欠平衡钻井技术及技术规范

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1、欠平衡钻井配套技术及技术规范集团公司技术培训课件西部钻探克拉玛依钻井院宋朝晖伊明主要内容第一部分欠平衡钻井技术简介第二部分全过程欠平衡钻井技术第三部分井下套管阀技术第四部分欠平衡钻井技术规范第五部分总结第一部分欠平衡钻井技术简介1、欠平衡钻井定义及特点2、欠平衡钻井技术分类及特点3、欠平衡钻井配套技术装备4、欠平衡钻井技术发展趋势欠平衡钻井定义使钻井流体施加在井底的压力小于地层孔隙压力，有效控制地层流体流入井筒，并对其进行处理的钻井方式。1、欠平衡钻井定义及特点欠平衡钻井发展历程1284在中国第一次顿钻钻井1880s第一次用空压机钻矿井1895用水进行旋转钻

2、井1920s第一次用空压机钻油气井1920第一次用泥浆钻井1928第一次使用防喷器1932第一次应用充气泥浆钻井1955空气钻井开始被广泛应用1960s四川油田、新疆油田尝试了欠平衡钻井技术1970s第一次应用稳定泡沫钻井1988第一次应用欠平衡技术在AustinChalk钻高压气井1993第一次应用连续管钻欠平衡井,1995年开始用于欠平衡水平井1997第一次在海上应用欠平衡钻井1980s中石油欠平衡钻井技术开始深入研究与试验1990s中石油欠平衡钻井技术迅速发展欠平衡钻井在美国的应用美国专家调查预测，未来几年欠平衡钻井仍然有较高的潜力。陆上使用欠平衡钻井的比例将

3、达到37%，海上将达到12%。2006年世界欠平衡钻井领域排行榜欠平衡和气体钻井技术是九十年代在国际上被广泛应用起来的一项钻井新技术，在北美地区尤为突出。欠平衡及气体钻井技术已成为继水平井技术之后的第二个钻井技术发展热点。不同岩石类型中进行的欠平衡钻井产量增加的幅度BP公司21世纪里程碑石油技术上世纪九十年代最受欢迎的钻井技术在世界范围内的应用增长迅速已成为开发一些压力衰竭油气藏的重要或唯一手段欠平衡钻井的主要应用目的欠平衡钻井在勘探开发中的作用主要体现在勘探上：提高低压、复杂岩性、水敏性、裂缝性等类储层油气的发现和保护开发上：通过有效地保护储层，提高单井产量，降低

4、开发综合成本钻井工程上：提高了钻速，减少了井漏用UBD要有针对性UBD推荐的地层及油藏坚硬低钻速地层低压易漏地层污染敏感性地层水敏及易湿相乳化的地层裂缝及溶洞性灰岩地层渗透率小于1mD的致密性油藏压力衰竭的油藏渗透率大于1000mD的高渗油藏容易湿相乳化的油藏裂缝性发育油藏不适宜进行欠平衡钻井的地层1.松散地层(HighlyUnconsolidatedFormations)2.具有塑性流动特性的岩盐层3.受强应力作用／非稳定泥岩地层4.含高浓度H2S地层因此，欠平衡钻井作业总体具有以下优势１.提高机械钻速２.降低钻井成本３.保护油气层，提高油气产量４.消除压差卡钻５

5、.降低后期改造作业费用６.正确评价油气层提高勘探精度和勘探成功率但！欠平衡钻井作业的局限性１.空气钻井钻遇储层存在井下燃爆风险２.连续欠平衡钻井对地层条件要求高３.钻井作业井控风险相应增加４.钻井成本相应增加2、欠平衡钻井技术分类及特点欠平衡钻井分类根据所使用的循环介质，将欠平衡井分为：空气与天然气钻井[Airandnaturalgasdrilling]雾化钻井[Mistdrilling]泡沫钻井[Foamdrilling]充气泥浆钻井[NitrifiedFluiddrilling]液相欠平衡钻井[Flowdrilling]地层压力系数与钻井介质平衡关系高压区；UB

6、D钻井液为单相液体工艺的选择－取决于储层压力系数UBD常用作业区是指人为控制钻井液有效液柱压力低于产层地层压力，使产层流体进入井筒，循环到地面，并可以得到有效控制的一种钻井工艺技术。它是在防喷系统的作用下，使地层流体有控制地进入井眼，通过旋转防喷器的导流，使含有地层流体的钻井液经过气液分离器、撇油罐等地面设备处理后，重新泵入循环罐参与正常循环的一种钻井工艺技术。避免常规过平衡钻井，因压差问题导致的储层伤害；可及时发现油气层,利于探井评价.欠平衡钻井工艺可提高机械钻速，降低综合作业成本，具有良好的经济效益和社会效益。特点：液相欠平衡钻井技术液相欠平衡钻井,作用于井底的

7、环空压力包括:1.液柱压力(取决于钻井液密度);2.循环压耗(取决于井身结构,钻具结构);3.施加于井口的回压。基本条件泥浆液柱压力+循环压耗+欠压差值＜地层孔隙压力目标在钻井过程中,通过联合控制钻井液液柱压力与井口回压值,实现:[地层孔隙压力]-[钻井液液柱压力+循环压耗+井口回压值]∈[欠压差值]欠平衡钻井的压力区间欠压差值根据地层的坍塌压力来决定，通常取值大于坍塌压力，经验数值取200-300PSI(具体根据油藏特点确定)。钻井液技术要求正常循环状况下，应保持所希望欠平衡压差值具有良好的井壁稳定及井眼净化能力与地层流体及气体有良好的兼容性具有良好的防护套管