欠平衡钻井技术的发展与展望
浅谈欠平衡钻井技术的发展
２ ）欠平衡钻井模型会更加完善 ， 计算结果将更切合实际。 ３ ）欠平衡钻井技术 中与套管钻井相结合 的技术也逐渐完善。 ４）最终会慢慢推广和应用关 于空气钻井 、泡沫钻井、雾化钻井等
技术 。
改进 的欠平衡钻井技术将更安全 、 简便和适用。而且这项技术的发 展对于发现低孔低渗储层油气 、保护油气层 、提高钻井速度有非常重要 的意义 ， 最终在低压低渗油 田和老油田将被广泛应用 。 ５ 结论 就 目前而言 ，我 国在油气资源勘探开发方面要面对开发中后期老油 气 田的改造开发 的问题 ，稠油 、致密气层 等非常规油气 资源的开发问 题 ，低压 、低渗 、低产能油气资源开发的问题 ，还有复杂储层物性和复 杂地质条件油气资源开发的问题 以及世界石油市场竞争 的挑战。所以， 我国２ 世纪油气资源开发中欠平衡钻井技术将是不可或缺的主干技术之 ｌ
术 、工 艺和 装备 逐 步迈 进 。
４ 欠平 衡钻井 的发 展趋 势
】 由于工具逐步的改进 ， 平衡钻井技术将要得到更为广泛的应 ） 欠
用。
７ 常规钻井液钻井 （ ） 采用密度减轻剂） ，密度适用范围大于０ 克位 方 ． ９
厘米；
８ 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。
术。
１２ 欠 平 衡钻 井分 类 ．
１）气 体钻 井 ，包 括空 气 、天 然气 和氮 气钻 井 ，密 度适 用 范 围
０～ ．２ 位 方厘 米 ； ０ｏ克
２） 雾化钻井，密度适用范围０ ２— ． 克位 方厘米 ； ． ００ ０ ７ 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 Ｏ０ ０６克 ， 厘 米 ； ． ７～ ． ０ 立方 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 — ． ． ０ 克位 ７ ９ 方厘米，是应用广泛的一种欠平衡钻井方法 ； ５）水或 卤水钻井液钻井 ，密度适用范围】 ３ 克位 方厘米 ； ～１ Ｏ ６）油包水或水包油钻井液钻井 ，密度适用范 围为０８ ． 克／ ．～１ ２ ６方 ０
欠平衡钻井的应用条件与装备技术进展
欠平衡钻井的应用条件与装备技术进展
欠平衡钻井（underbalanced drilling，UBD）是一种新型的钻井方法，相对于传统的正平衡钻井（overbalanced drilling），其应用条件与装备技术进展有如下几个方面。
欠平衡钻井的应用条件取决于井下地层的特性。
一般来说，欠平衡钻井适用于含有高
压天然气、高渗透地层、低压油气藏和高含水层等特殊地质条件下。
这些地质条件要求在
钻井过程中保持井底对地层的压力小于地层压力，以避免钻井过程中对油气层或水层的损
害和污染。
欠平衡钻井的应用还需要具备相应的装备技术。
与正平衡钻井相比，欠平衡钻井需要
使用特殊的钻井液，通常采用气体（如氮气、氩气）或者轻质液体（如柴油、清水）作为
钻井液，以保持井底压力小于地层压力。
还需要配备欠平衡钻井系统，包括钻井井架、钻
塞和欠平衡管柱等装备，以确保钻井操作的安全和稳定性。
装备技术在欠平衡钻井中的应用也不断取得进展。
近年来，随着油气勘探开发和钻井
技术的不断提升，欠平衡钻井技术也得到了进一步的发展。
钻井液的设计与优化得到了改进，可以计算和控制钻井液的流量和压力，使欠平衡钻井操作更加准确和稳定。
中空玻璃
球技术、气体泡技术和持续泡技术等新型装备技术的应用，进一步提高了钻井过程中的操
作效率和井下作业的安全性。
欠平衡钻井的应用条件与装备技术进展是相辅相成的。
只有在具备适合的地质条件下，并配备相应的装备技术，才能更好地实施欠平衡钻井作业，为油气勘探开发和生产提供更
有效的技术支持。
随着技术的不断发展，欠平衡钻井在未来将会得到更广泛的应用。
浅谈欠平衡钻井工艺技术现状以及应用前景分析
浅谈欠平衡钻井工艺技术现状以及应用前景分析发布时间：2021-04-15T15:35:44.980Z 来源：《工程管理前沿》2021年第2期作者：常东山[导读] 欠平衡钻并是国际上90年代初再次兴起的提高勘探开发效益的钻井新技术。
常东山中石化中原石油工程公司西南钻井分公司，四川成都，610051摘要欠平衡钻并是国际上90年代初再次兴起的提高勘探开发效益的钻井新技术。
我国在总结以往经验教训的基础上．近几年来在油、气田勘探开发方面已有一些单位进行了技术研究和现场试验．并取得了显著的效益。
文中介绍欠平衡钻并的基本概念、条件、优点；实现欠平衡钻井的主要方法、关键技术；欠平衡钻井主要装备及其作用；国内外欠平衡钻井现状和技术水平关键词：欠平衡钻井钻井液工艺技术设备欠平衡钻井的基本概念有多种表述，无论哪种表述都应包含以下两个主要内容：第一，井筒藏柱压力一定要小于所钻储层的孔隙压力；第二，地层流体一定要有控制地流人井筒。
因此，地层流体在储层压力下向井筒连续流动所进行的有控制的钻井，叫做欠平衡钻井。
欠平衡钻井技术是在勘探开发难度日益增加，国际石油市场激烈竞争的条件下应运而生的。
应用该技术解决了许多困难和复杂的勘探开发问题，提高了产量、降低了成本．正在成为继水平井技术之后的第二个钻井技术发展热点。
1欠平衡钻井的优点在常规过平衡或近平衡钻井中，钻井液除具携带岩屑、稳定井壁、冷却钻头等作用以外，更为重要的是平衡地层压力，防止地层流体进入井筒。
而欠平衡钻井则有意识地改变井底循环压力，使其低于产层压力，当继续钻进时，这个欠平衡压力使产层流体流入井筒，从而避免了流体潺失和降低地层伤害1.1减少地层伤害欠平衡钻井过程中，驱使钻井液中的固相和液相进入产层的正压差消除了．因此，减少了固相与液相侵入产层近井地带造成的地层伤害。
尤其在钻水平井井段时，产层长时间被浸泡在钻井液中．欠平衡钻井更能较好地保护产层。
如果钻遇储层能量较低的衰竭油气藏时，井筒周围一旦发生伤害．这些伤害是不易消除的，而欠平衡钻井技术则是非常好的保护技术。
欠平衡钻井的应用条件与装备技术进展
欠平衡钻井的应用条件与装备技术进展【摘要】欠平衡钻井是一种在井下压力维持高于地层压力的钻井技术，通过控制井底压力大于井口压力来避免井漏和井喷。
本文首先介绍了欠平衡钻井的基本原理，包括其优点和适用条件。
接着详细分析了欠平衡钻井的应用条件，探讨了在不同地质条件下的适用性和效果。
随后对欠平衡钻井的装备技术进行了深入解析，包括各种新型设备的应用和发展趋势。
文章还探讨了欠平衡钻井在油田开发中的作用，总结了其对提高钻井效率和降低成本的重要性。
展望了欠平衡钻井的应用前景，指出了技术挑战和未来发展方向。
欠平衡钻井技术的不断创新和发展将为油田开发带来更多的机遇和挑战。
【关键词】欠平衡钻井、应用条件、装备技术、油田开发、作用、发展趋势、应用前景、技术挑战、未来发展方向1. 引言1.1 欠平衡钻井的应用条件与装备技术进展在油田勘探与开发过程中，欠平衡钻井可以有效地提高钻井效率、降低钻井风险、确保油井稳定生产，因此备受业内关注。
欠平衡钻井并非适用于所有情况，其应用条件需要综合考虑油藏性质、地层条件、钻井井底情况等因素。
针对欠平衡钻井的装备技术也在不断创新发展，包括钻井液系统、气体循环系统、钻井工具等，以提高钻井作业的效率和安全性。
欠平衡钻井技术的不断进步将进一步推动油田开发的发展，并在未来取得更广泛的应用和推广。
2. 正文2.1 欠平衡钻井的基本原理欠平衡钻井是一种通过在井内维持一定的压力差，使井内压力低于地层压力的钻井技术。
其基本原理是利用气体、液体或泡沫等轻质钻井液替代传统的重质钻井液，以减少钻井工艺中产生的地层损害和环境污染。
在欠平衡钻井过程中，钻井液通过钻头进入井底，将岩层中的地层水和气体排出井面，有效地减少了钻井液对地层的侵蚀和封堵作用。
通过欠平衡钻井，能够有效地提高钻井速度，降低井眼固定、掉漏等钻井事故的风险，减少井壁塌陷和阻塞等问题，提高钻井质量和效率。
欠平衡钻井还可以实现减少环境污染、节约能源、提高油气开采率等多种经济和环保效益。
石油机械(欠平衡钻井技术,管汇、及井口装置)
每打一只钻头均对井口设施试压一次，确保万无一失。
3.两套钻井液体系的准备
根据地层压力确定合适的钻井液密度，在作业前准备两套泥浆体系：欠
平衡钻井液体系、近平衡压井液体系（如果需要）。
十、欠平衡钻进中的几个重要步骤
1、钻井液体系的转换
2、接单根 3、换胶芯 4、确定近平衡压井液密度（如果需要） 5、起下钻
九、欠平衡钻井前的几个关键环节
1.合理的井口回压设计 井口回压=地层压力-（环空压耗+钻井循环介质柱压力+欠压值） 在欠平衡钻进过程中回压控制大小直接关系到井底欠压值的大小及是否 能够达到欠平衡状态。一般井口回压设计为1.4～２.1MPa。
2.井口装置的试压
一般使用堵塞器单独对井口防喷器装置进行试压，环形防喷器试压到额 定工作压力的70%，闸板防喷器、压井管汇试压到额定工作压力，节流 阀后的部分比其额定工作压力低一个压力等级试压。
美国Control Flow公司70MPa型专用节流管汇
冷却润滑系统
1.新型耐高压耐磨密封胶芯； 2.万能快速更换轴承总成； 3.液压锁紧安全卡箍； 4.正压轴承润滑； 5.轴承水冷系统； 6.动力控制系统；
7.钻台控制监控台；
8.数字信息采集系统－DIGS。
太阳能自动点火装置
防回火装置
六、井口装备的分级
g/cm3； ⑶常规钻井液钻井。密度适用范围大于1.10 g/cm3； ⑷采用密度减轻剂钻井液钻井技术，密度适用范
围大于0.9 g/cm3。
6.泥浆帽钻井(Mudcap Drilling)。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。
五、欠平衡钻井所需设备
欠平衡钻井的应用实例（国内）提高勘探 精度
浅析欠平衡钻井技术的研究现状及发展趋势
部分 油 田储层 已进 入低 压 、低 渗储 层 、衰竭储 层 、难采储 层 ，就 国内而 言 ，
难 动 用 的储量 就 高达 ６ Ｏ多亿 吨 。 与此 同 时，各 油 田钻井 过 程 中处理 井漏 、 且 成为 钻 井成 本 居高 不 下 的主 要 因素 。 也 因处 理上 述 复杂 情 况 导致 钻 井速
１ ３ 篓 一
中国化 Ｉ ： 贸易 Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｔ ｒ ａ ｄ ｅ
蠢 强拣
浅析 欠平衡钻井技 术的研 究现状及发展趋 势
任建新
胜 利油 田渤海 钻井 总公 司
摘要 ：随 着全 球石 油工 业 的飞速 发展 ， 陆上石 油钻 采面 临 的压力 不 断攀 升 ：一方 面 ，油气
井 斜 、卡 钻、 出水 、井 壁 坍 塌 等井 下 复 杂情 况 不 但 占去大 量 钻 井 时间 ，而 套 比较 系统 、科 学 的充 气 欠平 衡 钻 井 、泡 沫欠 平 衡钻 井 、 气体 欠 平衡 钻井 度 慢 、 周 期长 、成 本 高 ，对 勘探 开 发 造 成严 重 的瓶 颈 制约 。欠平 衡 钻井 技 气 体 钻井 液 ４种 欠平 衡 钻井 方 式 ，可 用 于直 井 和 定 向井 欠 平衡 多 相流 动 水 术 以其 独特 的 优 势一 举解 决 了 上述 地 质 和工 程 两 大难 题 ，成 为各 大 钻井 公 力 设计 和 计算 。该 软件 经过 大港 等 ５ 个油田 ｌ ３口井 的数 据验 证 ，满 足 了工 司的 “ 新宠 。本文 分析 了钻 井技 术 的研 究现状 及 发展趋 势 ，望 大 家参考 。
气体钻井 ９ ４口， 国 内各 油 气 田 ２ ０ ０ ７年 完 成欠 平 衡 钻井 １ ５ ５口， 其 中气 体
欠平衡钻井技术
欠平衡钻井技术
欠平衡钻井技术是指通过钻井液压力低于地层压力，使得钻井液能够在钻井作业过程
中尽可能少地进入地层中，从而达到减少井壁崩塌、防止钻井液污染地层的目的。
欠平衡钻井技术的优势在于，可以降低井壁塌陷的风险，减少钻井事故的发生，并且
可以减少钻井液对地层的侵蚀，从而保护地下水资源。
同时，欠平衡钻井技术还可以提高
钻进速度，降低钻井成本。
然而，这种技术也有一定的缺点，主要包括钻井风险较大、需
要高强度的完井技术等。
欠平衡钻井技术的实现需要依靠钻井液的选择和钻井液压力的控制。
一般来说，要采
用低密度、低粘度的水基钻井液，同时根据地层压力、钻井深度等因素，合理确定钻井液
的密度和液压。
在钻井过程中，通过调整钻井液的密度和液压，保证钻头和井壁之间的压
力差控制在一定的范围内，从而实现欠平衡钻井。
为了更好地实现欠平衡钻井技术，还需要引入一些相关技术，比如井眼稳定技术、密
度调整技术、完井技术等。
井眼稳定技术主要通过原位固化、井眼衬衫等手段来防止井眼
崩塌，从而保证钻进速度。
密度调整技术则可以根据地层变化，实时调整钻井液的密度，
从而避免体积膨胀从而引起的井壁塌陷。
完井技术则可以在钻井完成后，采用套管、钻杆、水泥、封隔器等工具来加强井壁支撑和污染防治，保证井口的安全性。
总之，欠平衡钻井技术在石油钻井领域具有广阔的应用前景，能够有效减少钻井事故，降低钻井成本，而且还能有效保护地层和地下水资源。
随着技术的不断发展和完善，欠平
衡钻井技术将会在石油勘探、开发和生产领域中发挥越来越重要的作用。
欠平衡钻井
地面设备：
防喷器组、 旋转控制头或 旋转防喷器、 节流管汇、除 气器、钻井液 ／气体分离器、 沉降撇油系统、 钻井液罐等 。
井下工具：
有方钻杆旋 塞、钻杆安全 阀及浮阀等
2020/2/11
12
欠平衡钻井技术讲座
六、欠平衡钻井作业装备
地面设备 （1）防喷器组
① 常规防喷器组
②旋转控制头（RLM） 和旋转防喷器（RBOP
2020/2/11
13
欠平衡钻井技术讲座
六、 欠 平 衡 钻 井 作 业 装 备
2020/2/11
14
欠平衡钻井技术讲座
六、欠平衡钻井作业装备
旋转控制头（RLM）
2020/2/11
15
欠平衡钻井技术讲座
六、欠平衡钻井作业装备
2020/2/11
旋转防喷器（RBOP
16
欠平衡钻井技术讲座
六、欠平衡钻井作业装备
2020/2/11
10
欠平衡钻井技术讲座
五、欠平衡钻井的连续性和条件连续欠平衡条件的方法 （1）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 ； （3）优化欠平衡钻井作业，优选钻井设备
2020/2/11
11
欠平衡钻井技术讲座
六、欠平衡钻井作业装备
20
欠平衡钻井技术讲座
七、欠平衡钻井地面工艺流程
钻井泵
钻具内 环空 旋转控制头 旁侧法兰 钻井液出口 振动筛 钻井泵
2020/2/11
21
欠平衡钻井技术讲座
八、欠平衡钻井施工要点
1、求地层压力的方法
（1）没有安装回压阀时求地层压力的方法
①确定一个关井求压时所用钻井液密度γm ′
欠平衡钻井技术
欠平衡压力钻井技术一、欠平衡压力钻井的概念欠平衡压力钻井Under Balance Drilling （UBD ）是指在钻井过程中泥浆柱作用在井底的压力（包括泥浆柱的静液压力和循环压降），低于地层孔隙压力。
欠平衡压力钻井时,p b p p <，0<∆p 。
此时允许产层流体流入井内，并可将其循环到地面，地面可有效地控制。
UBD Pp ＞Pb = Ph + Pa + Pch二、国内外发展概况1、欠平衡压力钻井发展历史欠平衡压力钻井实际上是一种古老的钻井方式，直到1895年旋转钻井产生之前，绳索式顿钻钻井都是用欠平衡方式进行的，在当时技术条件下，利用欠平衡方式诱发井喷是发现油气藏的手段。
欠平衡-----井喷------油气藏从1895至1920这段时间里，旋转钻井是用清水作为循环流体的，为保证钻井安全和井眼清洁，1920年开始使用加有粘土和处理剂的混配钻井液体系，自此，超平衡压力钻井成为常规的钻井方式。
国外从30年代开始发展欠平衡压力钻井技术，当时用空气作为钻井液，钻速提高了2-3倍，同时还避免了许多井漏和卡钻事故。
70-80年代发展了泡沫技术，有效地解决了携岩问题，进一步推进了欠平衡压力钻井技术的发展，但由于成本和安全原因，这项技术在80年代停滞。
80年代末以来，由于专用设备和工具的配套，以及相应技术的发展，欠平衡压力钻井技术才又迅速发展起来。
欠平衡压力钻井技术以美国和加拿大应用为最多，技术和装备最先进，它们大都成立了欠平衡压力钻井服务公司；其次是英国、巴西、委内瑞拉、墨西哥等国也应用了欠平衡压力钻井技术。
我国从近几年也开始研究和应用欠平衡压力钻井技术。
2、国外情况欠平衡压力钻井技术是八十年代后期在美国德克萨斯州奥斯汀白垩系地层钻井时得以迅速发展起来的。
目前美国欠平衡压力钻井的井数已达2500多口。
美国和加拿大具有：（1）先进的欠平衡钻井装备（2）专业技术服务公司（3）配套的欠平衡钻井技术加拿大欠平衡钻井数目图欠平衡压力钻井作为能提高油气产量的一项重要技术，已在世界20多个国家和地区4500多口井上应用。
欠平衡钻井技术
欠平衡钻井技术欠平衡钻井技术是一种钻井技术，可以在沉积岩层中高效率地进行作业。
该技术是在溢流地层下进行的，对途径的地层结果有着较好的控制。
欠平衡钻井技术在减少地层破损、提高作业速度和减小地层污染等方面都具有明显优势，因此在石油开发领域具有重要地位。
欠平衡钻井技术的主要优点之一是它可以显著地减少井壁的破坏。
在传统的钻井技术中，井眼往往在钻井的过程中会受到较大的挤压力，并且受到地层岩石和井壁完整性的影响。
而欠平衡钻井技术是在井眼内部形成一定的压力差，使岩层不会对井壁产生挤压作用，从而实现了最大程度地减少了井壁的破坏，提高了井的完整性。
欠平衡钻井技术还可以提高作业的速度，因为它可以在一段时间内不断地往井眼内喷入泥浆，从而使钻头在井眼内快速作业。
与传统的正平衡钻井技术相比，欠平衡钻井技术可以在相同的时间段内完成更多的进尺，节约了作业成本和时间，并提高了作业的效率。
欠平衡钻井技术还可以显著地减小地层的污染。
在传统的正平衡钻井技术中，井眼内的泥浆会不断地向地层中渗透，导致地层岩屑的渗出，从而污染了地下水资源。
而欠平衡钻井技术是在井眼内形成了一定的压力差，使得地层岩屑不易渗出，从而减小了地下水资源的污染。
欠平衡钻井技术的应用也有着一些局限性。
在选择欠平衡钻井技术时需要根据地层的实际情况来决定，因为并非所有的地层都适合欠平衡钻井技术。
欠平衡钻井技术需要高额的投资成本，包括设备、人力成本等，这对一些小型石油公司来说可能具有一定的难度。
欠平衡钻井技术在实际操作中需要严格的控制，否则可能会引发一系列地质灾害，如地层崩塌、封堵等。
欠平衡钻井技术的发展具有十分重要的意义。
它可以有效地提高油气的开采率，减少能源资源的浪费。
欠平衡钻井技术可以在一定程度上缓解地下水的污染问题，有助于保护地下水资源。
欠平衡钻井技术的推广应用还可以促进石油装备技术的升级，促进我国石油装备行业的发展。
欠平衡钻井技术的应用还可以促进我国石油产业的结构调整和转型升级，促进我国石油产业的转型升级。
欠平衡钻井技术发展现状及前景_毕业设计论文
中国石油大学（华东）现代远程教育毕业设计（论文）题目：欠平衡钻井技术发展现状及前景学习中心：山东烟台函授站年级专业：网络11秋石油工程（钻井）中国石油大学（华东）现代远程教育毕业设计（论文）任务书发给学员1．设计(论文)题目：欠平衡钻井技术发展现状及前景2．学生完成设计(论文)期限：2013 年6 月 1 日至2013 年8 月10 日3．设计(论文)课题要求：4．实验（上机、调研）部分要求内容：5．文献查阅要求：6．发出日期：2013 年6 月 1 日7．学员完成日期：2013 年8 月10 日指导教师签名：学生签名：注：此页由指导教师填写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。
本文首先介绍了欠平衡钻井的基木概念、优点及其应用条件；然后又介绍了实现欠平衡钻井的主要方法及关键技术；又介绍了国内外欠平衡钻井的发展历程及现状和技术水平；最后针对欠平衡钻井技术的应用条件，例举了国内外成功使用欠平衡钻井的应用实例，同时也提出了我围欠平衡钻井技术的前景和面临的技术挑战。
关键词：欠平衡钻井技术，关键技术，钻井液，压力系数，勘探开发目录第1章前言 (1)1.1欠平衡钻井技术的含义 (1)1.2欠平衡钻井技术的优势 (1)1.3欠平衡钻井技术的分类 (1)1.4欠平衡钻井技术的优点： (2)l.5适合采用欠平衡钻井的地层 (3)1.6欠平衡钻井的条件 (3)1.6.1井眼条件 (3)1.6.2地面装备条件 (4)第2章欠平衡钻井技术的发展历程及研究现状 (4)2.1欠平衡钻井技术的发展历程 (4)2.2国外欠平衡钻井技术发展现状 (4)2.2.1高压旋转分流器一防喷器系统 (5)2.2.2液流导向系统 (5)2.2.3地面分离系统 (5)2.2.4隔水管帽旋转防喷器系统 (5)2.2.5实用隔水管装置 (5)2.2.6地面数据采集系统 (6)2.3国内欠平衡钻井技术的现状 (6)第3章欠平衡钻井技术应用实例 (8)3.1平衡钻井技术在国外的应用实例 (8)3.2欠平衡钻井技术在国内的应用实例 (9)3.2.1新疆油田 (10)3.2.2四川油田 (10)第4章欠平衡钻井技术的发展前景展望 (11)4.1对欠平衡钻井技术的需求 (11)4.2欠平衡钻井技术的优势 (11)4.2.1减少对油气层的伤害，有效保护油气层，提高油气井的产量 (11)4.2.2实时发现地质异常情况，及时评价低压低渗油气层 (12)4.2.3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. 124.2.4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 (12)4.2.5可以在钻井过程中生产油气 (13)4.3应用欠平衡钻井技术应注意的问题 (13)4.3.1地层是否适用欠平衡钻井 (13)4.3.2选择合理的钻井液 (13)4.3.3安全问题 (14)第5章结论 (16)参考文献 (18)致谢 (19)第1章前言1.1欠平衡钻井技术的含义在钻井过程中，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丁所钻地层的压力，从而在井筒内形成负压，这一钻井过程叫欠平衡钻井。
欠平衡钻井技术
欠平衡钻井技术欠平衡钻井技术（Underbalanced Drilling，简称UBD）是在钻井过程中，使钻井液压力低于井底地层流体压力，从而实现井底地层流体向井口运移的钻井技术。
这种钻井技术主要适用于含有高产量天然气和高液位油藏的区域。
1. 避免地层污染。
与传统的过平衡钻井技术相比，欠平衡钻井技术可以避免钻井液污染地层。
2. 提高井产量。
由于欠平衡钻井技术会将井底地层流体连接到井口，因此可以在钻井时降低地层压力并提高井产量。
3. 提高采收率。
通过欠平衡钻井技术采出的油气含水低，可以提高采收率。
4. 减少地层损伤。
欠平衡钻井技术可以减少地层的损伤，从而降低永久性损伤和补偿成本。
虽然欠平衡钻井技术带来了许多优势，但它也面临以下挑战：1. 安全风险。
欠平衡钻井技术需要在高压、高温下操作，很容易发生事故。
2. 钻井液处理问题。
欠平衡钻井技术需要使用高质量的钻井液，这种钻井液需要特别处理。
3. 设备成本高。
欠平衡钻井技术需要特殊的设备和工具来实现，因此成本较高。
4. 需要高技术水平。
欠平衡钻井技术需要专业的技术人员来操作，需要在现场处理许多技术问题。
1. 水滴井或高液位油藏。
这些地层可以用欠平衡钻井技术来钻探，可以降低地层压力并提高采收率。
3. 复杂地层。
欠平衡钻井技术可以在复杂地层中有效地进行钻探，可以减少地层损伤和清洗周期。
总结欠平衡钻井技术是一种先进的钻井技术，可以提高井产量和采收率，减少地层污染和损伤。
但它也面临一些挑战，需要高技术水平和特殊的设备和工具。
欠平衡钻井技术可以用于含有高产量天然气和高液位油藏的区域，以及复杂地层和浅层钻井。
浅析欠平衡钻井技术的应用现状和发展趋势
浅析欠平衡钻井技术的应用现状和发展趋势发布时间：2022-08-15T00:53:51.707Z 来源：《工程管理前沿》2022年第4月7期作者：巨国庆袁小云[导读] 欠平衡钻井技术又称负压钻井巨国庆袁小云川庆钻探长庆钻井总公司陕西省西安市摘要：欠平衡钻井技术又称负压钻井，是指钻井过程中，钻井液循环系统的井底压力始终低于地层孔隙压力，使地层流体能够流入井筒并循环至地面。
欠平衡钻井技术克服了勘探开发中的诸多困难，避免了井漏、卡钻、井壁坍塌等复杂情况的发生，有效降低了油气田开发成本，最大限度地保护了油气藏，极大地提高了油气生产效率。
因此，欠平衡钻井技术在国内外发展迅速，在油气田开发中发挥着越来越重要的作用。
本文分析了欠平衡钻井技术的现状和发展。
关键词：欠平衡，钻井技术，应用，发展前言随着油气藏勘探开发条件的多重影响和钻采难度的加大，欠平衡钻井技术作为一种新的钻采技术应运而生，并在国内外得到了广泛的应用和发展。
欠平衡钻井技术可以在勘探开发过程中有效地发现和保护各种复杂岩性的储层；在钻井过程中，可有效提高钻井速度，减少卡钻泄漏等事故的发生；在油藏开发中，可以有效地保护油气藏，从而提高单井产量，降低开发成本。
欠平衡钻井技术具有保护油气藏、降低钻井成本等优点，在油田开发中具有重要作用。
在国内外迅速发展，已成为新世纪油气田开发不可或缺的骨干技术。
1 欠平衡钻井含义及分类欠平衡钻井是指钻井过程中，钻井液柱压力低于地层孔隙压力。
一种钻井方法，允许地层流体流入井筒，循环流出，并在地面上得到有效控制。
欠平衡钻井可以提高坚硬地层的机械钻速。
它具有减少循环泄漏和压差卡滞的优点，从而获得发展。
在水平井钻井中，减少和防止钻井液对地层的损害是推动欠平衡钻井技术发展的主要原因。
根据不同的标准，欠平衡钻井技术可分为不同的类别。
根据钻井液类型，欠平衡钻井技术可分为五类：气体欠平衡钻井技术、雾化欠平衡钻井技术、泡沫欠平衡钻井技术、充气欠平衡钻井技术和低密度钻井液钻井技术。
大庆油田欠平衡钻井技术的发展与应用前景
大庆油田欠平衡钻井技术的发展与应用前景关 枫,翟洪军,王洪英(大庆石油管理局钻井工程技术研究院,黑龙江大庆163413)摘 要:20世纪90年代以来,由于勘探开发难度日益增加,国际石油市场竟争更加激烈,而欠平衡技术因解决了许多勘探开发的困难和复杂问题,提高了产量、降低了成本,因此成为国际上继水平井技术之后的第二个钻井技术发展热点,本文针对大庆油田的实际情况,针对形成的适合于大庆长垣东部深层特点的欠平衡钻井工艺技术,介绍了大庆油田欠平衡钻井技术的关键技术以及发展和应用前景,为今后欠平衡钻井的开展提供了依据。
关键词:欠平衡钻井;大庆;充气钻井;应用前景;井底压力中图分类号:TE2 文献标识码:B 文章编号:1004—5716(2007)08—0064—05 欠平衡钻井技术,就是在钻井过程中始终保持钻井液循环体系井底压力低于地层孔隙压力,使产层的流体。
20世纪90年代,由于勘探开发难度日益增加,国际石油市场竟争更加激烈,而欠平衡技术因解决了许多勘探开发的困难和复杂问题,提高了产量、降低了成本,因此成为国际上继水平井技术之后的第二个钻井技术发展热点,在20世纪90年代中、后期发展极快,尤其以美国和加拿大两国最为突出。
针对大庆油田深层勘探的需要,大庆石油管理局钻井工程技术研究院开展了欠平衡钻井工艺及配套技术研究,于2000～2005年在大庆长垣东部完成了宋深101井等12口探井欠平衡钻井施工和2口开发井欠平衡钻井施工,形成了一套适合于大庆油田的欠平衡钻井技术,取得了较好的勘探开发效果。
1 大庆欠平衡钻井技术的发展现状1.1 基础理论研究现状(1)在欠平衡钻井过程中,为了实现井底负压的精确控制,在充分考虑机械钻速产生的岩屑对井底压力影响的情况下,建立了环空岩屑影响井底压力增量的理论计算模型,该模型是,为深井欠平衡钻井井底实现精确负压控制提供理论依据;(2)在充分考虑固相和多相流加速压降的影响情况下,修正并完善了流钻欠平衡钻井环空多相流井底压力计算模型,为欠平衡设计计算与精确控制井底负压值提供了理论依据。
欠平衡钻井技术发展和应用前景
欠平衡钻井技术发展和应用前景20世纪90年代，欠平衡钻井技术开始在国外迅速发展，目前全球装备的欠平衡钻井数量已经超过1.5万口，到2010年将超过2万口。
在许多发达国家，欠平衡钻井已经成为常规钻井技术，例如，美国、加拿大两国的欠平衡钻井已经占到本国钻井总量的1/5左右。
欠平衡钻井技术有很多优点，例如，它能有效解决传统钻井污染油气层的难题，大大减轻钻井对地层的伤害。
它从根本上解决了井漏难题，还能有效发现各种隐蔽性的油气层，从而开采那些用传统方法、设备、工兿发现不了的油气田。
欠平衡钻井技术还能大大提高油气开采效率，例如，第一，产量方面，根据某些国外企业的统计数据，与常规方法钻水平井相比，欠平衡钻井技术能够使水平井产量提高约10倍；第二，速度方面，欠平衡钻井的速度比常规钻井提高了10多倍，有的甚至超出约20倍。
在国外，欠平衡钻井技术已经在多种技术路线上形成系统、完备、稳定、有效的装备和工兿技术体系，如气体钻井、雾化钻井、泡沫钻井、充气钻井、淡水或卤水钻井液钻井、常规钻井液钻井和泥浆帽钻井等。
从专利文献看，国外欠平衡钻井技术主要集中在井控、钻井液、程序设计、特殊工具等方面。
不过，随着欠平衡钻井技术的不断更新，其专利部署空间在持续拓展。
在油气钻探和开采这个特殊行业，靠所谓基础专利垄断国际技术标准的局面没有出现，今后也很难出现。
目前，我国各油气田都在应用欠平衡钻井技术，国内欠平衡钻井数量在快速增加，可望在五年内从不足全国钻井总数的0.5%增加到3%～5%。
随着我国大批钻探队伍开赴海外并广泛使用新技术，我国在海外拥有的欠平衡钻井数量也将快速增加。
在我国石油行业，欠平衡钻井技术已经成为成熟、系统化的技术。
在该技术领域，我国各油田已经成功试用或者应用泡沫钻井、空气钻井、氮气钻井、尾气钻井、天然气钻井、充气钻井、雾化钻井等主要技术路线。
尤为可喜的是，我国不但研究、开发、改进了大量欠平衡钻井技术方案，而且设计、制造了大量的欠平衡钻井装备，逐步实现了主要装备的国产化，并逐步开始向海外输出技术、工兿和装备。
浅析欠平衡钻井技术的研究现状及发展趋势
浅析欠平衡钻井技术的研究现状及发展趋势摘要：随着全球石油工业的飞速发展，陆上石油钻采面临的压力不断攀升：一方面，油气供求关系日趋紧张；另一方面，随着多年来的勘探开发，大部分油田储层已进入低压、低渗储层、衰竭储层、难采储层，欠平衡钻井技术以其独特的优势一举解决了上述地质和工程两大难题，成为各大钻井公司的“新宠”。
本文分析了钻井技术的研究现状及发展趋势，望大家参考。
关键词：欠平衡钻井技术研究现状趋势随着全球石油工业的飞速发展，陆上石油钻采面临的压力不断攀升：一方面，油气供求关系日趋紧张；另一方面，随着多年来的勘探开发，大部分油田储层已进入低压、低渗储层、衰竭储层、难采储层，就国内而言，难动用的储量就高达60多亿吨。
与此同时，各油田钻井过程中处理井漏、井斜、卡钻、出水、井壁坍塌等井下复杂情况不但占去大量钻井时间，而且成为钻井成本居高不下的主要因素。
也因处理上述复杂情况导致钻井速度慢、周期长、成本高，对勘探开发造成严重的瓶颈制约。
欠平衡钻井技术以其独特的优势一举解决了上述地质和工程两大难题，成为各大钻井公司的“新宠”。
本文分析了钻井技术的研究现状及发展趋势，望大家参考。
一、欠平衡钻井技术的研究现状1、国际欠平衡钻井技术的研究现状欠平衡钻井技术是继水平井技术之后的另一大发展方向，加上不断完善的配套设备和技术：井口旋转控制系统、高压注气系统、地面分离系统、监测仪表系统、支持软件系统，使得欠平衡技术在美国、加拿大、欧洲被广泛采用，从而在世界范围内形成一股欠平衡钻井热潮，并以充气液和低密度钻井液的欠平衡水平井为主要形式，尤其以美国和加拿大两国最为突出。
在国外，该项技术已经成为一种成熟的钻井工艺。
（1）控压钻井. 英国Deutag Northland（Deutag北部欠平衡钻井服务公司）研究出一种新的动态井控技术，其方法是在已下套管的井段下入一尾管并通到井口，这样就给钻井液增加了另一条循环通道，在钻进中，钻井液可以通过钻杆进行循环，还可通过调节尾管～套管这第二环空的注入量达到井下压力控制的目的。
欠平衡钻井技术综述
欠平衡钻井技术综述打破“平衡” 保障“平衡”“钻头不到，油气不冒”的论断似乎无可辩驳。
钻头到了，油气就会冒出来？事实给出的答案是“不一定”：如果地下有油气，而进入井筒的通道在施工过程中被堵住，油气就无法冒出来。
跻身钻井技术“家族”的新宠——欠平衡钻井，通过井筒环空中循环介质的井底压力、地层孔隙压力本应保持的平衡被人为打破，避免油气进入井筒的通道堵塞，使“只要地下有油气，就能冒出来”的愿望成为现实。
中国石油近年来应用这一新技术，取得了较多重要新发现，提高了钻井速度，从而保障了储量增长与产量提高的平衡，促进了油气供求的平衡。
欠平衡钻井技术的魅力，令中国石油进一步推广应用的号角更加嘹亮：今年“新钻探井中应用欠平衡钻井技术的比例力争达到20%”。
6月29日至30日，中国石油在成都召开“欠平衡钻井工作推进会议”，再次擂响推广应用的战鼓邛西气田可谓中国石油探索欠平衡钻井技术征途中的灿烂鲜花。
千古韵事“文君当垆、相如涤器”的发生地——四川邛崃市，天然气勘探“三起三落”。
1992年、1994年各钻1口探井，见到良好油气显示，但没获产能。
成为中国石油对外合作勘探区块后，外商投资数百万美元实施“加砂压裂储层改造”作业，也无功而返。
四川油气田钻探邛西3井时，率先在国内试验全过程欠平衡钻井新技术钻进储层，喜获成功，测试日产气量达45.6万立方米，从而发现邛西气田，并证明“川西前陆盆地大型含气区”有较好的勘探开发前景。
认识欠平衡钻井技术不难。
通常的钻井作业应用的是平衡钻井技术，即井筒环空中循环介质的井底压力与地层孔隙压力保持基本平衡。
而欠平衡钻井技术却是人为地使前者低于后者，“允许地层流体有控制地进入井筒，并将其循环到地面进行有效处理”。
实现欠平衡钻井不易。
中国石油在探索、推广欠平衡钻井技术的过程中，既实施液相、气相等欠平衡钻井和全过程欠平衡钻井，也尝试用欠平衡钻井技术钻水平井，其中气相欠平衡钻井包括应用空气、氮气、天然气、柴油机尾气进行钻井作业。
欠平衡钻井新技术及新进展
欠平衡钻井新技术及新进展一、长庆欠平衡钻井技术回顾针对鄂尔多斯盆地油气藏低压、低渗、低产的特点，长庆进行了保护储层的钻井液技术研究与应用，1986年开始了以保护储层为目的的欠平衡钻井技术的研究与应用，并先后在2口油井和1口气井应用了泡沫钻井技术，在2口气井上应用了天然气欠平衡钻井技术。
1、泡沫钻井1986年-1987年分别在安塞油田进行了泡沫钻井现场应用，钻进地层中生界延长组长6。
塞6-41井钻进井段971-992米，进尺21米；塞29-3井1069.2-1124.5米，进尺55.3米，取岩心5.73米。
1990年在靖边气田的气探井青1井上进行了泡沫钻井，钻进地层下古生界奥陶系马家沟组，井段3205-3232米（全井段取岩心27米），是当时国内泡沫钻井最深的井。
2、天然气欠平衡钻井2000年在陕242井进行了天然气欠平衡钻井，钻进井段3030-3190m，进尺157m，平均机械钻速11.77m/h。
2002年又在苏35-18井进行了天然气欠平衡钻井，钻进井段3230-3335m，进尺105m，平均机械钻速18m/h。
二、天然气欠平衡钻井技术11、苏里格气田地质概况（1）地质分层及岩性苏里格气田主要储层为上古生界下石盒子组和山西组，埋深约3000m左右，地质分层见表1。
表1 岩性描述2古生界二迭系上统石千峰组3058上部为灰质结核泥质岩，下部为砂岩。
防塌。
上石盒子组3200 泥质岩夹砂岩。
防塌。
下统下石盒子组3335块状砂岩，含砾砂岩与泥岩互层。
防塌。
山西组3395 泥质岩夹煤线及可采煤层。
防塌。
（2）苏里格气田地质特征通过对实钻地质资料、综合测井资料及试气资料进行综合分析，认为苏里格气田储层地质特征为：储层孔隙压力低：压力系数0.77-0.87Mpa/100m。
渗透率离散性大：渗透率分析结果较离散，岩芯测试渗透率范围为0.0188—97.4×10-3μm 2。
砂体特点：单砂体分布，分散不连续，呈孤立透镜状；主要储气层的单砂体厚度薄。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
欠平衡钻井技术的发展与展望
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。
一、欠平衡钻井的概况
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。
早期的欠平衡钻井所采用的循环介质为空气，后来相继发展了用氮气、天然气、雾、泡沫或空气的轻质低密度钻井液的欠平衡钻井技术，主要用于钻低压地层。
随着欠平衡钻井技术进一步成熟及井控设备的发展，又发展了用液体钻井液对高压地层进行欠平衡钻井的技术等。
二、欠平衡钻井的基本分类
常规的钻井属于过平衡钻井，钻井液压力大于地层流体压力，小于地层破裂压力。
这样做主要是防止井喷。
欠平衡钻井时，钻井液压力略小于底层流体压力，仍小于地层破裂压力。
这样能及早发现油气藏。
1.欠平衡钻井系列分为
①气体钻井，包括空气、天然气和氮气钻井，密度适用范围0～0.02克/立方厘米；②雾化钻井，密度适用范围0.02～0.07克/立方厘米；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O.07～0.60克/立方厘米；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～O.9克/立方厘米，是应用广泛的一种欠平衡钻井方法；⑤水或卤水钻井液钻井，密度适用范围1～1.30克/立方厘米；⑥油包水或水包油钻井液钻井，密度适用范围为0.8～1.02克/立方厘米。
2.欠平衡钻井技术按工艺分类可分为两种
流钻（flow drilling）是指使用普通钻井液的欠平衡钻井；人工诱导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。
目前，已经发展了空气钻井、氮气钻井、天然气钻井、雾化钻井等多种欠平衡钻井技术。
空气欠平衡钻井技术，是指空气作为循环介质进行欠平衡钻井，是最早发展的一种欠平衡钻井技术。
由于该技术是直接使用大气中的空气，所以可较大地节约钻井材料费用。
氮气钻井技术，在欠平衡钻井中，氮气能用作钻井液，或作为钻井液的一种组成成分。
主要的优点胜过空气钻井，因氮气和烃气的混合物不易燃烧，这样，可消除井下着火的可能性。
天然气钻井技术，在天然气钻井中，使用天然气如同使用氮气或使用空气一样，可用作欠平衡钻井的循环介质。
在钻含油气地层时，使用天气然钻井或防止井下气体混合物着火。
然而，不同于氮气或空气，天然气当它排放到大气中时，一定会形成一种易燃的混合物。
这种固有的较高的地面着火的潜在危险。
使用天然气的钻井方法与使用空气或氮气钻井有一些不同。
雾化钻井技术，在空气钻井过程中，如出现少量的地层水流，通常作法是将空气钻井转变成雾化钻井。
雾化钻井的具体作法是，在压缩的空气流未注入钻柱之前，向其注入少量的含有起泡剂的水。
注入的这种液体与地层产出的水就会分散成不连续的（独立的）液滴的雾，这种雾流速度与气流速度相同。
四、欠平衡钻井的主要装备
（1）高压旋转分流器-防喷器系统。
又称旋转防喷器（BOP）。
包括旋转控制头总成、热传递-润滑装置、遥控监控台和遥控防爆电源设备。
旋转控制头总成壳体试验动压力可达70MPa，静压力为35MPa，工作压力为17.5MPa。
（2）液流导向系统。
研制了一种电磁阀导向系统，可增加钻深。
马达被设计成一种金属对金属的叶片，采用非弹性体制成的正容积马达，不会由于失速而使转速过快。
（3）地面分离系统。
2006年前后，加强了地面分离系统研制，包括压力额定值为35MPa的地面分离装置、自动节流系统及各种分离器，这些设备可处理大量液体、岩屑和钻井液。
（4）隔水管帽（Riser Cap）旋转防喷器系统。
一种回流装置，所用主要设备是旋转控制头，装在水上隔水管顶部，可代替隔水管系统的滑动接头、球形接头和分流器。
将高压软管接到旋转控制头双流管出口端，可提高井控能力，防止钻井液流失。
高压机械密封置装于钻台下面的钻杆与隔水管之间，钻井液通过软管回流井下。
（5）实用隔水管（Virtual Riser）装置。
该装置包括旋转控制头、封隔器—锁定总成和环形压力控制—排放系统三大部件，其中封隔器—锁定总成是一个经改进的直径508mm可膨胀套管封隔器，起到控制头及井口下面套管间的压力密封作用。
其元件是一个3m长的密封，置于660.40～914.40mm套管里面，用遥
控船可遥控该封隔器。
五、实施欠平衡钻井的条件
有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。
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。
六、结论与展望
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。
同时，我国大批钻探队伍开赴海外并广泛使用新技术，工艺和装备，相信我国的欠平衡井技术，一定能够成为全球钻井技术中的重要力量。