1、论欠平衡钻井技术及其发展摘要：欠平衡钻井是国际上 20 世纪 90 年代初兴起的提高勘探开发效益的钻井新技术。在打开油气层后，如果钻井参数、钻井方式、钻井液性能等选择不当，会对生产层造成不必要的损害。欠平衡钻井对保护油气层是一种理想的钻井技术，对生产层的保护和开发具有重要现实意义。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。 关键词：欠平衡 钻井 发展 趋势 一、概述 欠平衡钻井指在钻井过程中钻井液柱压力低于地层压力、允许地层流体进入井筒，并可将其循环到地面的可控制的钻井技术。欠平衡钻井的
2、主要作用及意义在于：欠平衡钻井中，地层流体进人井筒，可为及时发现和准确评价油气层提供最直接的地质信息；显著降低因钻井液固相与液相侵人对储层造成的伤害，有效地保护油气层；钻井过程中负压差的存在，可消除在常规钻井过程中正压差的存在对井底岩屑造成的压持作用，从而大大提高机械钻速和钻头进尺，缩短钻井周期，并减少储层的浸泡时间，也有利于保护油气层；减少井漏、压差卡钻等复杂情况的发生。 欠平衡钻井可分为两种类型：边喷边钻和人工诱导的欠平衡钻井。所谓边喷边钻，一般是在地层压力系数大于 1.10 时，采用常规钻井液，用降低钻井液密度来实现欠平衡钻井；而人工诱导法欠平衡钻井，一般是在地层压力系数小于 1.10、
3、采用常规钻井液无法实现欠平衡钻井时而直接使用低密度流体（气雾、泡沫、空气、二氧化碳、天然气、氮气等）作循环介质，或往钻井液基液中注气等方法，实现欠平衡钻井。 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，以下是国外目前比较先进的专用装备。 欠平衡钻井技术能够迅速发展是因为它能很好的克服钻井作业过程中的难题并避免一些复杂情况的发生、能有效地降低油气田的勘探开发成本。从目前国内外研究及应用情况来看，其优点有：减少对油气层的伤害，有效保护油气层，提高油气井的产量；实时发现地质异
4、常情况，及时评价低压低渗油气层；有效控制漏失，减少和避免压差卡钻等井下复杂情况的发生，减少作业和相关的费用；提高机械钻速，延长钻头使用寿命，缩短钻井周期，降低钻井成本可以在钻井过程中生产油气。 缺点有：循环系统的稳定性（压力波动） ；油层伤害（过平衡状态，逆流自吸，地层液体配伍，出砂等） ；井壁稳定性（力学，物理，化学作用） ；安全问题（井下爆炸或燃烧，井控问题，H2S 腐蚀） ；经济因素（设备，材料，环境问题） 。 二、国内外的欠平衡钻井技术 欠平衡钻井作业的关键技术包括产生和保持欠平衡条件（有自然和人工诱导两种基本方法） 、井控技术、产出流体的地面处理和电磁随钻测量技术等。到 2006 年
5、，欠平衡钻井技术的进展主要集中在井控、钻井液、程序设计、特殊工具等方面。国外已经能成熟运用新一代欠平衡钻井技术，即在钻进、接单根、换钻头、起下钻等全部作业过程中始终保持井下循环系统中流体的静水压力小于目标油气层压力，同时欠平衡钻井技术也越来越多地与水平井多分支井及小井眼钻井技术相结合，有效开发了一些新老油田，其应用范围日益广泛，美国已将其列为 21 世纪急需的钻井技术。国外已经实现了全过程的欠平衡钻井、完井。欠平衡钻井技术发展有如下几个关键方向：钻井模型分析；更有效的钻井液；更有效的井底导向系统与马达；有利于新的钻井液的井控与地面分离系统；集成化趋势。未来欠平衡钻井技术将进一步朝安全、简便和适
6、用的方向发展。这项技术对于保护油层和提高钻井速度具有重要意义，将广泛用于低压低渗油田和老油田。 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。新疆、中原、大港、胜利等油田引进了一批设备，钻成了一批欠平衡井，具有了一定的经验。 “九五”期间大港油田针对前第三系深层勘探进行了欠平衡钻井完井技术综合研究，在千米桥潜山和乌马营潜山采用低密度无固相钻井液体系实施了欠平衡钻井工艺技术，完井采用射孔完成，成功的发现了千米桥潜山亿吨级的凝析油气田，揭示了乌马营潜山储油气藏特征。截止到 2006 年，大港油田已经先后引进了三套主要
7、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。 三、钻井技术的发展趋势 欠平衡钻井技术发展有如下几个关键方向：钻井模型分析；更有效的钻井液；更有效的井底导向系统与马达；有利于新的钻井液的井控与地面分离系统；集成化趋势。未来欠平衡钻井技术将进一步朝安全、简便和适用的方向发展。这项技术对于保护油层和提高钻井速度具有重要意义，将广泛用于低压低渗油田和老油田。 随着中国欠平衡技术认识的不断加深，该技术开始逐渐被应用于老油田的
8、开发，今后欠平衡技术在中国的应用范围将逐渐扩大，设备配套国产化的进程将逐渐加快，实现全过程欠平衡将成为今后中国各油田发展的目标。未来欠平衡钻井技术将和水平井，分支井，连续管钻井一样，成为一种趋势，而它们之间的结合应用是经济有效开发新老油藏的发展方向。欠平衡技术加水平井，导向钻井，用于提高勘探成功率；欠平衡技术加水平井，用于提高开发效益；欠平衡技术与连续软管钻机，老井加深、老井侧钻，小井眼钻井技术，用于老油气田改造挖潜；欠平衡技术加超常水平井、分支水平井，用于低渗，强水敏油气田增产改造，部分代替水力压裂。钻井技术和井控技术的进步已经使欠平衡钻井技术成为开采油气的一种既安全又经济的手段，尤其是针对油气田开发后期的低压低渗油藏。 四、结语 总之，国外欠平衡钻井领域已经形成一个相当成熟、完备的专利技术体系。大量专利技术已经实现产业化。我国也已拥有相当雄厚的专利技术实力。随着我国相关工业标准的陆续颁布、实施，一个拥有自主知识产权的欠平衡钻井技术标准体系即将诞生。和其他行业一様，我国钻井行业也将快速实现知识产权崛起。
