1、欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座大庆石油学院石油工程系大庆石油学院石油工程系2023-1-21欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座一一 、欠平衡钻井定义、欠平衡钻井定义 在钻井过程中，利用自然条件或采取人工方法，在钻井过程中，利用自然条件或采取人工方法，在可以控制的条件下，使井筒内钻井液液柱压力低于在可以控制的条件下，使井筒内钻井液液柱压力低于所钻地层的压力，从而在井筒内形成负压，这一钻井所钻地层的压力，从而在井筒内形成负压，这一钻井过程叫欠平衡钻井。过程叫欠平衡钻井。自然条件自然条件 人工方法人工方法2023-1-22欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲
2、座二、欠平衡钻井技术的发展二、欠平衡钻井技术的发展 早在早在1866年，欠平衡钻井技术在国外已获得专利；年，欠平衡钻井技术在国外已获得专利；20世纪世纪50年代，人们发现欠平衡钻井还能提高硬地层的机年代，人们发现欠平衡钻井还能提高硬地层的机械钻速，减少循环漏失和压差卡钻优点，从而获得发展。械钻速，减少循环漏失和压差卡钻优点，从而获得发展。20世纪世纪 80年代末和年代末和 90年代初年代初，随着水平井钻井活动的热随着水平井钻井活动的热潮，再次推动了欠平衡钻井技术的迅速发展潮，再次推动了欠平衡钻井技术的迅速发展。只有低压旋只有低压旋转控制头转控制头，主要用于钻低压地层主要用于钻低压地层。1 1、
3、欠平衡钻井技术发展历史、欠平衡钻井技术发展历史 直到直到1990年，欠平衡钻井技术的进一步成熟及能承受高压年，欠平衡钻井技术的进一步成熟及能承受高压的旋转防喷器逐渐引入油田后，才发展了使用液体钻井液的旋转防喷器逐渐引入油田后，才发展了使用液体钻井液对高压地层进行欠平衡钻井的技术对高压地层进行欠平衡钻井的技术 2023-1-23欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座空气钻井空气钻井2 2、欠平衡钻井技术类型、欠平衡钻井技术类型 氮气钻井氮气钻井天然气钻天然气钻 井井雾化钻井雾化钻井泡沫钻井泡沫钻井充气钻井液钻井充气钻井液钻井边喷边钻边喷边钻 2023-1-24欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座三
4、、三、欠平衡钻井的优缺点欠平衡钻井的优缺点 1 1、欠平衡钻井技术优点、欠平衡钻井技术优点可以减轻或消除钻井液对地层的损害可以减轻或消除钻井液对地层的损害 良好的产层显示，有利于达到勘探目的良好的产层显示，有利于达到勘探目的 增加了防喷能力，降低了井喷失控的风险增加了防喷能力，降低了井喷失控的风险 可以减轻或消除钻井液对地层的损害可以减轻或消除钻井液对地层的损害 良好的产层显示，有利于达到勘探目的良好的产层显示，有利于达到勘探目的 可以降低井漏风险、节约钻井成本可以降低井漏风险、节约钻井成本 可以减少压差卡钻的风险可以减少压差卡钻的风险 可以在钻井过程中生产油气可以在钻井过程中生产油气 可以及
5、时对地层进行较为准确的评价可以及时对地层进行较为准确的评价 2023-1-25欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座三、三、欠平衡钻井的优缺点欠平衡钻井的优缺点 2 2、欠平衡钻井技术缺点、欠平衡钻井技术缺点导致钻井成本的增加。导致钻井成本的增加。存在一些不安全因素。存在一些不安全因素。因为不能连续欠平衡带来的问题因为不能连续欠平衡带来的问题 钻井液不能在井壁上形成滤饼，对产层造成的伤害钻井液不能在井壁上形成滤饼，对产层造成的伤害可能更为严重。可能更为严重。2023-1-26欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座四、四、适用于欠平衡钻井的油气藏筛选依据适用于欠平衡钻井的油气藏筛选依据 1 1、给定
6、储层条件，决定是否采用欠平衡钻井主要标准是：给定储层条件，决定是否采用欠平衡钻井主要标准是：欠平衡钻井方法与常规的过平衡钻井方法相比，是欠平衡钻井方法与常规的过平衡钻井方法相比，是否提供了明显的工艺或经济优势；否提供了明显的工艺或经济优势；预期提高的价值是否可以证明相关风险合理。预期提高的价值是否可以证明相关风险合理。2023-1-27欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座四、四、适用于欠平衡钻井的油气藏筛选依据适用于欠平衡钻井的油气藏筛选依据 2 2、适合欠平衡钻井的油气藏适合欠平衡钻井的油气藏 具有潜在井漏或钻井液侵害的油气藏具有潜在井漏或钻井液侵害的油气藏 具有液一液敏感性的地层具有液一液
7、敏感性的地层 具有潜在自吸能力的地层具有潜在自吸能力的地层 具有岩石一流体敏感性的地层具有岩石一流体敏感性的地层 油藏性质高度易变的地层油藏性质高度易变的地层 具有活跃的地下水并且对水锥进敏感的地层具有活跃的地下水并且对水锥进敏感的地层 低钻速地层低钻速地层 2023-1-28欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座四、四、适用于欠平衡钻井的油气藏筛选依据适用于欠平衡钻井的油气藏筛选依据 3 3、不适合欠平衡钻井的地层不适合欠平衡钻井的地层 高压和高渗透率相结合地层高压和高渗透率相结合地层常规地层常规地层受压力约束的地层受压力约束的地层 2023-1-29欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座四、四
8、、适用于欠平衡钻井的油气藏筛选依据适用于欠平衡钻井的油气藏筛选依据 4 4、欠平衡钻井的油气藏筛选程序欠平衡钻井的油气藏筛选程序 （l）用简单的欠平衡钻井技术能否完成这口井；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）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；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；）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；）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）欠平衡钻井技术与长期的油气层优选相
9、比较，费用是否划算；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；）多学科工作组是否对油气藏已经做了足够的研究工作；（7）初始油气井设计是否能满足油气藏开发标准；初始油气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。）现有的井控设备能否满足预期的油气层条件。2023-1-210欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座五、五、欠平衡钻井的连续性和条件欠平衡钻井的连续性和条件 1 1、不连续久平衡钻井条件的危害不连续久平衡钻井条件的危害 （1）采用实时井底压力监测技术；）采用实时井底压力监测技术；（2）在欠平衡钻井中引入连续油管技术）在欠平衡钻井中引入连
10、续油管技术；（3）优化欠平衡钻井作业，优选钻井设备）优化欠平衡钻井作业，优选钻井设备 2 2、获得连续欠平衡条件的方法获得连续欠平衡条件的方法 2023-1-211欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座六、六、欠平衡钻井作业装备欠平衡钻井作业装备 1 1、地面设备及井下工具地面设备及井下工具 地面设备：地面设备：防喷器组、防喷器组、旋转控制头或旋转控制头或旋转防喷器、旋转防喷器、节流管汇、除节流管汇、除气器、钻井液气器、钻井液气体分离器、气体分离器、沉降撇油系统、沉降撇油系统、钻井液罐等钻井液罐等。井下工具：井下工具：有方钻杆旋有方钻杆旋塞、钻杆安全塞、钻杆安全阀及浮阀等阀及浮阀等 2023-1
11、-212欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座六、六、欠平衡钻井作业装备欠平衡钻井作业装备 地面设备地面设备 （1）防喷器组）防喷器组 常规防喷器组常规防喷器组旋转控制头（旋转控制头（RLM）和旋转防喷器（和旋转防喷器（RBOP 2023-1-213欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座六、六、欠欠平平衡衡钻钻井井作作业业装装备备 2023-1-214欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座六、六、欠平衡钻井作业装备欠平衡钻井作业装备 旋转控制头（旋转控制头（RLM）2023-1-215欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座六、六、欠平衡钻井作业装备欠平衡钻井作业装备 旋转防喷器（旋转防喷器（RBOP
12、2023-1-216欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座六、六、欠平衡钻井作业装备欠平衡钻井作业装备 （2）节流（压井）管汇）节流（压井）管汇（3）地面分离装置）地面分离装置 图 中：图 中：1 螺 杆 泵；螺 杆 泵；2检修孔；检修孔；3漏斗出口；漏斗出口；4喷射管喷射管5挡板；挡板；6主主管；管；7.检修孔；检修孔；8排水孔；排水孔；9.挡 板；挡 板；1 0 检 修 孔；检 修 孔；11主管：主管：12.天然气出口天然气出口13排放孔排放孔 2023-1-217欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座六、六、欠平衡钻井作业装备欠平衡钻井作业装备 （4）沉降撇油系统沉降撇油系统 （5）气体燃烧
13、系统气体燃烧系统 2023-1-218欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座六、六、欠平衡钻井作业装备欠平衡钻井作业装备 井下工具井下工具 （1）方钻杆方钻杆 （2 2）方钻杆旋塞）方钻杆旋塞 （3）钻杆安全阀（回压凡尔）钻杆安全阀（回压凡尔）（4 4）浮阀（回压凡尔）浮阀（回压凡尔）2023-1-219欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座七、七、欠平衡钻井地面工艺流程欠平衡钻井地面工艺流程钻井泵钻井泵 钻具内钻具内环空环空节流管汇节流管汇液气分离器液气分离器振动筛振动筛撇油罐撇油罐真空除气器真空除气器循环泵循环泵钻井泵钻井泵2023-1-220欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座七、七、欠平衡
14、钻井地面工艺流程欠平衡钻井地面工艺流程钻井泵钻井泵 钻具内钻具内环空环空旋转控制头旋转控制头旁侧法兰旁侧法兰钻井液出口钻井液出口振动筛振动筛钻井泵钻井泵2023-1-221欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座八、八、欠平衡钻井施工要点欠平衡钻井施工要点（1）没有安装回压阀时求地层压力的方法）没有安装回压阀时求地层压力的方法 确定一个关井求压时所用钻井液密度确定一个关井求压时所用钻井液密度m 井控装置试压合格后井控装置试压合格后,将钻具下至井底将钻具下至井底,用用m低密度钻井低密度钻井液替井内钻井液液替井内钻井液,同时进行低泵速试验。同时进行低泵速试验。钻开水泥塞钻开水泥塞,循环钻井液循环钻井液
15、,钻遇快钻时不超过钻遇快钻时不超过1m 停钻停钻,无无快钻时进尺不超过快钻时进尺不超过2m3m。停泵停泵,关闸板防喷器关闸板防喷器,求立管压力求立管压力Pd,套管压力套管压力Pa。地层压力地层压力Pp=0.0098 mH+Pd。如如m的钻井液不能产生负压的钻井液不能产生负压,需进一步降低钻井液密度需进一步降低钻井液密度,直至产生欠平衡。直至产生欠平衡。确定欠平衡钻进时钻井液密度确定欠平衡钻进时钻井液密度:m=102(Pp-P)/H1 1、求地层压力的方法、求地层压力的方法2023-1-222欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座八、八、欠平衡钻井施工要点欠平衡钻井施工要点（2）安装回压阀时求地层
16、压力的方法）安装回压阀时求地层压力的方法 由于欠平衡钻井所使用的钻具带有内防喷工具由于欠平衡钻井所使用的钻具带有内防喷工具,所以地层所以地层压力可按下列步骤求出。压力可按下列步骤求出。关井、记录套压关井、记录套压;由记录中查出压井排量时的压耗由记录中查出压井排量时的压耗;开泵并将排量调整到压井时的排量开泵并将排量调整到压井时的排量,在此过程中用节流阀在此过程中用节流阀控制套压不变控制套压不变;记下此时的泵出口压力记下此时的泵出口压力;停泵并关节流阀停泵并关节流阀;PS=泵出口压力泵出口压力-压井排量时的压耗压井排量时的压耗;则有则有1 1、求地层压力的方法、求地层压力的方法2023-1-223
17、欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座八、八、欠平衡钻井欠平衡钻井压力控制压力控制 以胜利油田为例：以胜利油田为例：关井求压后关井求压后,计算出欠平衡钻进时钻井液密度计算出欠平衡钻进时钻井液密度,并根据地层压力、井内钻井液并根据地层压力、井内钻井液密度、欠压值大小等决定是否压井。密度、欠压值大小等决定是否压井。关控制头旁侧液动闸门关控制头旁侧液动闸门,开开3#3#液动平板阀液动平板阀,开闸板防喷器开闸板防喷器,开泵开泵,按体外循环按体外循环系统流程进行三开欠平衡钻进。系统流程进行三开欠平衡钻进。在保持入口钻井液一定的密度和排量下欠平衡钻进在保持入口钻井液一定的密度和排量下欠平衡钻进,回压的控制是
18、通过控制回压的控制是通过控制立压来实现的立压来实现的,通过调节节流阀通过调节节流阀,保持立压不变保持立压不变,此时此时,井底压力不变井底压力不变,欠压值不变。欠压值不变。只要保持入口钻井液一定的密度只要保持入口钻井液一定的密度,井口回压在允许范围内井口回压在允许范围内,就能实现欠平衡连就能实现欠平衡连续钻进。根据续钻进。根据Williams Williams 工具公司推荐工具公司推荐,旋转钻进时一般控制井口回压不超过旋转钻进时一般控制井口回压不超过1010MPaMPa,关井时控制头承受压力不超过关井时控制头承受压力不超过1414MPaMPa,否则需要考虑节流压井。否则需要考虑节流压井。停泵接单
19、根和更换胶心作业时停泵接单根和更换胶心作业时,应关闭液动节流阀前的平板闸门应关闭液动节流阀前的平板闸门,增加控制回增加控制回压压,直至环空压力达到平衡。直至环空压力达到平衡。每次接单根下钻到底或更换胶心后每次接单根下钻到底或更换胶心后,必须计算地层流体返到井口时间必须计算地层流体返到井口时间,并作好并作好放喷排气准备。放喷排气准备。地层压力发生变化、出口油气量增多或井口回压较大时地层压力发生变化、出口油气量增多或井口回压较大时,应通过调节钻井液应通过调节钻井液密度等方法密度等方法,改变欠平衡欠压值来确保欠平衡钻进的顺利实施。改变欠平衡欠压值来确保欠平衡钻进的顺利实施。2 2、欠平衡钻井回压控制
20、、欠平衡钻井回压控制2023-1-224欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座八、八、欠平衡钻井施工要点欠平衡钻井施工要点钻进时发生溢流钻进时发生溢流:发讯号发讯号坐岗工发现溢流后坐岗工发现溢流后,迅速通知司钻迅速通知司钻,司钻立即发出长笛讯号司钻立即发出长笛讯号,欠平衡欠平衡监督和值班干部立即上钻台负责全面指挥。监督和值班干部立即上钻台负责全面指挥。停止钻进、抢提方钻杆停止钻进、抢提方钻杆司钻发讯号的同时司钻发讯号的同时,迅速摘掉转盘离合器迅速摘掉转盘离合器,停止钻进停止钻进;同时同时,上提钻具并停泵上提钻具并停泵,使方钻杆下第一根钻杆露出转盘面使方钻杆下第一根钻杆露出转盘面0.150.15m
21、 m左右左右,内外钳工扣好内外钳工扣好吊卡。吊卡。开开3#3#液动平板阀液动平板阀场地工迅速打开场地工迅速打开3#3#液动平板阀液动平板阀,并将液动节流阀打开至并将液动节流阀打开至最大开度。最大开度。关封井器关封井器副司钻得到关井指令后副司钻得到关井指令后,迅速关井迅速关井,先关环形闸板后关半封闸板。先关环形闸板后关半封闸板。关节流阀关节流阀,录取溢流资料录取溢流资料指挥者在确认已关好封井器后指挥者在确认已关好封井器后,指挥井口岗先关液指挥井口岗先关液动节流阀、场地工再关液动节流阀前的平板闸门动节流阀、场地工再关液动节流阀前的平板闸门,待压力稳定后待压力稳定后,录取溢流资料录取溢流资料关关井套
22、压、关井立压、溢流时钻井液密度、钻井液增量等。井套压、关井立压、溢流时钻井液密度、钻井液增量等。计算地层压力计算地层压力,根据设计欠压确定欠平衡钻进时钻井液密度根据设计欠压确定欠平衡钻进时钻井液密度,并决定是否压井。并决定是否压井。卸方钻杆卸方钻杆,开闸板封井器开闸板封井器,调节远程控制台减压调压阀调节远程控制台减压调压阀,在环形防喷器关闭情在环形防喷器关闭情况下况下,上提一柱钻杆上提一柱钻杆,下入带旋转总成的一柱钻杆下入带旋转总成的一柱钻杆,安装好旋转总成安装好旋转总成,关控制头旁侧液关控制头旁侧液动闸门动闸门,开环形防喷器开环形防喷器,开泵开泵,进行欠平衡钻进作业。进行欠平衡钻进作业。3
23、3、欠平衡作业、欠平衡作业“四四七七”动作动作2023-1-225欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座八、八、欠平衡钻井施工要点欠平衡钻井施工要点 (1)(1)欠平衡钻进期间欠平衡钻进期间,井场用电控制装置必须防爆井场用电控制装置必须防爆(包括离心机、搅拌机等包括离心机、搅拌机等)。(2)(2)进入井场的车辆必须带防火帽。进入井场的车辆必须带防火帽。(3)(3)柴油机排气管带防火罩柴油机排气管带防火罩,并配备在充满天然气环境中的停车装置。并配备在充满天然气环境中的停车装置。(4)(4)消防工具、灭火器材在常规标准的基础上消防工具、灭火器材在常规标准的基础上,在液气分离器、循环罐、钻台在液气分离
24、器、循环罐、钻台上下等关键部位上下等关键部位,额外增加额外增加8 8L L 干粉、干粉、100100L L 泡沫灭火机各泡沫灭火机各4 4 支。支。(5)(5)钻台上下、循环罐配备鼓风机钻台上下、循环罐配备鼓风机,以防有害或可燃气体聚集。以防有害或可燃气体聚集。(6)(6)监督要根据风向预先指定三处监督要根据风向预先指定三处“安全指挥区安全指挥区”,”,在这三区中至少有一区在在这三区中至少有一区在任何时候须处于井口的上风位置。任何时候须处于井口的上风位置。(7)(7)体外循环系统点火装置体外循环系统点火装置,应距井口下风向应距井口下风向5050m m以下以下,以防发生火灾以防发生火灾,殃及井口
25、。殃及井口。(8)(8)三开前配备至少三开前配备至少20 20 套防毒面具套防毒面具,三台有毒气体检测仪。三台有毒气体检测仪。(9)(9)发现硫化氢后发现硫化氢后,立即停止欠平衡作业立即停止欠平衡作业,根据硫化氢浓度、井口压力大小等根据硫化氢浓度、井口压力大小等,采取有效压井措施。采取有效压井措施。(10)(10)井场工作人员严禁吸烟井场工作人员严禁吸烟,欠平衡钻进期间严禁动用明火及电气焊欠平衡钻进期间严禁动用明火及电气焊;带电作带电作业时业时,防止电打火。防止电打火。(11)(11)现场人员要接受井控、消防、现场人员要接受井控、消防、HSE HSE 培训培训,并熟练使用防护用品并熟练使用防护
26、用品,井架工以井架工以上岗位均持证上岗。上岗位均持证上岗。4 4、安全措施安全措施 2023-1-226欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座（1 1）常规钻井中钻进时井内压力情况）常规钻井中钻进时井内压力情况1 1、欠平衡钻井中井内压力情况欠平衡钻井中井内压力情况 （2 2）常规钻井中静止时井内压力情况常规钻井中静止时井内压力情况式中式中:Pm Pm 钻井液静液柱压力钻井液静液柱压力,MPaMPa;P PP P 地层压力地层压力,MPaMPa;P Pa a 环空压耗环空压耗,MPaMPa 。九、九、欠平衡钻井欠平衡钻井压力控制压力控制 由上式由上式(2)(2)可看出可看出,钻井液静液柱压力要比
27、地层压力大钻井液静液柱压力要比地层压力大1.51.55 5MPaMPa,有时考有时考虑维持井壁稳定虑维持井壁稳定,钻井液密度会更大钻井液密度会更大,这就可能造成钻井液对产层的损害。这就可能造成钻井液对产层的损害。(3)(3)欠平衡钻井中钻进时井内压力情况欠平衡钻井中钻进时井内压力情况式中式中:PP欠欠欠压值欠压值,MPaMPa;由于存在欠压值由于存在欠压值,所以在钻入产层后所以在钻入产层后,地层流体地层流体就会进入井筒内就会进入井筒内,实现欠平衡钻井。实现欠平衡钻井。2023-1-227欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座（1 1）钻井液静液柱压力）钻井液静液柱压力(P Pm m)2 2、影响
28、欠平衡钻井的压力影响欠平衡钻井的压力 （2 2）环空压耗环空压耗(P Pa a)钻井液静液柱压力与钻井液密度有关钻井液静液柱压力与钻井液密度有关;该压力直接作用在地层上该压力直接作用在地层上,直接影响直接影响欠压值的大小。欠压值的大小。九、九、欠平衡钻井欠平衡钻井压力控制压力控制 环空压耗是由于钻井液的流动而产生的环空压耗是由于钻井液的流动而产生的,与钻井液性能和钻井参数有很大与钻井液性能和钻井参数有很大的关系。该压力也是直接作用在地层上的关系。该压力也是直接作用在地层上,其大小对欠压值有影响其大小对欠压值有影响,尤其是在尤其是在低压的地层中低压的地层中 (3)(3)欠压值欠压值(P P欠欠)
29、欠压值是由地层压力和钻井液静液柱压力以及环空压力所确定。欠压值是由地层压力和钻井液静液柱压力以及环空压力所确定。(4)(4)井口回压井口回压(P P回回)当地层流体不断进入井筒内当地层流体不断进入井筒内,环空的静液柱压力不断下降环空的静液柱压力不断下降,欠压值也急剧升欠压值也急剧升高高,如果不在井口控制一定的回压如果不在井口控制一定的回压,从而控制地层流体的流入量从而控制地层流体的流入量,将会给欠平将会给欠平衡钻井带来很大的危害衡钻井带来很大的危害 (5)(5)地层压力地层压力(P PP P)2023-1-228欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座3 3、如何保证设计欠压值如何保证设计欠压值
30、九、九、欠平衡钻井欠平衡钻井压力控制压力控制 对于地层压力系数大于等于对于地层压力系数大于等于1.10,1.10,且钻井方式选择流体欠平衡钻井且钻井方式选择流体欠平衡钻井,可以可以采用控制井口回压的方法来保证设计的欠压值与实际欠压值相等采用控制井口回压的方法来保证设计的欠压值与实际欠压值相等,下式是下式是欠平衡钻井作业时的井底压力情况欠平衡钻井作业时的井底压力情况在在上上式中唯一能控制的只有式中唯一能控制的只有P P回回,通过调节通过调节P P回回保证保证该该式成立式成立,即保证了欠平即保证了欠平衡钻井时循环压耗等于欠平衡初始时的循环压耗衡钻井时循环压耗等于欠平衡初始时的循环压耗,即可保证设计
31、的欠压值即可保证设计的欠压值等于实际的欠压值。但随着井深增加等于实际的欠压值。但随着井深增加,新的立压参考值应为原循环压耗参新的立压参考值应为原循环压耗参考值加上由于井深增加段内的压耗与环空压耗值。考值加上由于井深增加段内的压耗与环空压耗值。2023-1-229欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座十、我国目前十、我国目前欠平衡钻井欠平衡钻井取得的进步及存在问题取得的进步及存在问题 1.1.进一步研究欠平衡钻井工艺技术。虽然国内对欠平衡钻井技术已进进一步研究欠平衡钻井工艺技术。虽然国内对欠平衡钻井技术已进行了一些理论研究，并已取得一些研究成果，但是，研究范围较窄，过去行了一些理论研究，并已取得一
32、些研究成果，但是，研究范围较窄，过去的研究工作，主要放在自然形成欠平衡条件下的边喷边钻技术上，其它方的研究工作，主要放在自然形成欠平衡条件下的边喷边钻技术上，其它方式的欠平衡钻井技术，如使用空气、氮气、泡沫、充气钻井液进行欠平衡式的欠平衡钻井技术，如使用空气、氮气、泡沫、充气钻井液进行欠平衡钻井，还很少涉及到，或者还没有深入地涉及到，所以需扩大研究内容。钻井，还很少涉及到，或者还没有深入地涉及到，所以需扩大研究内容。2.2.欠平衡钻井是一项技术性强、风险性大、施工难度高的系统工程，欠平衡钻井是一项技术性强、风险性大、施工难度高的系统工程，为确保施工安全，达到预期的欠平衡钻井的效果，做到有预见性
33、和科学性，为确保施工安全，达到预期的欠平衡钻井的效果，做到有预见性和科学性，在欠平衡钻井中应开展数值模拟研究，在研究中需建立精细的多个数学模在欠平衡钻井中应开展数值模拟研究，在研究中需建立精细的多个数学模型进行欠平衡钻井数值模拟，以此优化各项钻井参数，为欠平衡钻井设计型进行欠平衡钻井数值模拟，以此优化各项钻井参数，为欠平衡钻井设计和施工提供科学依据。和施工提供科学依据。3.3.国外欠平衡钻井主要用于钻水平井，因水平井段暴露在钻井液中的国外欠平衡钻井主要用于钻水平井，因水平井段暴露在钻井液中的地层面积较多，时间也较长，易于被污染，而欠平衡钻井具减少地层损害地层面积较多，时间也较长，易于被污染，而
34、欠平衡钻井具减少地层损害的最大优势，由此可获得巨大效益，对于这种情况，国外已有较多的钻井的最大优势，由此可获得巨大效益，对于这种情况，国外已有较多的钻井事例。而国内目前已由用欠平衡钻的井多数是直井，为了进一步增大欠平事例。而国内目前已由用欠平衡钻的井多数是直井，为了进一步增大欠平衡钻井的效益，国内应扩大欠平衡钻井技术的应用研究，使其不仅适用于衡钻井的效益，国内应扩大欠平衡钻井技术的应用研究，使其不仅适用于直井，也适用于水平井和定向井。直井，也适用于水平井和定向井。2023-1-230欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座十、我国目前十、我国目前欠平衡钻井欠平衡钻井取得的进步及存在问题取得的进步及
35、存在问题 4.4.国外在欠平衡钻井技术的应用中，重视欠平衡钻井技术的选择和正国外在欠平衡钻井技术的应用中，重视欠平衡钻井技术的选择和正确的设计，这也是欠平衡钻井成败的关键，这点也值得我们重视。确的设计，这也是欠平衡钻井成败的关键，这点也值得我们重视。5.5.国内虽然利用欠平衡钻井技术钻了一定数量的井，但与国外，特别国内虽然利用欠平衡钻井技术钻了一定数量的井，但与国外，特别是加拿大和美国的欠平衡钻井数相比，差跟甚大，所以应增大欠平衡钻井是加拿大和美国的欠平衡钻井数相比，差跟甚大，所以应增大欠平衡钻井井数，以提高欠平衡钻井的规模效益。井数，以提高欠平衡钻井的规模效益。6.6.欠平衡完井，是欠平衡钻
36、井的延伸，如欠平衡钻井后不能进行欠平欠平衡完井，是欠平衡钻井的延伸，如欠平衡钻井后不能进行欠平衡完井，那么，欠平衡钻井就失云了应有的作用。这方面的技术，国内虽衡完井，那么，欠平衡钻井就失云了应有的作用。这方面的技术，国内虽然有一些简单的完井方法，但非常欠缺，急需研究提高。然有一些简单的完井方法，但非常欠缺，急需研究提高。7.7.随着欠平衡钻井技术的发展外发展了一些较先进的欠平衡钻井地面随着欠平衡钻井技术的发展外发展了一些较先进的欠平衡钻井地面设备，如旋转防喷器（额定的动密封压力已达设备，如旋转防喷器（额定的动密封压力已达17.517.5MPaMPa）、）、闭式四相分离处闭式四相分离处理系统等，
37、这为安全、有效地欠平衡钻井提供了必要条件，有些设备国内理系统等，这为安全、有效地欠平衡钻井提供了必要条件，有些设备国内有些油田已引进。而国内也早在有些油田已引进。而国内也早在8080年代就开始进行研制旋转防喷器和钻井年代就开始进行研制旋转防喷器和钻井液液/气体分离器，但这些设备在某些设计结构上及技术指标上，与国外相比，气体分离器，但这些设备在某些设计结构上及技术指标上，与国外相比，还有一些差距，因此，还需在吸收国外设备先进技术的基础上，加强国内还有一些差距，因此，还需在吸收国外设备先进技术的基础上，加强国内的研制工作，使其系列配套，满足欠平衡钻井的需要。的研制工作，使其系列配套，满足欠平衡钻井
38、的需要。2023-1-231欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座十、我国目前十、我国目前欠平衡钻井欠平衡钻井取得的进步及存在问题取得的进步及存在问题 8.8.在使用可压缩性气体或充气钻井液的钻井中，应用常规的脉冲随钻在使用可压缩性气体或充气钻井液的钻井中，应用常规的脉冲随钻测量工具和泥浆马达受到限制。虽然国外在这方面作了研究改进，发展了测量工具和泥浆马达受到限制。虽然国外在这方面作了研究改进，发展了电磁随钻测量工具和空气马达，但电磁测量工具受一定深度的限制，空气电磁随钻测量工具和空气马达，但电磁测量工具受一定深度的限制，空气马在使用寿命还存在一定问题，在这些方面，国内可作一些探索性的研究。马在
39、使用寿命还存在一定问题，在这些方面，国内可作一些探索性的研究。9.9.欠平衡连续油管钻井技术与常规钻井技术相比，具有钻井效率高，欠平衡连续油管钻井技术与常规钻井技术相比，具有钻井效率高，在整个作业过程中因不连接钻杆，可始终保持负压条件，能有效地减少地在整个作业过程中因不连接钻杆，可始终保持负压条件，能有效地减少地层损害，钻井安全可靠等优点，由于这些优点，适合其它欠平衡钻井方法层损害，钻井安全可靠等优点，由于这些优点，适合其它欠平衡钻井方法不适合的高压和含不适合的高压和含H2SH2S地层的钻井。国外已大力发展，而我们国内不未涉及，地层的钻井。国外已大力发展，而我们国内不未涉及，对此，国内就手对该
40、项技术进行一些理论上的探索和研究，以便了解和认对此，国内就手对该项技术进行一些理论上的探索和研究，以便了解和认识该项技术，为发展该技术打下基础。识该项技术，为发展该技术打下基础。10.10.欠平衡连续油管钻井技术具有独特的优越性，最适宜浅油气层、小欠平衡连续油管钻井技术具有独特的优越性，最适宜浅油气层、小井眼钻井、老井加深及侧钻，特别是低压或枯竭油气藏的侧钻水平井，我井眼钻井、老井加深及侧钻，特别是低压或枯竭油气藏的侧钻水平井，我们国内有一定数量的老井加深、老井侧钻、小井眼钻井、浅气层及低压油们国内有一定数量的老井加深、老井侧钻、小井眼钻井、浅气层及低压油气藏的钻井，而目前国内有些油田正在大力
41、开展欠平衡钻井。因此，利用气藏的钻井，而目前国内有些油田正在大力开展欠平衡钻井。因此，利用该项技术提高这些井的钻井效率、降低钻井成本、提高油气采收率具有较该项技术提高这些井的钻井效率、降低钻井成本、提高油气采收率具有较大的潜力，建议发展该项技术。大的潜力，建议发展该项技术。2023-1-232欠平衡钻井技术讲座欠平衡钻井技术讲座十、我国目前十、我国目前欠平衡钻井欠平衡钻井取得的进步及存在问题取得的进步及存在问题 11.11.为了缩短研究周期的减少研制费用，在发展该项技术中，充发利用为了缩短研究周期的减少研制费用，在发展该项技术中，充发利用国内赶紧的用于修井作业的连续油管装置，在此基础上，有选择
42、性的引进国内赶紧的用于修井作业的连续油管装置，在此基础上，有选择性的引进或自行研制一些配套的专用设备和工具。或自行研制一些配套的专用设备和工具。12.12.由于欠平衡钻井的特殊性，欠平衡钻井不同于常规钻井，要使欠平由于欠平衡钻井的特殊性，欠平衡钻井不同于常规钻井，要使欠平衡钻井获得成功，除了正确的钻井设计和先进的设备外，还需要有技术熟衡钻井获得成功，除了正确的钻井设计和先进的设备外，还需要有技术熟练素质较高的作业人员，因此，国外重视钻井人员的操作技术及井控技术练素质较高的作业人员，因此，国外重视钻井人员的操作技术及井控技术的培训，这点值得我们重视。的培训，这点值得我们重视。13.13.在欠平衡钻井中，为了克服密度充气钻井液的缺陷，国外发展了低在欠平衡钻井中，为了克服密度充气钻井液的缺陷，国外发展了低密度，不可压缩的空心玻璃球密度，不可压缩的空心玻璃球 钻井液，该钻井液能解决充气钻井液遇到的钻井液，该钻井液能解决充气钻井液遇到的大多数问题，又能保持欠平衡钻井的优点，能大幅度降低欠平衡钻井成本，大多数问题，又能保持欠平衡钻井的优点，能大幅度降低欠平衡钻井成本，为此，建议国内研究应用该项技术。为此，建议国内研究应用该项技术。2023-1-233
