欠平衡钻井-(林元华)解析

1. 欠平衡钻井现状及发展方向
充气钻井
充气钻井是利用充气钻井液为循环介质的一种 欠平衡钻井技术。将空气注入常规钻井液中形成 气液混相流，进入环空获得欠平衡钻井欠压差， 其压差值可由空气的注入量来控制。充气钻井的 优点是欠压差控制十分方便；缺点是降低液柱压 力的能力有限。
1. 欠平衡钻井现状及发展方向
1. 欠平衡钻井液现状及发展方向
▪保护储集层的钻井技术
屏蔽暂堵技术:就是在打开油气层时，在很短的 时间内在井壁上形成一层有效的致密泥饼，防 止以后的流体再进入地层。生产实践证明，油 气层屏蔽暂堵技术适用的储层是正常压力、中 高渗、较坚固、较均质的孔隙性砂岩储层，但 也有相当一部分储层不适合用该技术保护储层 .
3) 各种添加剂系列化。欠平衡钻井多年的探索，使用的化学剂现已产品 化，针对不同的情况可选用不同的产品系列,极大地方便了使用。
1. 欠平衡钻井液现状及发展方向
1. 欠平衡钻井液现状及发展方向
1. 欠平衡钻井液现状及发展方向
5.1 4.8
4.72
4.5
4.2
3.9
3.6
3.3
3
2.7
2.4
2.1
0.7~0.95g/cm3 ❖ 满足页岩抑制性要求(泡沫液、充气液) ❖ 抗温160~180 ℃(惰性气相条件下)
3. 欠平衡钻井液化学剂配方研究
研究方向的选择
❖ 用目前市场上现有的表面活性剂,通过复配得到 性能优良的产品.我们对市场上现有的表面活性 剂做了很多复配研究,结果都不能得到符合要求 的发泡剂配方.
1. 欠平衡钻井液现状及发展方向
▪保护储集层的钻井技术
保护储集层的欠平衡钻井技术:就是在打开油气 层的时候，不采用高密度钻井液来进行压井， 而是使井筒内的压力小于地层压力，让地层流 体进入井眼。这样的条件下没有工作液进入地 层，就不会引起地层的伤害。
1. 欠平衡钻井液现状及发展方向
▪复杂条件下的钻井技术 ▪常规钻井方法根本就打不成的井，漏、喷、 塌、卡等事故严重到无法克服的地步。 ▪打了井不见油气显示，导致勘探开发失败。 ▪打了井产油气太少，导致勘探开发低效。 ▪常规钻井方法成本太高，事故多、效率低、 钻井困难。
根据充气方式的不同，有以下几种充入方式： (1) 常规钻柱充入方式 (2) 寄生管柱气方式 (3) 同心管注气方式
1. 欠平衡钻井液现状及发展方向
▪快速钻井技术 钻速快 ;钻头寿命长;井眼规则 ▪保护储集层的钻井技术 对油层伤害少;油气显示明显 ▪复杂条件下的钻井技术 水平井技术 ;高效强钻技术
化反应生成脂肪醇环氧基醚； ❖第三步：将脂肪醇环氧基醚与亚硫酸氢钠作用
得到最终产物AGES。
1. 欠平衡钻井现状及发展方向
泡沫钻井 泡沫钻井是利用稳定泡沫作为循环介质的一种
欠平衡钻井技术。稳定泡沫是由发泡基液、气体 充分混合而成的一种混相流体，密度小，流体静 液柱压力小。这样不仅极大地减少或避免储集层 的损害，而且可获得高的机械钻速，减少浸泡时 间。泡沫具有较高的携岩能力，约为水的10倍， 一般钻井液的4~5倍。其含液量低，为泡沫体积 的3~25，这可大大减少液体对储集层的浸泡和 损害。泵入井内的流体无固相，且泡沫为一次性 流体，钻进中固相不会重新进入井内，可以减少 固相对储集层的损害。
2. 欠平衡钻井体系
欠平衡钻井液化学剂配方 泡沫高温高压流变性 欠平衡钻井流动 欠平衡钻井软件 欠平衡钻井设备、实施方案
3. 欠平衡钻井液化学剂配方研究
气基欠平衡钻井对化学剂配方的要求
❖ 泡沫半衰期大于24小时(泡沫液) ❖ 抗煤油污染能力不低于10% ❖ 抗盐能力大于 30000mg/L ❖ 泡沫环空密度 0.3~o.75g/cm3 ，充气液
欠平衡钻井技术
1. 欠平衡钻井现状及发展方向 2. 欠平衡钻井体系 3. 欠平衡钻井液化学剂配方 4. 泡沫高温高压流变性 5. 欠平衡钻井流动 6. 欠平衡钻井软件 7. 欠平衡钻井设备 8. 欠平衡钻井实施方案及例子
1. 欠平衡钻井现状及发展方向
欠平衡钻井需要注入气体，这与常规欠平衡 钻井有差别。目前常见的欠平衡钻井有空气、雾 化钻井，泡沫钻井，充气钻井。对于空气、雾化 钻井液和泡沫钻井液，需使用泡沫剂；而对于充 气钻井液，出于脱气的需要，一般不使用泡沫剂。
1. 欠平衡钻井液现状及发展方向
1) 早期的欠平衡钻井设备，都是在常规钻井设备的基础之上临时添加的， 配套性差。多年来的欠平衡钻井实践，已经研制和开发出适于欠平衡钻井 技术的专门配套设备，其完美的设计，可靠的性能为欠平衡钻井提供了有 力的手段。
2) 工艺技术已趋成熟。多年的探索，在配套的工艺技术上，已形成了欠 平衡钻井系列(空气钻井，天然气钻井，雾化钻井，泡沫钻井，充气钻井 液钻井及泡沫修井、洗井，低压油藏的完井、固井、增产等)。在地区范 围上，以美国为中心，而发展至全世界。这些配套工艺技术，使欠平衡钻 井技术快速、方便、安全可靠，保证了全面钻进过程中的顺利进行。
❖ 进行分子设计,合成新的表面活性剂,以满足要 求.分子中有醚 链,同时亲水基是羟基和磺 酸根 的能达到要求.(AGES具有这类结构)
3. 欠平衡钻井液化学剂配方研究
AGES表面活性剂的合成
合成路线: ❖第一步：用脂肪醇与环氧氯丙烷在酸性催化剂
存在下反应，生成氯代脂肪醇醚中间体： ❖第二步：将生成的中间体ຫໍສະໝຸດ Baidu碱处理，进行环氧
1.8
1.5
1.2
0.9
0.6
0.3
0
空气
2.51
1.76
1.72
0.29
雾化
空气+泡沫
泡沫
四开泥浆
1. 欠平衡钻井液现状及发展方向
欠平衡钻井技术与非常规油气田开发 技术成龙配套，将在低压、低渗、水敏性 油藏开发中大显身手，必将被当作是经济、 高效的钻井技术而普遍采用，有着光明的 前景。
2. 欠平衡钻井体系
1. 欠平衡钻井现状及发展方向
空气、雾化钻井
空气、雾化钻井是利用空气或天然气、氮气 等作为循环介质的欠平衡钻井技术。由于空气密 度小，井内流体静水压力大大低于常规钻井液静 水压力，因而极易在井底形成欠压差。这样不但 有效防止液相和固相进入储集层，而且能极大的 提高机械钻速。实践表明空气、雾化钻井比用常 规钻井液钻井提高机械钻速3~14倍。