全过程欠平衡钻井配套装备研究
全过程欠平衡钻井配套装备研究
摘要：近十年来，国内外欠平衡钻井技术在降低成本和提高油气层产能上取得了显著效果，已经成为钻井技术发展的必然趋势。全过程欠平衡的技术关键是不压井起下钻，除了常规的欠平衡钻井设备外，还需配置能够完成不压井起下钻的设备。通过对目前国内外能实现全过程欠平衡配套设备的分析，特别是对最新的强行起下钻装置，套管阀技术进行评价，指出目前这些最新设备的配套完全可以实现全过程欠平衡作业。
关键词：全过程欠平衡；配套装备
1．引言
欠平衡钻井技术作为一项重要的油气层保护手段备受人们青睐，已得到越来越广泛的应用，但常规的欠平衡钻井工艺无法解决起下钻、完井等作业过程中井底欠平衡压差的连续保持问题，无法实施全过程的欠平衡作业，使该项技术的应用受到一定程度的限制。为了解决全过程的欠平衡钻井工艺技术问题，国内外科研人员大力研发配套的工具与工艺，相继开发了不压井强行起下钻设备，在一段时间内缓解了这方面的矛盾。
2．全过程欠平衡钻井技术
全过程欠平衡技术是指在不压井的条件下实现欠平衡钻进，井口密封装置带压起下钻具、电测仪器、完井管具等，一般还包括不压井下油管串等。全过程欠平衡技术应包括以下几方面：
(1) 欠平衡钻进：即在钻进过程中始终保持钻井液的循环压力低于所钻地层的孔隙压力，利用欠平衡钻井设计及动态数值模拟软件进行欠平衡钻井设计，选用适合的欠平衡钻井液体系，配备井口压力控制设备和流体处理设备。随着对欠平衡钻井技术的深入研究和技术服务人员实践经验的积累，井口压力控制系统和地面流体处理系统的日臻完善，钻井实时数据采集、监测、控制技术的研究成功，以及对欠平衡钻井井控技术认识的提高，一般能够实现在钻进过程中保持欠平衡状态，我们目前能实现此状态。
(2) 不压井带压起下钻：目前影响欠平衡效果的主要原因是起钻前或起钻过程中需要压井以平衡地层压力，但压井作业有可能完全抵消了欠平衡钻井带来的好的效果，甚至可能对地层造成更大的损害。而不压井起下钻作业还需要采用先进技术和专用设备，实施比较困难。
(3) 不压井带压测井：由于根据目前的地质判别能力还不能掌握确切的油层分布位置，因此在完井前进行测井作业还是必不可少的。由于一般测井周期比较长，测井过程中井下又没有钻具，为避免井控事故，目前测井前通常也需要压井.但现在国内外都有不压井测井的实例，即测井仪器下入井中后，利用高压防喷管
密封井口和测井电缆，实现带压测井。
(4) 不压井下入完井管串：同起下钻一样，在下完井管串时也保持欠平衡状态，一般挂筛管，或带封隔器的尾管，然后进行负压射孔。
(5) 欠平衡取心：欠平衡作业时，钻具中近钻头需要装内防喷工具，内防喷工具与常规的取心工具不能同时使用，需用专用欠平衡取心工具及相关工艺。
综上所述，全过程欠平衡钻井的关键在于不压井作业。
3. 全过程欠平衡配套设备技术关键
目前影响欠平衡效果的主要原因正是起钻前或起钻过程中需要压井以平衡地层压力，但如果不压井起下钻，在钻进过程中保持欠平衡状态的井，起钻时由于抽汲作用，钻井液环空流动阻力减少等因素，井底瞬时欠压值将大于设计的欠压值，地层流体涌入量将超过地面设备额定控制能力，造成井口作业困难。
对于气井或产能较高，气油比较高的油井，地层流体进入井筒后，气体将在井筒中膨胀并滑脱上升。为防止侵入的油气引起更严重的溢流，需要通过节流系统控制井口压力，过密封胶芯带压起下钻。在起钻初期和下钻后期，由于钻具浮重大于井口压力对钻具的上顶力，钻具不存在被顶出的危险，但在起钻后期和下钻开始时，钻具浮重小于井口压力对钻具的上顶力，起钻时钻具可能被顶出并造成井喷，下钻时钻具无法下入。
为解决上述问题，除了井口必备的常规防喷器外，还需配备不压井起下钻装置或井下套管阀。需要全井使用相应尺寸的斜坡钻杆，如果没有顶驱还要六方钻杆及补心。
不压井起下钻装置：主要包括液压动力系统，举升系统，卡瓦系统等，安装在钻台面以上，通过液压举升系统和卡瓦在管具上提供一定的力，克服井口压力对钻具的上顶力[1]。
图1. 60吨不压井起下钻装置图2. 不压井带压测井装备置
目前国内四川石油管理局拥有不压井起下钻装置、不压井测井装置、欠平衡取心等装置，拥有了一套全过程欠平衡施工工具及工艺。但完井管串产层不固井，采用筛管，或下套管带封隔器，以及负压射孔等技术。
井下套管阀：国外几家大的油公司在采油用井下安全阀(SSSV)的基础上开发了井下套管隔离阀，例如哈里伯顿公司研发了欠平衡用套管井控阀(Casing Well-Control Valve)，威德福公司研制了井下控制阀( Downhole Deployment Valve, DDV)。但国外公司对该项技术进行垄断。
随着欠平衡技术的推进，国内新疆钻井研究院与石油勘探开发研究院机械研究所、胜利钻采院都在研究井下套管阀。新疆与胜利产品已见应用报道。
井下控制阀的作用原理（新疆钻井院）：井下控制阀是配合井口旋转放喷器实现全过程欠平衡作业的一种特殊工具。在需要实施全过程欠平衡作业的井中，先将井下控制阀预置在上层套管的某一位置上，当起下钻、电测或下筛管时，可以根据需要，利用井下控制阀将井筒上下分隔开，由此完成其相关工具、仪器的起下作业。在欠平衡作业正常钻进过程中，控制阀处于开启状态，对钻进作业不产生任何影响；当提钻至控制阀以上某一位置时，将其关闭可以达到控制井内流体和压力的目的，这样就可安全、顺利的完成提钻作业；当需要下钻、下电测仪器或筛管时，在钻头、电测仪器或筛管下至控制阀以上某一位置时，将其打开即可使井眼畅通，完成后续作业[2,3]。
(a) 关闭状态 (b) 开启状态 (c) 钻进状态
图3. 井下控制阀的作用示意图
套管阀具有如下特点：
(1) 起下钻过程中，不需压井，避免了压井对储层的伤害； (2) 套管阀安装简便，操作简单；
(3) 起下钻作业时间基本不增加；
(4) 节约了因压井而导致的钻井液材料和调整性能的时间；
(5) 允许下入长而复杂的钻井、完井管串及测井仪器。
(6) 为带压测井创造了条件；
(7) 套管阀随上一级套管一起下入井内，不可回收。
新疆研制的井下控制阀的规格及性能参数
综合考虑欠平衡钻井、固井、完井及井口作业对井下控制阀的要求，确定了井下控制阀的有关参数。其内径满足下一级钻井钻头能顺利通过；外径满足施工安全下入和避免固井时造成过大的循环阻力；长度方便井口操作；抗内压、抗外挤及抗拉强度与常用的套管相当。室内模拟试验参数及几何尺寸如表1和表2。
表1 井下控制阀性能参数
*：不包括控制管线的压力损耗。
表2 井下控制阀几何参数
新疆井下控制阀的现场应用
井下控制阀由地面控制部分、井下部分和中间连接部分组成。其中，地面控制部分包括气动泵、油箱、气路管线、泄荷阀、闸阀、气压表、油压表、定滑轮、滚筒和计量器具等组成。井下部分由井下控制阀本体和管接头等组成。中间连接部分包括液压副管、卡箍、管接头、液压软管和井口装置。其现场应用连接情况如下图所示。
图4. 新疆研制的井下控制阀
2004年10月在夏202井进行了现场应用并获得了成功。此后，又在夏76井、新光1井，四川盆地的广安8井、核桃2井进行了现场应用，均取得了成功。
旋转防喷器，配合井下套管阀或不压井起下钻装置，以及不压井测井装置，实现全过程欠平衡。但是国内有专家认为，井下套管阀应和不压井起下钻装置配合使用，确保全过程欠平衡施工更加安全。 4．结束语
（1）全过程欠平衡技术从钻开油气层到完井采油阶段都能够保持井底负压，不会对油气层带来伤害，该技术必将成为欠平衡钻井发展的最终目标，而实现该技术的关键是不压井起下钻。
（2）要实现全过程欠平衡钻井，除了常规的欠平衡钻井设备外，还需要配套能完成不压井起下钻的装置。目前国内外主要应用的是强行起下钻装置和井下套管阀。
（3）强行起下钻装置只需在地面安装使用，可靠性较高，但操作复杂；井下套管阀技术操作简单，但成本较高。所以在具体应用这些技术时应进行综合对比分析。目前通过对现有技术设备的配套，我国完全可以实现全过程的欠平衡钻井。 参考文献：
[1]黄小兵，刘清友，王德玉．浅析我国不压井装备的现状及发展趋势[J]．石油矿场机械，2004.33(增刊)：19~21．
[2]李建成，宋林松，王岩鹏，等．井下套管阀研究及室内试验[J]．石油矿场机械，2006.35(2)，5-8．
[3]陈养厚，陈国明，殷志明．欠平衡钻井过程中的井控新设备[J]．石油矿场机械，2006.35(3)：95-97．
图5. 井下控制阀现场应用示意图
钻井井控实施细则-2014(定稿版)
新疆油田钻井井控实施细则 （14版） ?? ????? ????? ????? 新疆油田公司 2013年9月
目录 第一章总则 ?第二章井控设计 ?第三章井控装臵的安装、试压、使用和管理 ?第四章钻开油气层前的准备和检查验收 ?第五章油气层钻井过程中的井控作业 ?第六章防火、防爆、防硫化氢措施和井喷失控的处理?第七章井控技术培训 ?第八章井控管理 ?第九章附则 1 .钻井井控风险分级 2.“三高”油气井定义 3. 关井操作程序 4. 带顶驱钻机关井操作程序 5. 溢流井喷(演习)时各岗位人员职责和关井程序 6．用剪切闸板剪断井内钻杆控制井口的操作程序 7. 防喷演习记录表格式 8. 坐岗记录表格式 9. 低泵冲试验表格式 10. 油气上窜速度表格式及计算公式 11. 关井提示牌格式 12. 钻开油气层检查验收证书格式
13. 钻井队井控资料目录 14. 集团公司钻井井喷失控事故信息收集表
第一章总则 第一条为贯彻《中国石油天然气集团公司石油与天然气钻井井控规定》和行业标准，规范新疆油田的井控工作，预防井喷、井喷失控、井喷着火事故的发生，保证人民生命财产安全，保护环境和油气资源不受破坏，制定本细则。 第二条各单位应，认真贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，树立“以人为本”的理念，坚持“井控、环保，联防联治”的原则。?? 第三条井控工作是一项系统工程，涉及到建设方、承包方的勘探开发、钻井工程、质量安全环保、物资装备和教育培训等部门，必须各司其职、齐抓共管。 第四条井控工作包括井控设计、井控装备、钻井及完井过程中的井控作业、井控技术培训以及井控管理等。 ?? 第五条油气井都应安装防喷器，在新疆油田进行钻井作业的所有单位都应执行此细则。本细则也适用于套管内侧钻和加深钻井作业。 第六条欠平衡钻井作业中的井控技术和管理，执行《中国石油天然气集团公司关于加强欠平衡钻井井控技术管理的意见》、《欠平衡钻井技术规范》和本细则。 第二章井控设计 第七条地质、工程设计部门要按照本细则进行井控设计。更改设计时，应按设计审批程序经批准后实施。 第八条地质设计书中，应明确所提供井位是否符合以下条件： 井口距离高压线及其它永久性设施不小于75m；距民宅不小于100m；距铁路、高速公路不小于200m；距学校、医院、油库、河流、水库（井深
欠平衡钻井技术及应用
欠平衡钻井技术及应用 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。 第1章欠平衡钻井相关理论 1.1 油气藏筛选理论 1.1.1 适合欠平衡钻井的油气藏 1、具有潜在井漏或钻井液侵害的油气藏 这些油气藏包括晶间渗透率大于1μm2的地层；具有大的宏观开放型裂缝的地层；具有大量连通孔洞的非均质碳酸盐地层；可以导致过平衡压力大于6.9MPa的压力枯竭地层。过平衡钻井最坏的情况是高渗透性特点与严重的压力枯竭相结合。对于上面提到的这些油气藏来说，由于很难设计有效的过平衡钻井液体系，所以它们是欠平衡钻井的最佳选择对象。特别是在裂缝性或非均质碳酸盐油气藏，很难形成防止钻井液滤液和固相侵害地层的均质稳定滤饼，并且发生抽汲后，地层内的流体仍旧会不受约束的流入井眼。在这种情况下形成的滤饼，经常引起压差卡钻，最终导致毁灭性卡钻事故。在具有宏观渗透性特点的水平井中，由于重力引起的排泄，可能会发生井漏。 2、具有岩石-流体敏感性的地层 相当大的地层损害可能是由于不相溶水基滤液与地层粘土或其它活性材料的有害反应引起的。许多地层含有水活性粘土，如蒙脱石或混层活性粘土。这些粘土与非抑止性水基钻井液接触会发生膨胀，并严重影响采收率，而且在某些情况下，会影响近井眼区域固结。有些地层可能还含有悬浮粘土和细颗粒或可运移材料，如高岭石粘土，碎岩屑，焦沥青和无水石膏。这些问题中的许多情况可以通过欠平衡钻井技术或合理的采用油基或抑制性水基钻井液的过平衡钻井技术来解决。 3、具有液-液敏感性的地层 欠平衡钻井可以防止不相溶的钻井液滤液侵入地层，从而消除侵入滤液与地层盐水或原油发生有害反应。其中的一种有害反应是高粘水包油乳化剂钻井液被圈闭在近井眼区域。另外的有害反应包括：由于油基钻井液侵入油气藏原油引起脱沥，从而导致渗透率的降低；由于不相溶的水基钻井液滤液和地层盐水混合而导致地层胶合和固体物沉淀。正确的地质化学试验和相溶性试验可以消除大多数常规过平衡钻井过程中遇到的这种问题。然而，在特殊情况下，应首先采用欠平衡钻井来避免将具有潜在有害反应的材料引入地层。 4、具有潜在自吸能力的地层
钻井工程技术规范
Q/YCZJ 延长石油油气勘探公司企业标准 钻井工程技术规范 油气勘探公司钻井工程部
目录 前言V 1范围 1 2规范性引用文件 1 3钻前基建工程 2 3.1井位勘定 2 3.2井场布置 2 3.3井场土建工程 3 4公路工程 4 5验收 4 6钻井设备的安装与调试 5 6.1水电安装 5 6.2机械设备安装 5 6.3井架安装与起升7 6.4电气设备的安装及调试8 6.5气控系统安装要求9 6.6顶驱安装、调试、使用9 7钻井环境安全要求1 1 8钻进作业1 2 8.1钻进1 2 8.2井身质量控制1 3 8.3取心1 4 8.4起下钻、接单根1 6 8.5钻头18 8.6钻具19 8.7钻具探伤、试压、倒换、错扣检查制度20 8.8螺杆钻具20 8.9钻井仪表的使用与维护2 1 9固井2 1 9.1固井设计2 1 9.2固井准备2 3 9.3下套管2 6 9.4注水泥施工2 6 9.5尾管固井27 9.6分级固井27 9.7环空蹩回压候凝28 9.8固井后期工作28 9.9套管试压28 9.10固井质量标准28 10钻井液29 10.1井场钻井液实验室29 10.2钻井液材料存放场所3 1 10.3容器、设备3 1 10.4钻井液性能3 1 10.5钻井液的配制及维护处理3 2
10.6钻井液固相控制3 4 10.7井漏的防治措施3 4 10.8储层保护3 4 10.9钻井液材料使用及管理3 5 11井控3 5 11.1井控设计3 5 11.2井控装置安装、试压、使用及管理37 11.3钻开油气层前的准备和检查验收4 2 11.4钻井及完井过程中的井控作业47 11.5溢流的处理和压井作业50 11.6防硫化氢安全措施5 1 11.7井喷失控的处理5 4 12定向井、丛式井、水平井5 4 12.1设计原则5 4 12.2钻具组合5 4 12.3定向钻进5 6 13欠平衡钻井57 13.1适用条件57 13.2设计原则57 13.3井口装置及设备要求57 13.4施工准备57 13.5施工作业58 13.6欠平衡钻井作业终止条件59 14气体钻井59 14.1适用条件60 14.2设计原则60 14.3设备及场地要求60 14.4施工准备60 14.5施工作业6 1 14.6气体钻井作业终止条件6 2 14.7安全注意事项6 2 15中途测试6 3 15.1测试原则6 3 15.2施工设计6 3 15.3施工准备6 4 15.4施工作业6 5 15.5资料录取与处理67 15.6H S E要求67 16井下事故的预防和处理67 16.1卡钻67 16.2防断、防顿69 16.3防掉、防碰天车70 16.4防止人身事故7 1 16.5其它7 1 17完井和交井7 2 17.1完井质量要求7 2 17.2交井程序7 2 17.3交井资料7 3 附录A7 4 （规范性附录）7 4
钻井废弃物处理方法
钻井废弃物处理方法 王国平 2010-7-8 字体:[大][中][小] 过去数十年来，石油天然气界采取各种措施尽量将钻井产生的废弃物减至最低限度，以便更好地保护环境和公共安全。钻井作业者采用有利于环境的三级废物处理方法来处理钻井废弃物:在第一阶段，作业者调整钻井过程或置换适当的钻井液，使钻井过程产生的废弃物最少。这样既为作业者减少污物处理成本，又更有利于环保。第二阶段，将已经降至最低限度的钻井废弃物尽可能地循环再利用。第三级，通过合法的方式处理不能再循环利用的钻井废弃物。 海上钻井废弃物的处理仅限于排放、回注或运回岸上处理。相对而言，陆上作业者在处理钻井污物时具有较大的选择范围。通常将陆上钻井废弃物就地处理;在海上平台，大多数水基泥浆及钻屑和合成基液泥浆及钻屑被倒入海中;一些陆上钻井废弃物被运到井场以外的商业性废物处理场;海上油基泥浆及钻屑必须运回岸上处理或在井场就地回注到地下。在20世纪90年代，各钻井液专业生产公司推出了多种新型非水基液钻井液。这些基液包括内烯烃类、酯类、直链α-烯烃类、聚 α-烯烃类以及直链石蜡类。合成基液泥浆具有油基泥浆的钻井特性，但不含多环芳香烃类，而且具有低毒性、较快的生物降解能力和较低的生物积累性。合成基液泥浆钻屑不会象油基泥浆那样给海床带来巨大的环境影响。和水基泥浆相比，合成基液泥浆使井眼更清洁、更稳定，产生的钻屑量更少。合成基液泥浆可以循环再利用，而通常将水基泥浆钻屑直接倒入海中。 在条件允许的情况下，尽量将用过的油基泥浆和水基泥浆循环再利用，这样可以在最大程度上减少钻井废弃物的排放量。大多数钻屑被处理掉，其
中一部分钻屑经过除烃处理后用作污物回填的盖层。常规陆上钻井废弃物的处理方法是先抽取泥浆池中的液体部分，然后将剩余的固体物质就地掩埋或分散到井场。另一种处理方法是将泥浆钻屑回注到地层中。可以通过钻井环形空间回注，或者回注到某口专用的注入井中。 与陆上处理相比，海上钻井污物处理费用更高。有些石油天然气田为油田废弃物处理指定了专用填埋场。在其它地区，作业者可以将符合排放标准的钻井废弃物运到城市或工业废物填理场。有几种钻井液回注地下的方法包括以高于地层破裂压力将排放液注入地层裂缝，或以低于地层破裂压力将排放液回注到地层天然裂缝和盐穴中。 未来钻井废弃物处理方法主要取决于国家相关管理法规的变化。确定钻井污物处理的第二个因素是处理费用。如果某个作业公司或服务公司开发出一种即能降低处理成本又能保护环境的新的钻井污物处理方法，那么作业者将会采用新的方法来管理钻井废弃物。第三个影响因素是油气作业者的法律责任和义务。虽然目前作业者按现行的法律规定以合法的方式处理钻井废弃物，将来他们可能面临有关法规的修改。因此作业者应该采取积极措施，使钻井废弃物的处理符合未来更严格的法规要求。 正在研究新的适用于不同地层情况的钻井液。新的钻井液不仅具有适当的钻井特性，而且其中所含的抑制植被生长的有害添加剂含量更低。采用新的更有益于环境的添加剂代替钻井液中的重要成分，如用钛铁矿粉代替重晶石粉作泥浆加重剂，可以减少对环境的影响。 目前钻井液热处理费用偏高，而且也不适合海上平台使用。将来可能改进钻井液热回收技术，降低处理费用，提高有机碱液回收率。新的处理方法将提高安全有效性，使其适用于海上钻井平台。
钻井技术操作规程
Q/CNPC—CY 四川石油管理局企业标准 Q/CNPC-CY 97—2005 代替Q/CY 097—1998 钻井技术操作规程 2005—XX—XX发布 2005—XX—XX实施四川石油管理局发布
Q/CNPC-CY 97—2005 目次 前言222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222Ⅱ 1 范围222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 1 2 规范性引用文件222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 1 3 钻井设备的安装2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 4 钻进2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 5 钻井液22222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 6 事故的预防及处理22222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 7 定向井、丛式井、水平井22222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 8 固井2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 9 井控2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 10 中途测试2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 11 测井作业222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222212钻井环境安全的特殊要求222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 13 完井和交井2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 14 欠平衡钻井2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 I
欠平衡钻井知识
一、什么是欠平衡钻井： 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（承受高压的旋转防喷器引入油田后），又发展了用液体钻井液（清水、盐水、油基、水基钻井液）对高压地层进行欠平衡钻井的技术，如Flow Drilling（国内译为边喷边钻）、钻井液帽钻井、不压井钻井等技术。 旋转钻井技术： 九十年代得以充分发展的欠平衡钻井技术是旋转钻井的发展和继续，是钻井工作者经过长期实践针对中、低压油藏所采用的科学对策。由于减少了压差，阻止了滤液和固相进入储集层，因而能够最大限度地去发现和保护中、低压油藏，以获取比常规过压钻井高得多的经济效益。另外，欠平衡钻井还可以克服液柱的压持效应，提高破岩效率，解放钻速，缩短建井周期，减少钻井液对储集层的浸泡时间，可以安全钻过严重水敏性地层及漏失层，避免大量钻井液漏失而降低了钻井成本。这些优点，使得美国和加拿大的欠平衡钻井数已经占其总钻井数目的1/3或更多，欠平衡钻井技术还刚刚起步，截止到去年底，大约有100多口井采用欠平衡施工，且相继成立了大港欠平衡钻井公司、四川欠平衡钻井公司和新疆欠平衡钻井公司。 二、欠平衡钻井的分类 欠平衡钻井技术经过几十年的发展，至目前，国外已经发展了空气钻井、氮气钻井、天然气钻井、雾化钻井、泡沫钻井、充气钻井液钻井、边喷边钻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。 泡沫钻井技术，泡沫可用作钻井的循环流体，泡沫流体为气液两相构成的乳化液，它具有静液柱压力低、漏失量小、携屑能力强、对油气层损害小等特点。适用于低压、易漏、水敏性地层、欠平衡泡沫钻井技术是目前国外应用较为广泛的一项钻井技术。 充气钻井液钻井技术，虽然充气钻井液很早就用于油气工业，但是，在50年代早期在美国犹他州的Emery县才第一次使用充气钻井液钻井。当时，是使用充气泥浆作为钻井液，主要用途是避免因使用泥浆钻井时的井漏，而不是特定用于欠平衡钻井，近年来，由于水平井钻井的迅速发展，为了避免水平钻井中的地层损害，在加拿大、美国及世界上其他地区，使用充气液体作为钻井液已被用于欠平衡钻井。充气钻井液的连续相通常为未稠化的液化，如水、盐水、柴油、或原油等，气相为氮气、空气或其它气体。充气钻井液一般不含有表面活
石油行业安全生产标准化 钻井实施规范
石油行业安全生产标准化钻井实施规范 标准号：AQ 2039-2012 替代标准号： 发布单位：国家安全生产监督管理总局发布日期：2012-12-10技术说明书编码：2013-03-01时效状态： 实施日期：CAS No：现行 AQ 2039-2012 石油行业安全生产标准化钻井实施规范 前言 本标准第1、2、3章为推荐性的，其余为强制性的。 本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。 本标准是《石油行业安全生产标准化》系列标准之一，该系列包括： 1) AQ 2037-2012石油行业安全生产标准化导则； 2) AQ 2038-2012石油行业安全生产标准化地球物理勘探实施规范； 3) AQ 2039-2012石油行业安全生产标准化钻井实施规范； 4) AQ 2040-2012石油行业安全生产标准化测录井实施规范； 5) AQ 2041-2012石油行业安全生产标准化井下作业实施规范； 6) AQ 2042-2012石油行业安全生产标准化陆上采油实施规范； 7) AQ 2043-2012石油行业安全生产标准化陆上采气实施规范； 8) AQ 2044-2012石油行业安全生产标准化海上油气生产实施规范； 9) AQ 2045-2012石油行业安全生产标准化管道储运实施规范； 10) AQ 2046-2012石油行业安全生产标准化工程建设施工实施规范。． 本标准由国家安全生产监督管理总局提出。
本标准由全国安全生产标准化技术委员会非煤矿山安全分技术委员会 (SAC/TC288/SC2)归口。 本标准起草单位：中国石油天然气集团公司安全环保与节能部、中国石油集团川庆钻探工程有限公 司、中国石油集团安全环保技术研究院、中海油田服务股份有限公司、胜利油田检测评价研究有限公司。 本标准主要起草人：吴苏江、李毅、刘寿松、杜民、黎凡、胡月亭、孙旭涛、熊亮、牛更奇、卢世红。 本标准为首次发布。 1范围 本标准规定了石油行业钻井单位创建安全生产标准化的具体要求。 本标准适用于在中华人民共和国领域内从事石油天然气钻井的单位。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单）适用于本文件。 GB 5082起重吊运指挥信号 AQ 2037-2012石油行业安全生产标准化导则 SY/T 5087含硫化氢油气井安全钻井推荐作法 SY/T 5225石油天然气钻井。开发、储运防火防爆安全生产技术规程 SY/T 5369石油钻具的管理与使用 SY/T 5374固井作业规程 SY/T 5954开钻前验收项目及要求 SY/T 5956钻具报废技术条件 SY/T 5964钻井井控装置组合配套、安装调试与维护 SY 5974钻井井场、设备、作业安全技术规程
2017钻井井控实施细则 - 正式版
新疆油田钻井井控实施细则 （2017版） 新疆油田公司 2017年2月 目录 第一章总则 ?第二章井控设计 ?第三章井控装置的安装、试压、使用和管理 ?第四章钻开油气层前的准备和检查验收 ?第五章油气层钻井过程中的井控作业 ?第六章防火、防爆、防硫化氢措施和井喷失控的处理 ?第七章井控技术培训 ?第八章井控管理 ?第九章附则 1 .钻井井控风险分级 2.“三高”油气井定义 3. 关井操作程序
4. 带顶驱钻机关井操作程序 5. 溢流井喷(演习)时各岗位人员职责和关井程序6．用剪切闸板剪断井内钻杆控制井口的操作程序 7. 防喷演习记录表格式 8. 坐岗记录表格式 9. 低泵冲试验表格式 10. 油气上窜速度表格式及计算公式 11. 关井提示牌格式 12. 钻开油气层检查验收证书格式 13. 钻井队井控资料目录 14. 集团公司钻井井喷失控事故信息收集表
第一章总则 第一条为贯彻《中国石油天然气集团公司石油与天然气钻井井控规定》和行业标准，规范新疆油田井控工作，预防井喷、井喷失控、井喷着火事故的发生，保证人民生命财产安全，保护环境和油气资源不受破坏，制定本细则。 第二条各单位应认真贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，树立“以人为本”的理念，坚持“井控、环保，联防联治”的原则。?? 第三条井控工作是一项系统工程，涉及到建设方、承包方的勘探开发、钻井工程、质量安全环保、物资装备和教育培训等部门，必须各司其职、齐抓共管。 第四条井控工作包括井控设计、井控装备、钻井及完井过程中的井控作业、井控技术培训以及井控管理等。 ?? 第五条油气井都应安装防喷器，在新疆油田进行钻井作业的所有单位都应执行此细则。本细则也适用于套管内侧钻和加深钻井作业。 第六条欠平衡钻井作业中的井控技术和管理，执行《中国石油天然气集团公司关于加强欠平衡钻井井控技术管理的意见》、《欠平衡钻井技术规范》和本细则。 第二章井控设计
欠平衡钻井技术及其应用 开题报告
欠平衡钻井技术及其应用开题报告辽河石油职业技术学院 毕业设计(论文)开题报告 设计题目欠平衡钻井技术及其应用学生姓名学号 专业钻井技术,修井, 所在系石油工程系指导教师 年月日 开题报告 一课题研究的背景、研究意义及文献综述 1 研究背景 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。 本文介绍了欠平衡钻井技术国内外的发展状况，实施欠平衡钻井的优缺点。分析和总结了欠平衡钻井相关理论研究成果，为技术的应用提供理论依据。关键技术从三个方面入手:在考虑了影响负压值各方面的因素后，提出了合理的设计程序;通过计算出的钻井液密度选择适应于实际条件的最优钻井液类型;分析了井底压力波动和气侵后的环空压力变化，给出了一些井底压力控制措施。 最后介绍了欠平衡钻井的信息采集处理系统，通过全过程的监测和指导保证欠平衡钻井的安全进行。 2研究意义 进入20世纪90年代，由于世界范围内油气勘探开发从整装大油田、高压和常规压力、中高渗均质砂岩等良好勘探开发条件转移到了复杂中小油田、断块油田、
薄油层、低压低渗低产能、老油田改造、复杂储层条件、非常规油气等恶劣的开发勘探条件，这种形势迫使勘探开发必须要有新的思路和方法，同时由于非封固完井的水平井数量增多，强化了对防止储层损害的关注。另外国际油价的持续走高，对世界经济造成了很大的影响。高油价促使世界各国进一步增强了对石油资源重要性的认识，加强了对自己国内石油资源的勘探开发和利用，增加国内石油供应，减少对国际石油的依赖程度，其关键因素就是石油的勘探开发成本，因而降低石油的勘探开发成本则是目前石油工业上游领域的重要任务之一。欠平衡钻井技术不但能有效地降低油气田的勘探开发成本，最大限度得保护油气层，而且能很好地克服钻井作业过程中的难题和避免一些复杂情况的发生;有利于中小型油气田、非常规油气藏，低压低渗油气藏得勘探开发;有利于油田中后期改造挖潜。因此，欠平衡钻井由于其先进性为勘探、开发带来了广阔的前景，在油气田开发中发挥着越来越重的作用。欠平衡钻井技术是21世纪油气资源开发中必不可少的主干技术之一，又是一项涉及面宽、投资大、风险大的系统工程，也是继水平井技术之后在钻井技术上的另一大发展方向和热点，应尽快掌握和发展欠平衡钻井技术，使其更好地作为发现和保护油气藏的重要战略措施。二研究的基本内容，拟解决的主要问题 1研究的基本内容: 1、欠平衡钻井技国内外技术、设备发展现状，实施欠平衡钻井的优缺点; 2、欠平衡钻井相关理论; 3、欠平衡钻井过程中关键技术的应用，主要是欠压值的如何确定，欠平衡钻井液技术和井底压力控制技术; 4、欠平衡钻井信息实时采集分析处理系统研究与应用。 2、拟解决的主要问题: (1) 欠平衡钻井研究意义及其优缺点;
钻井液废液对环境的影响分析和处理
钻井液废液对环境的影响分析和处理 摘要：随着开发区域的扩展，钻探作业产生的污染成为敏感的事宜，石油钻井作业的污染问题逐渐引起重视。通过调查了解的国内常用的钻井废弃物处理技术措施，初步归纳为三种方式，每种方式各有利弊。根据油田使用效果分析，其中一种技术措施是可以在随钻过程中处理废弃钻井液和井场污水即废弃固体和液体同时进行过程处理的方法。主要是利用柴油机尾气处理污水和降低噪音并吸收柴油机排放的废气，加之固体废弃物经过新一代的板框压滤机的压榨后可以搬运转移或再利用，既节约了能源消耗，同时又实现了井场废水的源头治理。 关键词：钻井作业柴油机尾气板框压滤机废弃物井场污水 目前，国内钻井作业和完井作业结束后，井场废弃物的通用处理方法主要是采用终端处理即对废弃的钻井液完井液先进行固液分离，然后对固体和液体分别进行无害化处理，即对污水部分用化学药剂进行达标处理，经化学处理后的液体被排放或回注到地层内；而废弃的固体则是将淤泥部分直接固化，固化后的废弃物填埋到地下或加工成建筑材料另行处理，其工作量大，且需专业队伍进行处理。 现有新的无害化治理方案，其一是在钻井过程中利用柴油机尾气处理污水部分结合新型板框压滤机压榨废弃物，开展随钻废弃钻井液无害化治理的新技术；其二是在钻井过程中利用真空浓缩蒸馏装置和螺旋压榨机降低废泥浆中的含水量；其三是完井后对废弃物统一进行进行简单的水泥固化处理或转运。 一、废弃钻井液处理措施 1.利用柴油机尾气装置和新一代板框压滤机开展随钻废弃钻井液无害化治理，该项技术用两套装备组合完成：即废水处理由与钻井190型柴油机配套的ST系列消声减排一体化装置开展工作；固形物的压榨脱水由板框压滤机开展工作。 钻井废水废气同步处理技术原理为：钻井废水与柴油机废气两相直接接触传热传质，废气余热消减废水，废水吸收废气烟尘，使废气降温同时降噪、减阻，可以替代柴油机排气消声器的功能。 2.利用新一代板框压滤机对废弃液中的固体成分进行压榨脱水，形成的固形物（泥饼）可烧制建材加以利用或被转运填埋处理。 ①板框压滤机工作原理：
空气钻井安全技术规范
《空气钻井安全技术规范》 宣贯教材 指挥部安全环保部程广存 二〇〇七年一月十九日
《空气钻井安全技术规范》宣贯教材 一、标准编制的目的和意义 川东北地区地质构造复杂多变，岩石致密坚硬，岩性变化大,机械钻速很低；高陡构造地层倾角大，井身质量不易控制，严重地制约了钻井速度和质量，进而延缓了该地区天然气田的勘探进度和开发速度。为了解决这一难题，钻井施工单位根据国内外的经验，并与国内石油院校及国际专业公司合作，积极采用了空气钻井工艺。实践证明，空气钻井技术具有提高机械钻速、解决恶性井漏、解决压差卡钻等诸多优点，对加快油气藏的勘探、开发具有重要作用。 但空气钻井对井眼的要求比较严格，不仅要求地层压力剖面、岩性剖面清楚，井身结构合理，裸眼井段井壁稳定，而且地层流体不能含硫化氢，不能含油气水层。但是在实际工作中，我们不能非常准确地掌握地层的预告，由于一些不可预见的因素，随时有可能钻开高压油气水层或含硫化氢气层。一旦用空气钻井钻开了高压油气水层或含硫化氢气层，油气迅速上升，关井井口压力非常大，如果处理措施不当，就会造成特大的灾难性事故，给人民生命财产和国家财产带来巨大的损失，因此空气钻井较常规钻井有更高的施工风险，且目前在我国没有一套成熟的空气钻井安全技术规范。为了加快川东北特大气田的开发，我们编制了企业标准《空气钻井安全技术规范》，其目的就是规范空气钻井安全技术，降低空气钻井的作业风险，确保安全生产，促进我国空气钻井技术的发展。 二、标准编制的过程 根据集团公司领导的指示，中石化集团公司科技开发部和安全环保部牵头，于2006年5月底在北京召开了会议，决定组织人员编制有关川东北特大气田勘探开发的26项标准，并确定了标准名称、标准主要内容及主要起草人，《空气钻井安全技术规范》就是26个标准之一。为了适应川东北开发形势的需要，加快标准编制的速度，6月底在成
欠平衡钻井技术的发展研究_冯永兵
欠平衡钻井技术的发展研究 冯永兵1,孙 凯2,唐一元3,邹 春4 (1.长庆油田分公司第三采气厂;2.西南石油大学; 3.四川石油管理局川东钻探公司; 4.中原油田分公司采油二厂) 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。通过研究欠平衡钻井的技术的优势,指出欠平衡钻井比常规钻井具有更显著的技术优势,表明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。 关键词:欠平衡钻井;钻井参数;钻井方式;钻井液性能;储层损害;完井和测井 引言 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,即: P mE
四川油气田钻井废弃物无害化处理技术规范(QSY XN 02762007)
Q/SY中国石油天然气股份有限公司企业标准Q/SY XN0276—2007四川油气田钻井废弃物 无害化处理技术规范 Specification of unharmful treating technology of drilling wastes in shichuan oil and gas fields 2007-05-25发布2007-06-10实施中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司 发布 Q/SY XN0276—2007目次 前言 (1) 围............................................................................... 12规范性引用文件..................................................................... 13术语与定义......................................................................... 14准备工作........................................................................... 15技术要求........................................................................... 26质量和安全环保措施................................................................. 37监测............................................................................... 38验收............................................................................... 4Q/SY XN0276—2007四川油气田钻井废弃物无害化处理技术规范 1范围 本技术规范规定了井场清理、废水处理、固化池维修、废弃物无害化处理和覆土等钻井废弃物无害化处理工程相关的技术要求。 本技术规范适用于钻井、试油工程结束后的废弃物无害化处理。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本
全过程欠平衡钻井配套装备研究
全过程欠平衡钻井配套装备研究 摘要：近十年来，国内外欠平衡钻井技术在降低成本和提高油气层产能上取得了显著效果，已经成为钻井技术发展的必然趋势。全过程欠平衡的技术关键是不压井起下钻，除了常规的欠平衡钻井设备外，还需配置能够完成不压井起下钻的设备。通过对目前国内外能实现全过程欠平衡配套设备的分析，特别是对最新的强行起下钻装置，套管阀技术进行评价，指出目前这些最新设备的配套完全可以实现全过程欠平衡作业。 关键词：全过程欠平衡；配套装备 1．引言 欠平衡钻井技术作为一项重要的油气层保护手段备受人们青睐，已得到越来越广泛的应用，但常规的欠平衡钻井工艺无法解决起下钻、完井等作业过程中井底欠平衡压差的连续保持问题，无法实施全过程的欠平衡作业，使该项技术的应用受到一定程度的限制。为了解决全过程的欠平衡钻井工艺技术问题，国内外科研人员大力研发配套的工具与工艺，相继开发了不压井强行起下钻设备，在一段时间内缓解了这方面的矛盾。 2．全过程欠平衡钻井技术 全过程欠平衡技术是指在不压井的条件下实现欠平衡钻进，井口密封装置带压起下钻具、电测仪器、完井管具等，一般还包括不压井下油管串等。全过程欠平衡技术应包括以下几方面： (1) 欠平衡钻进：即在钻进过程中始终保持钻井液的循环压力低于所钻地层的孔隙压力，利用欠平衡钻井设计及动态数值模拟软件进行欠平衡钻井设计，选用适合的欠平衡钻井液体系，配备井口压力控制设备和流体处理设备。随着对欠平衡钻井技术的深入研究和技术服务人员实践经验的积累，井口压力控制系统和地面流体处理系统的日臻完善，钻井实时数据采集、监测、控制技术的研究成功，以及对欠平衡钻井井控技术认识的提高，一般能够实现在钻进过程中保持欠平衡状态，我们目前能实现此状态。 (2) 不压井带压起下钻：目前影响欠平衡效果的主要原因是起钻前或起钻过程中需要压井以平衡地层压力，但压井作业有可能完全抵消了欠平衡钻井带来的好的效果，甚至可能对地层造成更大的损害。而不压井起下钻作业还需要采用先进技术和专用设备，实施比较困难。 (3) 不压井带压测井：由于根据目前的地质判别能力还不能掌握确切的油层分布位置，因此在完井前进行测井作业还是必不可少的。由于一般测井周期比较长，测井过程中井下又没有钻具，为避免井控事故，目前测井前通常也需要压井.但现在国内外都有不压井测井的实例，即测井仪器下入井中后，利用高压防喷管
钻井废弃物,油泥处理方案设计
钻井废弃物处理方案设计 （目录） 一，概述 1.1，油泥的类型； 1.2，油泥的性质特征； 1.3，现今油泥处理技术； 1.4，油泥处理过程中的问题； 1.5，造品方案设计原则； 二，方案设计系统； 2.1，洗涤反应系统； 2.2，水处理系统； 2.3，污泥脱水系统； 三，工艺及设备； 3.1 工艺流程图； 3.2，设备一览表；
一，概述； 1.1，油泥的类型； 根据成因不同，油泥通常分为：落地油泥、罐底油泥、地面溢油、炼油厂含油污泥等。 1.2，油泥的性质特征； 油泥的成分极其复杂，随着地质条件、生产工艺的不同而各异，一般由水、泥土、油类有机物等组成。 油泥主要有以下几个特征：水含量高、体积大；成分复杂、处理难度大；含有大量的污油和可燃物质； 1.3，现今主要处理技术； 主要有：溶剂萃取技术、热水洗处理技术、热分解处理技术、生物处理技术、调剖技术、热萃取一脱水处理技术、超声脱油技术等。 1.4，油泥处理过程中的问题； 油泥种类多样，性质复杂，特别是油泥中油、泥、水三相乳化严重，造成油泥初次处理后很难达到环保标准，要使处理后泥中残油量达到环保标准，必须进行多次处理，这样处理油泥的装置将比较复杂，成本也会相应的增加。因此，为了使油泥处理取得更好的经济效益和环境效益，必须进一步研究开发高效的油泥处理新技术和简易工艺装置。 油泥在处理过程中会产生大量的污水，污水中不仅残留一定量的油，而且还有一些油泥处理过程中所添加的一些化学试剂，将对环境造成二次污染。因此，在油泥处理过程中还应该配备相应的污水处理装置，避免对环境造成二次污染。 油泥的处理技术和工艺多种多样，每种方法都有其优缺点和使用围；目前，还没有一种处理方法能达到既经济、高效又能处理所有类型油泥的目的。随着环保法规的13益严格和完善，随着石油资源的日益短缺，油泥的减量化、无害化、资源化、清洁化处理技术将成为其发展的必然趋势。 1.5，杭州造品方案设计原则； 综上述1.4所述，在油泥处理上所存在的问题点，杭州造品公司与意大利TW实验室合作，研发了一整套移动式油泥处理设备，和TRL-color 水土修复调和剂（专利），TRL-COLOR水土修复剂能对污染物大的分子进行微粉化，使其变为更小的，更稳定颗粒物体，更容易被生物降解，提高了污水处理效果，TRL-COLOR水土修复剂不仅保证了对污染物的全面清洗，促进污水自身生物处理，并可循环性清洗，从而最大限度地
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
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。