主要钻井工艺技术介绍
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路漫漫其悠远
控压钻井技术
路漫漫其悠远
PBac 回压
k
井 深
循环状态 PBH=PHyd＋ PAF
静止状态 PBH=PHyd＋ PBack
压力
环空摩阻 PAF
当量循环密度降低工具通过降低环空流体的部 分环空压耗和部分静液压力，达到降低当量循 环密度的目。
控压钻井技术
井
深
PECDRT
静止 PBH=PHyd
174天 138天
92天
孔隙压力 梯度
坍塌压力梯度 (剪切破坏， 井壁垮塌掉块
)
泥浆 密度
路漫漫其悠远
泥浆漏失 梯度
破裂压力 梯度
ECD
压裂破坏区 垮塌破坏区
路漫漫其悠远
路漫漫其悠远
控压钻井技术
UBD
PD
旋转 控制头气 体控制放 喷系统内 防喷工具
MPD
各技术之间的关系
控压钻井技术
常规钻井
窄窗口钻井
循环 PBH=PHyd＋PAF-PECDRT
压力
PAF
路漫漫其悠远
钻柱
当量循环密 度
降低工具
套管
控压钻井技术
2006年俄克荷拉 马州东南部油田 的一口井试验。 不使用当量密度 降低工具时，井 底压力当量密度 为1.221 g/cm3。 使用工具钻进过 程中，井底ECD 1.113～ 1.137g/cm3，约 降 0.11g/cm3。
路漫漫其悠远
正常钻进流体循环途径
旋转 控制 头
溢流阀
MPD回压泵
接单根
控压钻井节 流管汇
泥浆泵 泥浆泵 进液管 线
泥浆补给灌
振动筛
路漫漫其悠远
综合压力控制器 钻机井控节流管汇
排气道
分离器
泥浆池
PCH
回压
井 深
路漫漫其悠远
地层孔隙压力 压力
传统工艺静态压力梯度 传统工艺循环压力梯度 DAPC静态压力梯度 DAPC循环压力梯度
地层破裂压力
环空摩阻 PAF
路漫漫其悠远
5.1 钻井提速技术 5.2 欠平衡钻井技术 5.3 水平井技术 5.4 深井钻井技术
欠平衡钻井技术特点
路漫漫其悠远
5.2 欠平衡钻井技术
2008年，在各油田与各施工服务企业的共同努力下，欠平衡、 气体钻井工作量大幅度增长，较2007年增加了35%，圆满完成了210 口井的年度任务。
路漫漫其悠远
中国石油近年欠平衡钻井应用情况
5.2 欠平衡钻井技术
近三年欠平衡钻井主要应用情况
油气藏类型
储层特征
关键技术
典型区块
碎屑岩油气藏 火山岩油气藏
•低压、易漏失 •水敏性、易污染 •常规钻井识别难
•压力系数低 •裂缝发育易漏失 •极易污染、伤害不可逆
•全过程欠平衡 •不压井装置 •套管阀、冻胶阀 •气体钻井
2008年，在合川～安岳地区须 家河储层共实施欠平衡钻井28口， 有效保障了该区勘探发现的需要。
路漫漫其悠远
新疆油田在霍003井三开井段应用NDS技术，提高 了对井下状况的认识，提高密度不再是防止卡钻 的唯一措施，泥浆密度由原来的2.6g/cm3降至 2.38 g/cm3 ，减少了漏失和由此引发的水化坍 塌，井漏次数和漏失量大幅度下降，大幅度减少 了井下事故和复杂，缩短了钻井周期。
1616米 1478米 1503米
华北古潜山 塔里木碳酸岩
18
路漫漫其悠远
5.2 欠平衡钻井技术
（1）欠平衡钻井的规模应用打开了四川盆地须家河勘探的新局面
邛西构造
广安构造
合川构造
应用构造：15个 应用井数：240口 探明储量：05年前600亿方
06年后2300亿方
四川盆地欠平衡钻井应用分布图
路漫漫其悠远
邛西3井全过程欠平衡钻井的成 功应用，带动了西南油气田欠平衡 钻井的高潮，大大提高了四川盆地 须家河储层的地质认识，开创了勘 探的新局面。
•氮气欠平衡 •水包油欠平衡 •欠平衡水平井
四川须家河 渤海湾歧口
松辽深层 三塘湖 准噶尔石炭系
应用比例（% ）
56
26
古潜山油气藏
•裂缝发育易漏失、造成伤害 •伤害不可逆 •物性变化大 •安全窗口窄、喷漏同层 •可能含H2S
•水包油钻井液
•充气钻井液
辽河潜山
•油层专打 •控压钻井 •井下液面监测仪
主要钻井工艺技术介绍
路漫漫其悠远 2020/4/14
路漫漫其悠远
5.1 钻井提速技术 5.2 欠平衡钻井技术 5.3 水平井技术 5.4 深井钻井技术
5.1 钻井提速技术
钻井速度是影响成本的主要因素之一。一口典型的油气井 中，接近50％的费用用于机械钻进，50％的费用用于完井(下 套管、注水泥、测井等）。 美国的研究与实践表明：如果钻井效率提高一倍，总的钻 井费用可以降低约25％。因此，钻井提速，是降低钻井成本 、实现效益最大化并实现科学生产的首要追求。 向钻井要速度、要效益，对于油气钻井发展和钻井公司核 心竞争力的提高都具有重要的意义。
岩石真实强度
岩石虚拟强度
岩石真实强度指数（TSI）
岩石破碎能 钻头输出功
岩石虚拟强度指数(VSI)
各种有关因素
路漫漫其悠远
各种有关因素
VSI（虚拟强度指数）优化方法
虚拟强度指数（VSI） = f（钻压，转速，扭矩，机械钻速，钻头类型和尺寸……）
路漫漫其悠远
ExxonMobil 公司应用VSI
方法
VSI方法在不 同国家应用
效果
路漫漫其悠远
颗粒冲击钻井（PID）技术
路漫漫其悠远
PID钻头 微粒加工与注射系统PIS 微粒回收系统PPS
实验时，颗粒以大约15gpm的流速传送到泥浆排量为 450gpm钻井液流中，然后运送这些充满微粒的泥浆通过 立管送到钻头，总流体中含大约3%的微粒。 系统进行了四次现场试验，取得了积极效果，同井段钻 速提高150-350%。
路漫漫其悠远
5.1 钻井提速技术
建井周期的技术极限
建井周期
理论上最好的情 况
通常损失时间 不可预见损失时间
可以减少的时间
路漫漫其悠远
技术极限
直接提速
来自百度文库
通常最好的情况
间接提速
5.1 钻井提速技术
1、直接提速技术 2 、间接提速技术
路漫漫其悠远
1、直接提速技术
路漫漫其悠远
VSI（虚拟强度指数）优化方法
路漫漫其悠远
2、间接提速技术
路漫漫其悠远
路漫漫其悠远
NDS技术
路漫漫其悠远
NDS技术是经验钻井向科学钻井的重大进步，提高了对井下状况的判断
路漫漫其悠远
NDS工作原理图
DN204井应用NDS技术，提高了对窄泥浆密度窗口的认识，将泥浆密度从 过去的2.28g/cm3降低到2.18g/cm3，大大降低了泥浆漏失，该井目的层段 仅漏失泥浆86方，而迪那地区第一、二轮井平均漏失达1500方。从而降 低了钻井复杂和风险，缩短了钻井周期，提高了钻井安全水平。
控压钻井技术
路漫漫其悠远
PBac 回压
k
井 深
循环状态 PBH=PHyd＋ PAF
静止状态 PBH=PHyd＋ PBack
压力
环空摩阻 PAF
当量循环密度降低工具通过降低环空流体的部 分环空压耗和部分静液压力，达到降低当量循 环密度的目。
控压钻井技术
井
深
PECDRT
静止 PBH=PHyd
174天 138天
92天
孔隙压力 梯度
坍塌压力梯度 (剪切破坏， 井壁垮塌掉块
)
泥浆 密度
路漫漫其悠远
泥浆漏失 梯度
破裂压力 梯度
ECD
压裂破坏区 垮塌破坏区
路漫漫其悠远
路漫漫其悠远
控压钻井技术
UBD
PD
旋转 控制头气 体控制放 喷系统内 防喷工具
MPD
各技术之间的关系
控压钻井技术
常规钻井
窄窗口钻井
循环 PBH=PHyd＋PAF-PECDRT
压力
PAF
路漫漫其悠远
钻柱
当量循环密 度
降低工具
套管
控压钻井技术
2006年俄克荷拉 马州东南部油田 的一口井试验。 不使用当量密度 降低工具时，井 底压力当量密度 为1.221 g/cm3。 使用工具钻进过 程中，井底ECD 1.113～ 1.137g/cm3，约 降 0.11g/cm3。
路漫漫其悠远
正常钻进流体循环途径
旋转 控制 头
溢流阀
MPD回压泵
接单根
控压钻井节 流管汇
泥浆泵 泥浆泵 进液管 线
泥浆补给灌
振动筛
路漫漫其悠远
综合压力控制器 钻机井控节流管汇
排气道
分离器
泥浆池
PCH
回压
井 深
路漫漫其悠远
地层孔隙压力 压力
传统工艺静态压力梯度 传统工艺循环压力梯度 DAPC静态压力梯度 DAPC循环压力梯度
地层破裂压力
环空摩阻 PAF
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5.1 钻井提速技术 5.2 欠平衡钻井技术 5.3 水平井技术 5.4 深井钻井技术
欠平衡钻井技术特点
路漫漫其悠远
5.2 欠平衡钻井技术
2008年，在各油田与各施工服务企业的共同努力下，欠平衡、 气体钻井工作量大幅度增长，较2007年增加了35%，圆满完成了210 口井的年度任务。
路漫漫其悠远
中国石油近年欠平衡钻井应用情况
5.2 欠平衡钻井技术
近三年欠平衡钻井主要应用情况
油气藏类型
储层特征
关键技术
典型区块
碎屑岩油气藏 火山岩油气藏
•低压、易漏失 •水敏性、易污染 •常规钻井识别难
•压力系数低 •裂缝发育易漏失 •极易污染、伤害不可逆
•全过程欠平衡 •不压井装置 •套管阀、冻胶阀 •气体钻井
2008年，在合川～安岳地区须 家河储层共实施欠平衡钻井28口， 有效保障了该区勘探发现的需要。
路漫漫其悠远
新疆油田在霍003井三开井段应用NDS技术，提高 了对井下状况的认识，提高密度不再是防止卡钻 的唯一措施，泥浆密度由原来的2.6g/cm3降至 2.38 g/cm3 ，减少了漏失和由此引发的水化坍 塌，井漏次数和漏失量大幅度下降，大幅度减少 了井下事故和复杂，缩短了钻井周期。
1616米 1478米 1503米
华北古潜山 塔里木碳酸岩
18
路漫漫其悠远
5.2 欠平衡钻井技术
（1）欠平衡钻井的规模应用打开了四川盆地须家河勘探的新局面
邛西构造
广安构造
合川构造
应用构造：15个 应用井数：240口 探明储量：05年前600亿方
06年后2300亿方
四川盆地欠平衡钻井应用分布图
路漫漫其悠远
邛西3井全过程欠平衡钻井的成 功应用，带动了西南油气田欠平衡 钻井的高潮，大大提高了四川盆地 须家河储层的地质认识，开创了勘 探的新局面。
•氮气欠平衡 •水包油欠平衡 •欠平衡水平井
四川须家河 渤海湾歧口
松辽深层 三塘湖 准噶尔石炭系
应用比例（% ）
56
26
古潜山油气藏
•裂缝发育易漏失、造成伤害 •伤害不可逆 •物性变化大 •安全窗口窄、喷漏同层 •可能含H2S
•水包油钻井液
•充气钻井液
辽河潜山
•油层专打 •控压钻井 •井下液面监测仪
主要钻井工艺技术介绍
路漫漫其悠远 2020/4/14
路漫漫其悠远
5.1 钻井提速技术 5.2 欠平衡钻井技术 5.3 水平井技术 5.4 深井钻井技术
5.1 钻井提速技术
钻井速度是影响成本的主要因素之一。一口典型的油气井 中，接近50％的费用用于机械钻进，50％的费用用于完井(下 套管、注水泥、测井等）。 美国的研究与实践表明：如果钻井效率提高一倍，总的钻 井费用可以降低约25％。因此，钻井提速，是降低钻井成本 、实现效益最大化并实现科学生产的首要追求。 向钻井要速度、要效益，对于油气钻井发展和钻井公司核 心竞争力的提高都具有重要的意义。
岩石真实强度
岩石虚拟强度
岩石真实强度指数（TSI）
岩石破碎能 钻头输出功
岩石虚拟强度指数(VSI)
各种有关因素
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各种有关因素
VSI（虚拟强度指数）优化方法
虚拟强度指数（VSI） = f（钻压，转速，扭矩，机械钻速，钻头类型和尺寸……）
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ExxonMobil 公司应用VSI
方法
VSI方法在不 同国家应用
效果
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颗粒冲击钻井（PID）技术
路漫漫其悠远
PID钻头 微粒加工与注射系统PIS 微粒回收系统PPS
实验时，颗粒以大约15gpm的流速传送到泥浆排量为 450gpm钻井液流中，然后运送这些充满微粒的泥浆通过 立管送到钻头，总流体中含大约3%的微粒。 系统进行了四次现场试验，取得了积极效果，同井段钻 速提高150-350%。
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5.1 钻井提速技术
建井周期的技术极限
建井周期
理论上最好的情 况
通常损失时间 不可预见损失时间
可以减少的时间
路漫漫其悠远
技术极限
直接提速
来自百度文库
通常最好的情况
间接提速
5.1 钻井提速技术
1、直接提速技术 2 、间接提速技术
路漫漫其悠远
1、直接提速技术
路漫漫其悠远
VSI（虚拟强度指数）优化方法
路漫漫其悠远
2、间接提速技术
路漫漫其悠远
路漫漫其悠远
NDS技术
路漫漫其悠远
NDS技术是经验钻井向科学钻井的重大进步，提高了对井下状况的判断
路漫漫其悠远
NDS工作原理图
DN204井应用NDS技术，提高了对窄泥浆密度窗口的认识，将泥浆密度从 过去的2.28g/cm3降低到2.18g/cm3，大大降低了泥浆漏失，该井目的层段 仅漏失泥浆86方，而迪那地区第一、二轮井平均漏失达1500方。从而降 低了钻井复杂和风险，缩短了钻井周期，提高了钻井安全水平。