欠平衡钻井技术研究与应用

欠平衡钻井技术 研究与应用胜利石油管理局 钻井工艺研究院

目一、前言

录

二、胜利油田欠平衡钻井技术研究情况

三、欠平衡钻井技术解决钻探技术难题的优越性

四、欠平衡钻井技术在钻探中的应用五、认识与建议

一、前 言钻井技术在勘探开发领域占有非常重要的地位， 随着勘探对象复杂程度的日益提高，对钻井技术的 要求也越来越高。各种配套的钻井技术相继得到开

发和应用，欠平衡钻井技术就是其中之一。美国和加拿大是欠平衡钻井技术最先进和应用最广泛的国 家。胜利油田承担并完成了中石化“十条龙”科技 攻关项目“欠平衡压力钻井配套技术研究”,并在 钻井实践中进行了应用。

二、胜利油田欠平衡钻井技术研究情况国外情况调研 50年代开始采用空气钻坚硬 岩石，目的在于提高机械钻速、 避免严重漏失、减少压差卡钻 和延长钻头寿命。 60年代到70年代末，随着泡 沫技术的发展。进一步扩大了 欠平衡钻井技术的应用。

80年代由于缺乏有效的井口 控制设备，受安全因素制约， 该项技术的发展受到影响。

胜利欠平衡钻井技术研究情况

90年代，在开 发边际油藏、衰竭油 藏以及低压和多裂缝 油藏时，发现常规钻 井对这些油藏所造成 的伤害非常严重，影 响了油气井产能。 保护油气层的欠平衡钻井技术再次得到重视。

胜利欠平衡钻井技术研究情况

水平井产层裸露面积大，地层伤害的可能性高，伤害程度

也严重，合理地运用欠平衡钻井技术，可以克服这一问题。

水平井技术+欠平衡技术

最有效的油田开发技术

胜利欠平衡钻井技术研究情况

国内情况调研

从二十世纪九 十年代中后期开始 引进旋转防喷器等 主要设备，并进行 欠平衡钻井试验研 究，部分油田选择 合适的地层进行了 探索性试验。

胜利欠平衡钻井技术研究情况

大港油田

应用推广了以欠平衡钻井为主体

的十大井筒技术。发现亿吨级规模的千米桥潜山含气构造带。

胜利欠平衡钻井技术研究情况

塔里木油田引进了美国Williams 公司的旋转控制头， 在解放128井采用欠 平衡钻井技术，解决 了灰岩裂缝性储层钻 井液漏失和油气层污 染问题。

胜 利 油 田98年立项研究，2000年承担中石化“十条龙 ”科技攻关项目“欠平 衡压力钻井配套技术研 究”。包括5个课题，于

2002年10月通过中石化集团公司的验收。SLUBDSLUSDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUSDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBD

项目主要研究成果1、确定了胜利油田适合欠平衡钻井的油藏类型为特殊岩性油藏和低渗透油藏。特 殊岩性油藏发育有裂缝和孔洞，常规钻井裂 缝易受到

固相颗粒和漏失钻井液的损害。低 渗透油藏泥质含量高、孔喉细小，水敏、水

锁损害严重，渗流通道微裂缝易被堵塞，导致产能大幅度降低。SLUBDSLUSDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUSDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBD

主要研究成果

2、研究开发了具有静态 设计和动态数值模拟功能的欠 平衡钻井软件，提出了欠平衡

钻井设计方法，完成了行业标准《欠平衡钻井技术规范 第1 部分：设计方法》的编写工作 ，是我国制定的第一部欠平衡 钻井设计标准，已颁布实施。SLUBDSLUSDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUSDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBD

主要研究成 果

3、研究了配臵合理、功能齐全、适应性强的 欠平衡钻井循环流程。欠平衡钻井专用设备具有 模块化的特点，独立于钻井队的循环系统，不影 响井队在欠平衡钻井之前的施工，便于欠平衡钻 井技术的推广。SLUBDSLUSDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUSDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBD

主要研究成果

4、引进和配套了8套

欠平衡钻井装备，满足了 井口压力控制以及对油、 气、钻井液进行分离的要 求，形成年施工50口井的 服务能力；完成了行业标 准《欠平衡钻井技术规范 第2部分：井口压力控制 及地面装臵配备要求》的 编写工作，已颁布实施。SLUBDSLUSDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUSDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBD

主要研究成果

5、形成了液相欠平衡 钻井技术主要包括负压差设计 与控制、施工技术措施及

以多元醇和正电胶为主处理剂的钻井液体系。SLUBDSLUSDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUSDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBD

主要研究成果

6、形成了充(氮)气 欠平衡钻井技术主要包括充(氮)气设备、充气钻井循环流程、充

气钻井多相流设计计算、基液的性能维护、防腐技术及 施工技术措施。SLUBDSLUSDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUSDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBD

主要研究成果

7、完成了水泥浆胀封多个管外封隔器完井工艺技术研究及配套工具的开发， 可以同时胀封3-6个管外封隔器，满足了 非固井完井条件下封隔水层和分层开采的 需要。SLUBDSLUSDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUSDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBD

管 外 封 隔 器 完 井

油层

油层

(1)管串结构 (2)胀封隔器，打开分级箍(3)上部注水泥

三、欠平衡钻井技术解决钻探技术难题的优越性

1、井控上的灵活性常规钻井首先靠钻井液的液柱 压力平衡地层压力，发生溢流，需 要关井、排除溢流或压井。 欠平衡钻井，发生溢流，不需 要关井，可以在旋转防喷器的控制 下继续钻进，其在井控上的灵活性 ，拓宽了该技术的应用范围，使得 它不仅仅在欠平衡钻井中使用，在 常规钻井时，采用旋转防喷器来强 化安

全保障和保护环境。SLUBDSLUSDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUSDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBD

欠平衡钻井技术解决钻探技术难题的优越性

2、解决井漏问题

在循环失返或漏失量很大的情况下，常规钻 井首先采取堵漏措施或采用清水强钻技术。在高 漏失地层堵漏效果往往不理想，清水强钻也只有 在条件合适、水源充足的情况下才能实施，欠平

衡钻井采用低密度钻井流体可以减少漏失甚至解决漏失。SLUBDSLUSDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUSDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBDSLUBD

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