地层

从地层损害观点看，虽然埋藏较深的高压，高渗透率地层代表了欠平衡钻井最具可能性的地层之一，但是在地面可能出现安全和井控问题。井底压力高于21.7MPa，特别是在气层中，更适合常规的旋转钻井设备和旋转控制头。在这种情况下，由于地面额定压力非常大，所以采用连续柔管钻井可能更合适。相反，如果需要的地面注入压力较高，那么蓄积在地面连续管柱中的大量压力流体也会带来不安全因素。

2、受压力约束的地层

通常,具有不同压力的多个产层的油气藏或在给定的目的层中存在明显的压力变化的油气藏，是不适合采用欠平衡钻井的。

3、常规地层

大多数地层可以从完美的欠平衡钻井设计和执行中受益，但欠平衡钻井比常规的过平衡钻井昂贵得多，并且存在一定的风险和问题。对常规地层来说，如渗透率低于0.5μm2的均匀晶间地层以及具有较低的岩石（流体和流体）流体敏感性的地层，设计合理的过平衡作业与价格昂贵、风险较大的欠平衡作业相比，可以产生相当的或更好的效果。2.1.3 油气藏筛选程序

对于直井或水平井的欠平衡钻井来说，筛选合理的油气藏是非常必要的。通过研究油气藏的构造图以及收集和分析相关的数据，可以描述出油气藏为均质油气藏还是非均质油气藏。需要提供和研究的油气藏数据参数包括油气比原油的API密度、平均孔隙度、平均渗透率、地层体积指数、压力、温度和含水量。另外，油气藏的构造资料、注水、注气以及原油粘度都在“区分油气藏特征”方面起着一定的作用。在油气藏筛选问题上，应该由一个有钻井工程师、油藏工程师、地质学家、地球物理学家、岩石物理学家、采油工程师、欠平衡钻井专家、安全专家、经济师等组成的多学科工作组来完成。多学科工作组在进行这项工作时，必须仔细考虑一个用于单个油气藏筛选的详细筛选程序。这个筛选程序为[8]：

1、用简单的欠平衡钻井技术能否完成这口井；

2、以我们现有的数据能否证明欠平衡钻井技术在此油气层中优于过平衡钻井技术；

3、用欠平衡钻井技术潜在的风险和事故；

4、该地层能否承受住压力降低而不坍塌；

5、欠平衡钻井技术与长期的油气层优选相比较费用是否划算；

6、多学科工作组是否对油气藏已经做了足够的研究工作；

7、初始油井设计是否能满足油气藏开发标准；

8、现有的井控设备能否满足预期的油气层条件。

第2章

欠平衡钻井关键技术

2.1 欠平衡钻井液技术

欠平衡钻井液技术是能否实现欠平衡钻井的关键技术，是实施欠平衡钻井的主要内容。采用流钻时不需要向钻井液中加入时密度降低的外加剂，也不需要由此而必备的的辅助设备和外围辅助设备，因而钻井成本较低。采用人工诱导方式产生欠平衡条件，有两种实现方法。第一种是直接用低密度的空气、雾化、泡沫等钻井液；另一种是往钻井液基液中注入一种或多种不凝气，以降低钻井液密度，实现欠平衡钻井的目的。采用这种方式，需要在在钻井液中加入减轻剂和使用减轻剂制备与充入设备，以及对返出钻井液进行处理的外围设备，钻井成本较高。2.1.1 选择欠平衡钻井液体系应考虑的问题

选择欠平衡钻井液十分重要，选择钻井液时要根据所钻欠平衡井的类型、井身结构、储层物性、孔隙压力等来综合考虑选择合适的欠平衡钻井液。还要考虑钻井液基液本身的物理性质，比如粘度效应低、无腐蚀性、毒性低等。

1、钻井液可实现的最低密度

于开发特定的储层，其孔隙压力基本是已知的，所以实现欠平衡过程中欠压值确定的情况下，所需要的钻井液密度就确定了。而对于探井实施欠平衡，由于目前还没有一种能准确预测 地层孔隙压力的方法，给出的地层孔隙压力只是个参考值，而欠平衡钻井的核心就是钻井液的液柱压力要低于地层孔隙压力，这就要求选择的欠平衡钻井液体系的密度在一定范围内可调，特别是可实现的最低密度要比给出的地层孔隙压力系数要低，已知实际地层压力系数低于预测的地层压力系数时，可以降低钻井液的密度，实现欠平衡。

2、钻井液稳定井壁的能力

实施欠平衡钻井的前提是井壁要稳定，开发井储层比较明确，技术套管可以下到储层的顶部，而探井储层不明确，而且可能勘探的还是多个层，加之地层的孔隙压力不是很准确，在实际实施过程中，能否真正实现欠平衡还不是很清楚。除非在确切知道所实施的欠平衡井段十分稳定的前提下，可以不考虑井壁的问题，否则，在含有大段泥岩地层实施欠平衡钻井，就要考虑欠平衡过程中的井壁稳定问题。

欠平衡井壁稳定的问题，实际上就是在确定了的负压差条件下，实现欠平衡时钻井液的液柱压力是否高于欠平衡段地层的坍塌压力，如果实现欠平衡时钻井液的液柱压力是高于欠平衡地层的坍塌压力，那么井壁就是稳定的；否则，井壁就要失稳，换句话说，这个层段就不合适实施欠平衡钻井。在液柱压力高于地层的坍塌压力条件下，就实现了井壁的力学稳定，而在欠平衡实施过程中，特别是在低渗透水润湿储层（气层）实施欠平衡钻井时，水基钻井液会因对流自吸作用而滤失到近井眼，也可能引起井壁的不稳定问题发生。所以在选择欠平衡钻井液时也要考虑化学稳定井壁的问题。

3、欠平衡钻井液的携屑能力

安全钻井的前提就是钻井液要把钻头所破碎的钻屑有效的携带出来，欠平衡钻井也是一样，而且欠平衡钻井的机械钻速相对较快，欠平衡钻井液的携带问题显的更为重要。有的地层很稳定，使用清水可以实施欠平衡，而且可以采用提高排量来满足携屑能力，又会产生钻井液冲刷井壁，引起井径扩大。所以这就要欠平衡钻井液要有较好的流变性，即要有较好的携屑能力，满足欠平衡钻井安全施工的需要。

4、欠平衡液与地层产出物的相容性

[22]

在欠平衡钻井作业中，如果确实达到欠平衡钻井条件，地层中的油、气、水等单一或其混合物将从地层流入井眼并与循环的钻井液接触。这样，就会对欠平衡钻井液产生稀释降粘或增粘等作用，所以在选择欠平衡钻井液的时候要充分考虑欠平衡钻井液与地层产出物的相容性问题。

而在有的井实施欠平衡作业时，使用的是乳化钻井液，特别是在实施油层欠平衡钻井作业时，如果没有选择好合适的乳化剂，储层的原油侵入井眼后会产生高黏度的稳定的乳化物，导致钻屑分散性差，钻屑积聚和卡钻。在选择表面活性剂时还应十分谨慎，防止当钻井液漏失到地层中引起地层润湿性发生变化。

另一个要防止的问题是钻井液滤液与地层水相互作用产生结垢和沉淀物，也就是钻井液与地层水不配伍的问题。如果是充气钻井，在注入气中含有CO2，CO2溶解在产出或循环液的油中，在高的井底压力下会产生沥青。

5、防腐问题

如果使用充气，盐水钻井液等来实施欠平衡作业，就存在腐蚀的可能性，若地层中产出的气体中含有H2S，腐蚀问题会更加严重，容易产生氢脆问题。这就需要对欠平衡钻井液进行评价，采取加入除氧剂、除H2S剂等，还要仔细分析评价游离气、溶解气和地层水等。

6、对流自吸作用

如果欠平衡钻井作业在低渗透水润湿的储层中进行，毛细管压力作用可能导致地层损害，即便是在连续的欠平衡条件下，因水基钻井液的对流自吸作用而使钻井液滤失到近井眼带。这一问题可通过在钻井过程中全面脱除液体介质或选择非润湿液作为基液来解决，如选择柴油，稳定的凝析油和植物油等。选择非润湿性流体作为基液，是减轻对流自吸作用把侵入损害降低到最低程度的唯一方法。

7、对测井和录井的影响

选择欠平衡钻井液时还要考虑钻井液对测井和录井是否有影响，在可能的情况下，选择的钻井液应对测井和录井无影响或影响达到最小。

8、钻井液的经济性和安全性

在考虑了以上选择欠平衡钻井液的因素外，还要充分考虑钻井液的成本及使用过程中的安全性问题。

2.2 欠平衡钻井井底压力控制技术

井底压力控制时欠平衡钻井成功的关键，如果井底压力控制不当，会造成过压钻井，导致油气层污染，从而降低油气产能，甚至引起井漏等井下复杂事故，影响整体勘探开发的效果。井底压力影响因素分析: 可能造成井底压力波动的因素有：①地层参数和井筒几何尺寸；②钻井液参数和注入气体类型；③泵排量和气体注入速度；④随钻气液产量；⑤地面控制程序（主要是节流阀开度）；⑥注气方式；⑦起下钻、接单根和修理设备等操作。

1、地层参数和井筒的几何尺寸

地层压力是欠平衡钻井过程中首先要搞清楚的最基本压力，一切欠平衡的压力计算建立在这个压力基础之上。其他地层参数，如坍塌压力、破碎压力、岩性、产层等参数是设计井底负压值和井口回压的重要依据。井筒的深度、井径和井身结构是计算环空静液柱压力、环空循环压力损耗的稳定参数。

2、钻井液参数和注入气体类型、方式

由于地面上对返出钻井液中的油气进行了充分的分离，因此钻井液性能对压力波动的影响很小，除非人为地对钻井液性能进行调整。注入气的类型影响，主要是指所注入气的性能参数，它影响了井底压力的计算，如果注入气溶于钻井液，会影响钻井液的性能。同样，注入方式不同，所产生的效果不同，主要反映在钻井液柱压力的大小上。

3、泵排量和气体注入速度 泵排量是主要影响因素，它的变化反映在泵压、套压得变化上。影响着Pm、Pf、Pacc、Pt的变化。在欠平衡钻井中，气体在井眼内占据的体积和相应的流动循环摩阻对井底压力的大小影响很大。前者使井底压力下降，后者使井底压力增加，二者相互影响、制约，又会影响地层流体进入井眼气体的流量，这说明在给定的欠平衡钻井条件下，环空气量降低井底压力存在一个极限值——最佳注气量。①钻井液排量一定时，井底压力随着环空气量的增加而下降，但有一个极限值②一般而言，排量越小，井底压力的下降幅度越大。③环空气量一定时，井越浅，井底压力降低幅度越大，说明浅气井的井控问题突出。

4、随钻气液产量

这是一个很难精确控制的因素，但却对井底压力有重要的影响，上文说到它是设计井底负压值和最大井口回压的主要依据，同时也是在钻进过程中调节井底负压值的参考依据之一。在钻进过程中可以调整，最简单的办法是根据地面产量的测量数据，考虑影响因素，根据产层渗流方程进行回归分析。

5、起下钻、接单根和修理设备等操作

在起下钻、接单根和修理设备操作时，循环被终止，此时，在不同欠平衡工况条件下，由于没有摩擦压力损失，井底压力都会发生不同程度的变化。

（1）接单根

接单根时，井底压力下降，井底负压值增大，产油气量增加，其产出量取决于井眼类型、产出率等因素。在较长裸眼段的水平井内，过多的产液量引起钻井液分离，从而在较低部位引起静液压力变化，可能导致过平衡状态或负压增加。重新循环时，摩擦压力作用于井底，因液流加速度而增加，可能会导致压力激增。特别是钻杆注气，井底压力波动较大。采用环空注气在接单根时，如果环空关闭，井筒上部钻井液出现分离；如果环空开放，由于产出液的渗入，液柱压力增加幅度不大。因此，可保持适度的连续气量注入以避免压力激增。与钻杆注气不同的是，环空注气时井底压力取决于上部液体及注气速度。

（2）起下钻速度

起下钻很难保持欠平衡状态，如果连续管钻井，可以通过钻杆注气的方式进行维护；如果是流钻条件钻井，则需要压井，此时井下将达到过平衡状态，应该用不压井起下钻工艺[24]；应用环空注气与不压井起下钻工艺结合，效果较理想，可以维持连续的欠平衡状态。同时起下钻作业会引起抽汲压力和激动压力，要严格控制速度，避免引起井底压力产生较大波动。另外，欠平衡钻井时，尽量缩短设备的修理时间。

篇2：欠平衡钻井的技术发展

摘 要:随着欠平衡钻井技术的应用,综合录井如何尽快适应这一新技术的发展和挑战,已成为录井界面临的重要研究课题之一。文章阐述了欠平衡钻井工艺概况,欠平衡钻井工艺对录井的影响,相应提出了一套较为全面的录井措施和配套技术。对同类型作业的录井施工具有指导意义。

关键词:欠平衡;录井;影响;措施;应用;认识

在石油钻探过程中,为了更有利于发现油气层,保护储层,提高钻井速度,保障井下安全,越来越多地采用欠平衡钻井技术,并取得了十分显著的效果。随着欠平衡钻井新技术的应用,现有录井技术和方法已不能满足这一新技术的发展。目前,随着这一新技术的大量应用,必须开展与之相配套的录井技术的研究工作,以适应勘探形势的发展,促进录井技术及综合解释评价技术的全面提高。欠平衡钻井工艺概况及配置 1.1 基本原理及方式

欠平衡钻井技术是指在钻井过程中使钻井液的循环压力(包括液柱压力和循环回压),低于地层的孔隙压力,允许地层流体进入井眼,并将其循环到地面并加以有效控制的一种钻井技术,又称负压钻井技术。

按照循环介质的性质来分类,主要有以下两种方式:(1)液相欠平衡钻井:主要采用低密度钻井液来实现欠平衡钻进。适用于地层压力系数大于1.05的地层。

(2)气相欠平衡钻井:包括干空气钻井、氮气钻井、天然气钻井、雾钻井、泡沫钻井、充气钻井。适用于地层压力系数小于1.05的地层。

1.2 工艺特点

1.2.1 液相欠平衡钻井工艺特点欠平衡钻进过程中,从井筒内返出的混合物经过井口钻井四通、再经过节流管汇节流阀的降压控制,进入液气分离器将气相分离出来,被分离出的可燃气体通过燃烧管线排出井场并燃烧掉,液相和固相进入固控系统将固相清除,液相进入撇油系统后将油与钻井液分离开,油进入储油罐,干净的钻井液被泵回循环系统。

1.2.2 气相欠平衡钻井系列工艺特点 气相欠平衡钻井系列可分为以下几种:(1)气体钻井:包括空气、天然气、废气和氮气等介质,密度适用范围为小于0.02 g/ cm3。

(2)雾化钻井:密度适用范围0.02～0.07g/ cm3;

(3)泡沫钻井液钻井:包括稳定泡沫、硬胶泡沫、可循环泡沫钻井,密度适用范围为0.07～0.70g/ cm3;(4)充气钻井液钻井:在钻进的同时往钻井液中注气,其密度适用范围为0.7～0.95 g/ cm3 ,是广泛应用的一种欠平衡钻井方法。

其主要优点为：

(1)应用广泛,适用于地层压力系数小于1的低压、枯竭的以及用液相欠平衡钻井技术无法成井的储层;(2)最大限度地减少对低压产层的损害,进而降低完井成本;(3)提高勘探开发效率,缩短勘探周期,降低勘探费用;(4)机械钻速提高2～5倍,提高单只钻头进尺,降低钻机作业时间;(5)可以消除发生在低压漏失层的钻井液漏失、卡钻等事故;2 欠平衡钻井工艺对录井的影响

欠平衡钻井施工过程中,由于钻井工艺、流程和循环体系的改变,常规录井设备、方法已经难以满足现场录井工作的需要,部分技术缺少理论基础,主要反映在以下方面: 2.1 仪器设备的安装受到限制

欠平衡钻井过程中,由于钻井设备的增加和改进,所需设备的数量和安装条件发生了变化,致使部分仪器设备的安装、使用及操作需做相应的变动。

由于是负压钻井,对地层油气的敏感性较强,如果钻遇油层或含有H2 S地层,油层内油气会随着循环物直接排出,油气的分离和处置或H2 S的处置在现场直接进行,给现场带来了安全隐患,因此对录井系统的安全防护技术提出了新的、更高的要求。

同时现场存在多个高压区,对设备和人员的安全及设备性能提出了更高的要求。

2.2 录井技术和方法的不足 在欠平衡钻井条件下,常规录井的一些技术和方法已经不能满足录井工作的要求,需要改进和创新。

(1)岩屑录井

首先,是岩屑采集的问题。由于欠平衡钻井采用密闭循环体系,无法采用常规的振动筛实现分离液固相的方式来收集岩屑。

其次,是岩屑的识别问题。由于钻井液密度较低,携砂能力差,返出的岩屑样品数量少,岩屑细小、混杂,代表性差;在使用油基泥浆、泡沫泥浆等泥浆体系的条件下对岩屑的评价与分析比较困难。

第三,是岩屑归位问题。传统的岩屑录井是在取得了对应于某一深度之处的岩屑进行岩性的识别与油气层的监测,由于欠平衡钻井工艺流程的变化,岩屑是经过液固或气固分离器后才能排出循环系统,岩屑是某一层位的混合物,根本无法归位。

(2)气测录井由于钻井工艺流程的变化,主要带来以下几方面的问题: 一是以泥浆脱气为主的气体采集系统没有了基础,也就是说从井口上来的就是气体,直接进机分析,常规以脱气为主的工艺要改变为如何在高压力下采集到有代表性的气体。

二是欠平衡钻井如果采用油基泥浆,气测采集分析的是经油气分离器分离之后的流体内的气体,背景值较高,对地层油气发现有影响,同时若井口回压控制较高,原油容易进入气管线造成污染而发生漏测。

三是在以液相作为钻井介质的欠平衡钻井中,流体呈间断返出,并因分离器中的气体不能充分排净形成的滞留气的影响,使得信息被混淆、或被干扰、叠加,同时因欠平衡钻井,上部地层流体源源不断地进入井筒,对新钻遇油气层的发现造成困难。而以气相为钻井介质时,地面有机气体(有些地区部分井采用天然气钻进)将直接影响气测监测,而其中的无机气体则将影响CO2、H2、N2 的监测。

(3)地层压力录井

由于钻井介质发生变化,岩石破损机理跟常规钻井也有所不同,传统dc指数、sigma指数地层压力监测法已缺少相应的理论支持,需要重新认识与研究。在使用密闭循环系统进行钻井时增加了对钻井负压值进行实时监测的难度。

(4)工程事故预报 由于欠平衡钻井工艺发生了变化,常规钻井条件下的部份工程事故预报的机理发生了变化,需要重新认识与研究。

(5)钻井液录井

采用气体、雾化、泡沫等介质钻井,原有综合录井所采用的钻井液录井技术失去效用,从而减少了发现及评价油气层的相关参数。2.3 录井技术缺少相应的理论支持

在常规钻井过程中,循环系统采用泥浆泵入的方式,在欠平衡钻井条件下,由于钻井工艺的变化,循环系统也发生了变化,迟到时间的计算具有不确定性,缺少理论支持,具体表现在岩屑采集和气体监测方面,不能真实反映相应井深的地层信息。欠平衡钻井条件下录井措施

通过对欠平衡钻井工艺技术条件的分析及对录井施工作业的影响,需要对录井设备和技术加以改进和完善。

3.1 录井设备改进

3.1.1 安全防护设备的改进

从增加现场录井人员的安全性要求为内容,确保现场可燃气体不能进入仪器房,增加了录井房增压防爆装置。

以加强现场作业人员的安全性出发,增加了H2 S检测传感器和可燃气体报警器,声光报警系统及防护设备以便及时采取措施从消除现场安全隐患出发对仪器房、地质房中的各种电器、电路、电源等按防爆要求进行改进完善。

3.1.2 录井传感器的改进

除常规录井需要配置的传感器外,在附加的欠平衡泥浆罐上增加一套出口泥浆性能传感器,在欠平衡振动筛上增加一只H2 S传感器。根据设计泥浆密度范围,对低密度的泥浆体系选择使用适合量程的传感器,或对传感器性能进行改进。

更换适合欠平衡钻井的套管压力传感器,配备测量范围在70MPa以上的套管压力传感器。为确保工程按照设计施工,增加电磁流量计和气体流量计,实时监控钻井介质的流量。

3.1.3 捞取岩屑装置的改进 在欠平衡钻井过程中岩屑捞取可采用以下两种方式:(1)利用液气分离器从井底返出的携带岩屑的钻井介质经过液气分离器分离后,流经振动筛,采集岩屑。

(2)采用改进装置,在循环管线上捞取岩屑设计了二种简易的岩屑取样装置。

将取样装置安装于钻井介质返出管线靠近排出口3～4 m的地方,岩屑返出时在挡板的作用下进入收集器,收集岩屑时打开闸门,岩屑靠重力及气流的推力排出来实现岩屑采集。

3.1.4 气体检测装置的改进

(1)配置双套脱气器,一套安装于常规缓冲罐用于常规录井的气体检测,一套安装于欠平衡振动筛用于欠平衡钻井的气体检测。采用双套脱气器,可以在钻井状态进行体内循环和体外循环的转换时保证地层气体连续、实时监测。

(2)欠平衡钻井如果采用气相介质时,可以在液气分离器之后的排气管线上安装一套气体取样装置,井内返出混合气体在进入气管线之前,经过滤筛网一方面过滤掉固相物,同时也起到了减压缓冲作用,即可直接进机分析。

3.1.5 安装气体流量计

对于采用气相介质的欠平衡钻井,可以在气液分离器之后的燃烧管线上安装气体流量计,以便于监测密闭钻井过程中经气液分离器脱出的钻井液气体流量变化和在不中断钻进的情况下初步产能计算。

3.2 录井技术的改进和完善 3.2.1 岩屑录井技术

欠平衡钻井由于钻井液密度较低,携砂能力差,返出的岩屑样品数量少,而且岩屑细小、混杂,代表性差,对岩屑的识别带来困难。对于此种情况,振动筛应改为80目以上的筛布,尽量减少细小真岩屑从振动筛上流失,洗样时应尽量采用小水流,轻搅拌,稍微沉淀后倒去混水再换清水漂洗的方法,防止细小的真岩屑在清洗过程中流失。

3.2.2 气体监测评价技术

密闭钻井时,钻井液在从环空到达振动筛之前,需要经过液气分离器,经液气分离器除气后流向振动筛,这样,一方面在油气显示不好的情况下,可能会漏掉油气层;另一方面,由于色谱采集分析的是油气分离之后流体内的原油伴生气或残余气。在油气显示较好的情况下,会因为气体值较高,容易造成气路管线甚至色谱柱的污染,造成后续井段的假显示,增加气测解释的困难,同时若井口回压控制较高,原油容易进入气路管线也会造成污染。为了解决以上问题,可以采用下面的方法予以解决:(1)定时对排气管线中的气体进行取样分析,见显示时加密取样。(2)比较气体流量计输出的流量曲线与色谱曲线变化进行解释。在色谱被污染的情况下甚至可以用气体流量曲线确定显示层位,同时用取样分析数据进行解释。

(3)在进行地层评价时,比较随钻气体分析数据和定时取样分析数据,取其相对较高中的值为实际地层气体数据。

3.2.3 OFA定量荧光分析技术

液相欠平衡钻井泥浆体系通常采用混油和加处理剂的方法来降低泥浆密度,这就使常规的岩屑荧光录井技术和方法受到了很大的局限。为了解决这一问题,可以采用OFA定量荧光技术对录井岩屑进行分析,根据定量荧光数据和图谱不仅可以确定岩屑中的真假油气显示,还可以确定地层油气含量和油气性质。

3.2.4 地层压力监测技术

传统综合录井的地层压力监测方法主要为Dc指数法和Sigma指数法。在欠平衡钻井过程中,如果采用液相介质钻井,这两种方法仍然是检测地层压力异常的主要手段,如果采用气相介质钻井,传统的Dc指数法和Sigma指数法已缺少理论依据。通过研究,我们提出了两种另外解决办法,即井底流压监测法和井口压力监测法。

(1)井底流压法

井底流压是流动泥浆对井底地层产生的压力,录井上称作循环当量密度(ECD)。密闭钻井时,我们用循环当量密度与设计的井底流压值进行比较来实现钻井欠压值的监测。

在不同的钻井深度,录井程序通过计算循环当量密度,并与设计的井底流压低值和高值进行比较,若循环当量密度值界于设计井底流压低值和高值之间,则欠压值是合理的;若循环当量密度值大于设计井底流压高值,则没有达到欠压效果;而若循环当量密度值小于设计井底流压低值,则欠压值过大,容易造成井下事故的发生。

实际录井时,根据循环当量密度实时变化曲线,适时调整设计井底流压低值与高值的报警门限,就可比较直观地掌握井底流压变化情况。

(2)井口压力监测法

通过实时检测套管压力来检测井口压力变化,从而达到实时检测井口欠压值变化的目的。钻进中通过对比井口套管压力与设计井口压力的变化来调整钻井欠压值。正常欠平衡钻井时,套管压力值应小于设计的最大井口压力值。当套管压力大于设计的井口压力时,则欠压值过大,需要采取措施防止钻井事故的发生。

3.2.5 工程事故预报

除了常规钻井条件下的工程事故预报方法外,更要总结和加强欠平衡钻井条件下的工程事故预报。具体表现在:(1)如果注气压力增大,排出口有水喷出,则可能地层出水。

(2)如果排砂管线出口出现火焰,停止注气后,仍有气体排出并见火焰,则可能地层出气。

(3)如果注气压力增大,火焰增高,并且伴有黑烟,则可能地层出油。(4)如果注气压力增大,同时转盘扭矩增大,上提钻具阻力增大,下钻遇阻,有可能发生地层坍塌。欠平衡钻井条件下录井技术的应用

窿x井是玉门油田分公司部署在酒泉盆地青西凹陷窟窿山逆冲断裂带窟窿山构造南翼上的一__口预探井,在井段2 970 m至3 300 m采用欠平衡钻井技术,期间交替运用了气体、泡沫、雾化液三种钻井介质。录井作业采用DR ILLBYTE增压防爆型综合录井仪录井,具体措施如下:(1)岩屑录井

在岩屑和钻井介质返出口附近,安装一个取样管线和闸门,为减小压力起缓冲作用,安装两个闸门,取样时先打开上闸门,让岩屑进入取样管线,然后关闭上闸门,接着打开下闸门,在取样口采集岩屑。

(2)气测录井 配置双套脱气器,一套安装于常规振动筛用于常规录井的气体检测,一套定量脱气器安装于欠平衡振动筛用于欠平衡钻井的气体检测。在气相介质钻进过程中,在岩屑和钻井介质返出管线上做一出气口,为防止岩屑等杂物进入气路管线,在出气口与气路管线之间做一个减压筛网,地层反出气体通过气路管线直接进入色谱仪器进行分析。

在进行欠平衡钻井时,在液气分离器之后的排气管线上安装一套气体取样装置,对液气分离器从泥浆中分离出的气体定期取样,做vms分析,供地层气体解释时使用和参考。

(3)工程录井

除常规录井需要配置的传感器外,还在立管上加装了入口电磁流量计,出口架空管线上安装用于测量出口钻井液流量的电磁流量计。

为了监测密闭钻井过程中经气液分离器脱出的钻井液气体流量变化,在气液分离器之后的燃烧管线上安装气体流量计。在附加的欠平衡泥浆罐上增加一套出口泥浆性能传感器,在欠平衡振动筛上增加一只H2 S传感器。结论与认识

随着钻井技术的更新和发展,尤其是欠平衡钻井技术的应用,传统录井技术面临许多新的挑战,录井应适时研究新的技术及方法,只有这样,录井才能适应新的环境及要求,得以生存和发展。通过此次的探索总结,有针对性的提出了一些欠平衡条件下的岩屑捞取、气体检测、工程实时监测及油气层识别和评价等现场录井方法,但由于欠平衡钻井条件下的录井工作经验有限,加上现场各种钻井条件的限制,上述的一些方案和设想并没有能够在实际工作中完全实施并得到验证,还有待于进一步的总结和完善,相应的技术和理论体系还需认识和研究。目前存在的问题有:(1)由于行业所限,欠平衡条件下录井技术研究缺乏广泛的研究基础,部分技术和方法缺少相应的理论支持。

篇3：欠平衡钻井技术发展探析

欠平衡钻井技术在国外发展迅速, 尤其在北美地区更是得到了广泛应用, 美国全年约有25%的油气井不同程度地应用了欠平衡钻井技术, 加拿大欠平衡钻井技术应用发展得也十分迅速。在欠平衡钻井配套技术上, 国外已经陆续开发了包括井下套管阀、井底压力测量、电磁MWD、可循环泡沫等技术, 满足了勘探开发对欠平衡钻井技术的需求。从欠平衡钻井应用情况看, 中石油年欠平衡井数与年钻井总数的比例还不到1%, 与美国和加拿大相比, 应用规模上的差距还很大。在欠平衡钻井完井方式上, 国外多采用裸眼完井, 筛管完井也占有一定比例, 固井完井较少。

国外从20世纪80年代规模化应用水平井以来, 主要分布于美国、加拿大等国家, 在水平井应用对象上, 国外主要用于裂缝性油藏、底水或气顶油藏的开发, 其中多数用于裂缝性油藏、底水或气顶油藏的开发。

2国内欠平衡钻井技术发展趋势

在20世纪50~70年代, 通过引进和吸收国外先进的技术, 开始欠平衡钻井的研究。2002年在西南油气田实施第一口欠平衡钻井。不仅在川西邛西构造须家河碎屑岩储层勘探中发挥了重大作用, 而且还有力地推进了低渗气藏的勘探开发。塔里木油田正是由于水平井技术的规模化应用, 实现了对哈得薄油藏等边际储量的有效开发。

回顾勘探开发的发展史, 其中钻井技术的进步、先进适用技术的推广应用发挥了重要作用。喷射钻井、定向井、丛式井等先进技术得到了广泛的应用, 加快了钻进速度、丰富了开发手段, 增大了勘探开发效益。近年来, 各油田在探索各种复杂油藏的钻井方式上进行了积极的工作, 欠平衡钻井、水平井钻井等技术得到了越来越广泛的应用。各油田提高了对欠平衡钻井在发现油气层、保护油气层上作用的认识, 实现了欠平衡钻井配套技术的规模化应用, 大庆、辽河、新疆、大港等油田继续投入研究欠平衡钻井技术, 逐渐应用在新井钻井过程中。

3欠平衡钻井技术的实施

通过欠平衡钻井, 发现了常规手段不能开采的油气资源, 成为勘探开发的重要手段。要想欠平衡钻井技术真正成为一项过关的技术就必须要立足于实现全过程欠平衡钻井, 并解决欠平衡钻井过程中的井壁稳定、钻井液技术和完井等技术。通过转变勘探思路, 认识富集规律, 加强对储层污染机理的研究, 对欠平衡钻井理论、工艺、装备进行攻关。在常规水平井钻井条件 (MWD+螺杆) 下, 通过精确的区域地层描述, 精细的岩屑、气测、钻时及其它钻井参数录井, 在实钻过程中准确还原垂直深度上地质分层状况, 准确预测地层变化, 指导实施有效导向钻进的技术。技术前提:工程与地质紧密结合, 主要技术内容包括:油藏的精细描述技术、导眼井校正技术、现场跟踪研究和调整技术、水平井井眼轨迹与油藏关系的测井解释技术。

(1) 欠平衡井工艺技术我们通过计算定出合理的欠压值, 根据不同情况选择不同性能的钻井液和完井液。选择的目标油藏类型不同, 选择合理的井口装置和工艺配套方案。整体采用比较稳定的井口回压控制系统。实时地质跟踪与调整, 卡准标志层, 逐级修正钻进状态, 保证精确入靶。实时分析井眼轨迹与油藏之间关系, 保证轨迹始终处于最佳位置。

(2) 合理井身结构确定井身结构是确保欠平衡钻井顺利进行的关键因素之一。因此, 设计之前需要认真分析该地区邻近井的地质、钻井、测井、试油资料。建立坍塌压力、孔隙压力、漏失压力剖面, 以确定合理的井身结构。在探井实施过程中还要加强地层压力预测。

(3) 欠平衡钻井地质选井依据地层孔隙压力、漏失压力、坍塌压力和其他地质资料较清楚;地层稳定性好, 不易发生坍塌;欠平衡钻井井段不宜太长;储层不含H2S;储层能量有所衰竭的老气田。通过对欠平衡钻井井壁失稳机理进行分析, 研究地层不同岩性井壁稳定性, 开展井壁稳定分析。考虑了注入气、基液、地层产出油、气、水以及岩屑等多相的耦合, 并结合油、气之间在井内随压力温度变化, 相态的转变, 利用多相漂移流动模型, 建立充气欠平衡钻井井筒多相流模型。欠平衡钻井工艺较常规钻井复杂、风险高、协作单位多。在进行每项作业前, 双方必须进行技术交流和技术培训。

(4) 欠平衡钻井数据自动采集系统采集功能:采集立压、套压、循环进出口气体流量、循环进出口气体温度、钻井泵冲数 (排量) 、钻井液池液面、井深和钻时。控制功能:控制旋转控制头液动平板阀的开关动作、根据欠压值动态控制液动节流阀的开启大小、控制旋转控制头的卡箍动作。整套系统安装在一个控制室, 具有数据采集、存储、处理、控制和视频监视功能。

(5) 欠平衡钻井取芯及完井取芯的过程中是在不压井的情况下下入取芯工具, 在钻具上加入放喷工具。对取芯的长度有着特殊的要求。岩心真实能反应出地层实际情况。没有侵蚀污染, 直观反映储层原始特征。不压井作业下入衬管后, 射孔投产后, 试油。下入尾管后不固井, 不存在固井对产层造成的伤害, 同时下入的尾管又有利于防止投产后上部井段跨塌而填埋产层。

4结语

篇4：欠平衡钻井技术浅析

【摘 要】本文主要对欠平衡钻井技术进行论述。

【关键词】欠平衡；钻井技术

1.欠平衡钻井的含义

欠平衡钻井是指钻井过程中钻井液液柱压力低于地层孔隙压力，允许地层流体流入井眼、循环出并在地面得到有效控制的一种钻井方式。欠平衡钻井具有能提高硬地层的机械钻速，减少循环漏失和压差卡钻等优点，从而获得发展。推动欠平衡钻井技术的发展，其主要原因是减少和防止水平井钻井中钻井液对地层的损害。

随着欠平衡钻井技术进一步成熟及井控设备的发展（承受高压的旋转防喷器引入油田后），又发展了用液体钻井液（清水、盐水、油基、水基钻井液）对高压地层进行欠平衡钻井的技术，如Flow Drilling（国内译为边喷边钻）、钻井液帽钻井、不压井钻井等技术。

2.欠平衡钻井的分类

根据油气藏类型、地层压力以及采用的钻井液密度的不同，欠平衡钻井技术有以下两种分类方法：

2.1按工艺方法分类

自然欠平衡钻井：是指以普通钻井液为循环介质的欠平衡钻井。

人工诱导的欠平衡钻井：是指由于地层压力太低，必须采用特殊的钻井液和工艺才能建立欠平衡的钻井。

人工诱导的欠平衡钻井有以下六种系列：

（1）气体钻井：包括空气、天然气、废气和氮气钻井，密度适用范围0～0.02g/cm3。

（2）雾化钻井：密度适用范围0.02～0.07g/cm3。气体体积为混合物的96%～99.9%，常规的雾化钻井液含液量少于2.5%。

（3）泡沫钻井液钻井：包括稳定和不稳定泡沫钻井，密度适用范围0.07～0.60g/cm3。井口加回压时可达到0.8g/cm3以上，气体体积为混合物体积的55%～97.5%。

（4）充气钻井液钻井：包括通过立管注气和井下注气两种方式。井下注气技术是通过寄生管、同心管、钻柱和连续油管等在钻进的同时往井下的钻井液中注空气、天然气、氮气。其密度适用范围为0.7～1.0g/cm3，是应用广泛的一种欠平衡钻井方法。气体体积低于混合物体积的55%。

（5）液体欠平衡钻井：

a.油包水或水包油钻井液钻井。密度适用范围为0.8～1.02g/cm3。

b.水或卤水钻井液钻井。密度适用范围1～1.30g/cm3。

c.常规钻井液钻井。密度适用范围大于1.10g/cm3。

d.采用密度减轻剂钻井液钻井技术，密度适用范围大于0.9g/cm3。

（6）泥浆帽钻井：国外称之为浮动泥浆钻井，用于钻地层较深的高压裂缝层或高含硫化氢的气层，是另类欠平衡钻井技术。

2.2按用途和风险程度分类

为了简单明了地对采用的欠平衡钻井技术进行分类，IADC制定了一个具有三部分内容的分类系统。

各级风险等级说明如下：

0级—只提高钻井作业效率。

1级—井内流体依靠自身的能量不能流到地面。井眼稳定并且从安全角度来说属低级危险情况。

2级—井内流体依靠自身的能量可以流到地面，但利用常规压井方法可以有效制止，并且在设备严重失效的情况下也只产生有限的后果。

3级—地热和非碳氢化合物开采。最大关井压力低于旋转控制头等作业设备的额定工作压力；设备严重失效会产生直接严重后果。

4级—油气开采。最大关井压力低于旋转控制头等作业设备的额定压力，设备严重失效会产生直接严重后果。

5级—最大设计地面压力超过欠平衡钻井作业设备的额定压力，但低于防喷器组的额定工作压力。

3.欠平衡钻井技术的优点

欠平衡钻井技术已经历了几十年的发展，但人们对欠平衡钻井的优点是逐渐认识的，早期，人们只认识到欠平衡钻井能提高硬地层的机械钻速，减少井漏及压差卡钻，而现在已进一步认识到，欠平衡钻井还能减少地层损害，提高产量，及时发现油气井地层等众多优点，这些均到现场证实。欠平衡钻井能提高钻井的机械钻速，增加钻头使用寿命，可防止压差卡钻和减少井眼循环漏失同时能够减少地层损害。

正由于欠平衡钻井技术的应用，特别是在水平井中的应用，可减少或消除钻井时的地层损害，增加油气产量。国内外钻井实践表明，与常规钻井技术对比，欠平衡及气体钻井技术具有提高钻井速度、保护储层、提高油气产量和采收率、减少或避免井漏等方面的优势。大庆钻井试验表明，欠平衡钻井钻速是常规钻井的4～5倍。欠平衡钻井技术包括液体欠平衡钻井和气体欠平衡钻井技术，而目前主流是空气欠平衡钻井，就是在钻井过程中，以纯空气作为钻井液，用空气压缩机将空气泵入水龙头、钻杆顶部，沿钻柱到钻头，然后沿环空返到地面。该技术可用于加快钻速，发现和保护气层，并能够解决长井段井漏等问题。同时可提高深井上部地层的机械钻速，缩短钻井周期，降低综合成本。

4.实施欠平衡钻井的条件

很多不同技术能确保达到预期的欠平衡条件，目前，主要的方法是控制用于循环的钻井液的密度，使钻井液在井筒内形成的静液液柱压力低于地层孔隙压力，而钻井液可以是单独的气相或液相，也可以是气液两相混合。气相和气液两相钻井液可人工诱导产生欠平衡条件，而液相钻井液可利用地层较大的压力而自然形成欠平衡条件。

气态钻井液，在欠平衡钻井技术中，最简单最早的欠平衡钻井技术是采用干燥空气作为钻井液。后来选用天气然作为钻井液。当在产气区钻井或接近天然气管线的区域使用天然气钻井，成本是较低的。另一种选择的气体是用惰性氮气代替空气作为循环介质。氮气可以是液氮，或在现场用中空纤维膜制氮装备生产的氮气。现场制氮这种方法，目前国外普遍采用。

两相钻井液，从单一的气相和单一的液体的所液两相的混合就可获得任一所期望得到的钻井液密度。气体和液体的混合物，有时也称为轻质钻井液（低密度钻井液），按气相和液相的结构及相对体积数，轻质钻井液又分为雾、泡沫和充气钻井液，在通常的压力和温度情况下，它们的结构及性能取决了气相和液相的相对体积分数。不同的钻井液具有不同的密度。

液态钻井液，当地层孔隙压力通常超过同一深度的淡水或盐水静液压力时，使用常规液钻井液，控制钻井液的密度就可利用地层压力自然形成欠平衡条件。欠平衡钻井所用的地面常规装备有：氮或压缩气供应装置、容 积小且压力大的注液泵、液-气混合管汇、节流管汇、钻屑或钻井液取样器、化学剂注射泵、采油分离系统和自动燃烧气体系统，国外目前比较先进的专用装备系统主要有：高压旋转分流器-防喷器系统、液流导向系统、地面分离系统、隔水管帽（Riser Cap）旋转防喷器系统、实用隔水管（Virtual Riser）装置、地面数据采集系统。

5.国内欠平衡钻井技术的发展

中国欠平衡钻井技术自进入21世纪以来发展较快。到2006年末，已采用该项技术完成60余口井，所用设备主要以引进为主。国内油田已经先后引进了主要欠平衡装置，成立了专业化技术服务队伍，从设备和经验上都具有了很好的基础。在以液体为介质进行欠平衡钻井施工上，从设计及施工人员的水平、欠平衡装备、现场施工中井口回压控制等技术上都取得了一定的成功经验，在中国国内产生了良好的影响。

篇5：氮气欠平衡井钻井技术

在我国, 油田专家们普遍认为, 钻井过程中, 当钻井液柱的压力小于地层的压力时, 可以使产层的液体进入到井筒, 并将其有效地循环至地面的钻井技术就是欠平衡钻井。因而, 根据具体的施工工艺, 欠平衡井可以被分为液体欠平衡钻井、气体欠平衡钻井、雾化欠平衡钻井、泡沫欠平衡钻进以及充气欠平衡钻井技术等多种。本文中, 笔者主要以氮气欠平衡井钻井技术为中心进行研究。

1 国内外氮气欠平衡钻井的发展过程

早在19世纪欠平衡井技术就已经出现, 但是由于当时的技术及经费等方面的限制, 该项钻井技术没有得到充分的发展及关注。直至20世纪90年代的时候, 由于油气勘探技术的不断发展以及社会发展对于油气资源的大量需求, 推动油气资源的开发朝着全新的方向发展。由于欠平衡井技术可以提高油气资源的产量进而顺应时代的发展要求, 被全球范围内的油气勘探公司所关注, 使其成为在水平钻井技术之后的另一个油气开采技术的发展方向。世界范围的广泛关注推动着欠平衡井各项设备及技术的开发及研究热潮, 使其被广泛的使用于油气勘探中。

对于国内欠平衡井的发展可以追溯到20世纪的60年代, 当时欠平衡井技术在四川油田及凉高山的地层中进行过试验, 但是只是限于使用清水的钻进。直至80年代, 欠平衡井钻井工艺才在国内真正开展, 到90年代时伴随着欠平衡井技术的不断发展将我国的欠平衡井钻井技术推到一个新的发展阶段。从目前的发展形势来看, 欠平衡井装备的国产化正在发展, 且越来越多的国际钻井招标也采用欠平衡井钻井技术, 进而在无形中不断地推动我国的欠平衡钻井技术朝着更深的层面发展。

2 氮气欠平衡钻井技术及应用

2.1 氮气欠平衡井技术简介

氮气欠平衡钻井技术是欠平衡钻井技术的中的一种, 顾名思义, 氮气欠平衡钻井技术以氮气作为主要的循环介质, 其与一般的空气介质相比, 具有在钻遇七层时不发生爆炸的优势。其主要的施工流程为:首先将氮气增压, 借助立管三通注入钻具中, 当氮气通过钻头时对钻头起到冷却的效果, 与此同时将岩石碎屑倒出来;之后氮气及岩石碎屑进入到排砂管线装置。在整个氮气欠平衡钻井过程中, 由于其井底的压力一直处于负压的状态, 因而地层的压力可以得到释放, 使得地层中的液体自由的流向井筒, 进而起到保护储层的作用。但是需要注意的是, 在整个的氮气欠平衡钻井过程中只要用一个环节造成液柱耳钉压力高于底层的压力, 就会使得井筒中的有害液体进入到地层中, 污染地层。因而, 在采用氮气欠平衡钻井技术时, 需要特别注意始终保持井底处于负压状态, 这正是氮气欠平衡钻井技术的关键所在。综合来看, 目前我国氮气欠平衡钻井技术主要是通过两种手段实现的:其一是通过在技术套管内部安装套管阀, 借助其开关的作用对气钻和下钻时实现负压状态;其二就是通过采用不压井起钻和下钻转置实现对于负压状态的控制。通过采用这两种方式实现氮气欠平衡井的整个施工过程。

氮气欠平衡井钻井技术具有缩短锁业时间、节约成本等多重功效, 其明显的优势在于:

第一, 由于氮气欠平衡井内的井筒压力低, 进而其钻头的切削效率高、尺度大, 进而大幅度的降低了以往单井钻头的数量, 提高钻井速度, 缩短了建井的时间;

第二, 氮气欠平衡钻井的井筒压力低可以避免泥浆钻井技术对地层的浸泡, 较少地层受到污染的几率;

第三, 有效地减少了完井处理钻井液的繁琐程序, 进而起到了节约钻井液费用及减少化工产品对于油田环境的污染, 有利于实现环境保护。虽然, 采用氮气欠平衡钻井技术进行油气的勘探具有较多的优势, 但是其对于设备的要求较高, 设备的成本高, 其适用于地层稳定性较强的地层。因而在实际的油气勘探中需要综合考虑。

2.2 氮气欠平衡钻井技术的应用

氮气欠平衡钻井技术在我国有很多的成功案例, 例如2007年在玉门油田的鸭儿峡油区通过采用该项技术, 完成了日产15吨的高产油流, 填补了当时滞留裂缝稠油田使用氮气欠平衡钻井技术的空白, 有效提高了产油量;2014年在长庆油田的成功案例, 长庆油田的李16号油井地层压力系数低, 容易发生井漏事故, 尝试多种堵漏技术都去法实现正常施工, 但在二开施工时采用了氮气欠平衡井的施工工艺, 成功克服了以上的难题。

结语

氮气欠平衡井钻井技术时被广泛的使用于石油勘探中, 成功克服了以往石油勘探技术的难题, 提高了石油产量。然而, 在实际的施工中要综合考虑该项技术的利弊, 进而保证石油生产的有序进行。

参考文献

[1]杨振平, 蒋宏伟, 王少春, 冯举涛, 潘洁, 蒋记伟.欠平衡钻井技术的优势和挑战[J].内蒙古石油化工, 2006 (08) .