欠平衡钻井技术讲座287ye--第4部分

白浅111H同一构造上生产井产量对比表
井号
井型
钻井介质 改造前产气量
白浅106 白浅108 白浅109H 白浅111H
直井
Байду номын сангаас定向井
水平井 段长215m
水平井 段长245m
泥浆 泥浆 泥浆 天然气欠平衡
3800m3/d 8310m3/d 3020m3/d 68500m3/d
改造措施
加砂压裂 加砂压裂
未改造
√ √√ √√ √√
√√
√√
泥浆 液相 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
√
√
空气
√ √
氮气
√ √
天然气
柴油机 尾气
√√ √
√√ √ √ √√ √
√√
√√ √
√
小计
6 6 2 6 3 7 5 7 1 6 2 8
欠平衡钻井技术现状
集团集公团司公各司种各欠种平欠衡平钻衡井钻数井量数统量统计
250
共计434
共计4总344口34口
200
150 233
100
50
19 0
雾化
40 泡沫
55 31 充气 泥浆 空气 欠平衡钻井类型
34 氮气
33
19 天然气 柴油机尾气
已钻井数
中石油欠平衡典型实例井
四川油田邛西3井、白浅111H井、七北101井、平落19井、 天井1井、龙岗1井
大港油田板深7井、板深8井、歧深1井 大庆油田宋深101井、卫深5井、徐深2井 吉林油田长深1井 辽河油田马古1井、兴古5井 新疆油田夏72井、夏202井 塔里木油田解放128井、满东2井、塔中62-27井、轮古35
（2294~2420米）进行了充氮气全过程欠平
衡钻井，中途测试获得日产天然气6~8万方、
日产油50方（该区块常规钻井日产天然气1 万方、日产油2~5方） ，首次取得该构造
的产量突破，重新认识了红台构造含油气
状况，也为吐哈油田开发其它低压低渗区
块提供了技术手段。
吐哈红台2-15井氮气钻井现场试验
1 、欠平衡钻井技术在勘探开发中发挥了重要作用
三、中石油欠平衡钻井技术现状分析
80
70
70
60
50
40
30
16
20
10
11 11 10
8
7
7
6
4
3
1
1
0
四川
新疆 塔里木 大庆
吐哈
吉林
大港
辽河
华北
青海
玉门
冀东
长庆
特点2：各油田欠平衡钻井数量分布不均，发展不平衡
三、中石油欠平衡钻井技术现状分析
2007年中国石油欠平衡钻井在探井和开发井中的应用
120
自动点火器（四川石油管理局、大港集团公司研制）
空气螺杆 （北京石油机械厂研制）
空气震击器（北京石油机械厂研制）
空气减震器（北京石油机械厂研制）
空气锤 （北京石油勘探开发研究院研制）
雾化泵 （北京石油勘探开发研究院研制）
井下套管阀（新疆钻井院、北京勘探院研制）
械钻速19.5m/h。全井周期145天。
蓬莱镇 599
沙 溪 庙
凉高山 珍珠冲
须家河
2859 3516
4116
雷口坡
4613
嘉陵江
5601
飞仙关
6016
长兴 6530
508×100m 339.7×790m
空气钻井791～3441m，进尺2649.6m， 钻速23.91m/h，是邻井相同井段的4-6 倍。
WD-1润湿反转剂于2007年4月27日在龙岗 10井12-1/2″井段首次投入使用，气液 转换时间36小时（龙岗1井9天、龙岗2井 3天）， 下钻无阻、无划眼，一次到底， 并立即开钻。取得了显著效果。
运抵井场的润湿反转剂
2、气体钻井大幅度提高了机械钻速
-- 气体钻井防漏
天井1井浅部碳酸盐岩恶性井漏处理
●为解决奥陶系裂缝性油气藏窄安全窗口的安全钻井问题，在两口井进行了
控压钻井技术现场试验并取得成功。塔中62-27井4929-5016m井段，充气控 压钻进累计进尺42米。轮古35井6238-6460米井段旋转控制头控压钻进，总 进尺222米，机械钻速1.41米/小时。
4 、中石油欠平衡钻井技术现状分析---装备与工具研制
三、中石油欠平衡钻井技术现状分析
180 160 140 120 100
80 60 40 20
0
气体钻井井数 欠平衡钻井井数
19 2000
14 2001
14 2002
3 40 2003
7 50 2004
15 66 2005
30 50 2006
39 116 2007
特点1：欠平衡钻井、气体钻井数量大幅增长
26〞 井 眼 泡沫钻井 成功钻至 508m
339.7mm×1298m
大隆 寒武系
泡沫钻进135~ 1230m， 钻速3.3m/h
244.5mm×3448m 177.8mm×4198m
3 、控压钻井技术在塔里木油田应用
●DN204井应用NDS技术，提高了对窄密度窗口认识，通过实施控压钻井，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。
识，指导邻井港深67井重新试油，在浅层获得新发现。
井号 东营组
歧深1井泥浆密度与邻井对比
沙一上
沙一中
沙一下
沙二、三
歧深1 1.21~1.25 1.25~1.36 港深67 1.15~1.41 1.41~1.48 港深69 1.22~1.32 1.32~1.42 港深39 1.19~1.45 1.46~1.49 港深23 1.13~1.46 1.46~1.61 港深45 1.18~1.39 1.39~1.64
井 长庆油田陕242井 吐哈油田红台2-15井 玉门油田窿9井
以上典型井代表着中石油欠平衡钻井技术发展的水平和效 果
1 、欠平衡钻井技术在勘探开发中发挥了重要作用 ---- 大港油田歧深1井
岐深1井通过实施欠平衡钻井，降低了钻井液密度，不仅取得了深层 沙三段天然气的重要发现，还对东营、沙一段地层含油气性取得了新的认
辽河油田在古潜山油藏采用低密度无固相钻井液和水 包油钻井液先后进行了马古1井等11口井的欠平衡钻井技术 现场试验与应用。马古1井、马古1－8－8井实现了整个欠 平衡钻进井段火炬连续点火。
1 、欠平衡钻井技术在勘探开发中发挥了重要作用 ---- 吉林油田
吉林长深1井进入火山岩地层采用水包油泥浆进行欠平衡钻井，泥浆密 度0.9，地层压力系数1.17。欠平衡钻井过程中点火成功，及时发现了 天然气藏。
欠平衡钻井在低压储层中的应用
50 45 40 35 30 25 20 15 10
5 0
平落1 平落2 平落3 平落8 平落10 平落11 平落12 平落17 平落18 平落19 平落20
平落19井位于平落坝、邛西过渡带，地层压力系数0.7。采用天然气欠平 衡方式，欠平衡井段为3695～3761m。不压井完井后对须二段进行测试，井口 流动压力14.84MPa(地层压力25.51MPa),日产天然气47.27×104m3，产量明显 高于邻井。对于低压储层的开发，探索出了一条提高单井产量的有效手段。
中途测试，油嘴6.35mm，天然气日产19万方。油嘴9.52mm，天然气日 产46万方。
长深1井的钻探成功，是松辽盆地南部深层天然气勘探的重大突破，展 示了吉林油田深层天然气勘探的广阔前景。
1 、欠平衡钻井技术在勘探开发中发挥了重要作用
---- 吐哈油田
氮气欠平衡技术应用
吐 哈 油 田 在 红 台 2-15 井 三 间 房 组 储 层 段
气体钻井的技术核心包括：地层出水／出气定量判断、空气锤的应 用、气体钻井防斜技术、泥浆安全转化技术等。
2、气体钻井大幅度提高了机械钻速
-- 龙岗1井气体钻井
• 四川油田龙岗1井设计井深6530米，气体钻井进尺3304m，占实钻井深的
50.6%；气体钻井时间32天，仅占全井周期的22%。气体钻井井段平均机
1 、欠平衡钻井技术在勘探开发中发挥了重要作用 ---- 欠平衡水平井钻井技术
四川油田白浅111H井位于四川盆地白马庙蓬Ⅳ顶界构造南端，目的层为蓬 Ⅳ段主砂层。白浅111H通过天然气欠平衡水平井(天然气钻进井段 1103.1～1325m)的实施，测试产量达到68500m3/d，明显高于邻近直井压裂 和常规水平井压裂后产量，探索了低压低渗储层的高效开发方式。
地面出露碳酸盐岩， 原井眼20 〞 、 171/2〞 共漏失泥浆10118m3 ， 漏失清水7883m3 ，堵漏水泥231t，钻井天数120天(井深1230m)，处理复
杂情况69天。采用泡沫重钻215.87-966.7m井段 ，64天成功穿过漏层钻至
原井深。 飞仙关
508mm×498m
雷口坡 雷口坡
244.5×3587m
氮气钻井3589～4243m，进尺 654.02m，钻速10.53m/h，是邻井 177.8 × 5860.5m 相同井段的4-5倍。
127× 6528m
2、气体钻井大幅度提高了机械钻速
-- 气体钻井的空气锤技术
平均机械钻速（米/小时）
龙岗地区Φ311mm井段不同钻井方式机械钻速对比
1.38~1.49
1.23~1.35
1.48~1.52
1.42~1.45
1.50~1.67
1.65~1.73~1.64
1.61~1.65
1.68~1.71~1.61 1.57~1.58~1.51
1.64~1.74~1.68
1.68
1.67~1.69~1.65
1 、欠平衡钻井技术在勘探开发中发挥了重要作用 ----辽河油田
4 、中石油欠平衡钻井技术现状分析---装备与工具研制
1988年新疆局从美国引进了第一套气体钻井装备，近年来 四川、长庆、新疆、吐哈、大庆局又先后引进了气体钻井 专用装备10标准台套，其总量达到1650方。同时具备10口 12-1/4英寸井眼实施空气钻井的能力。
气体钻井装备价格昂贵。为此科技发展部组织攻关，自行 研制除空压机、注氮设备以外全套气体钻井装备和工具， 包括旋转防喷器、增压机、空气螺杆、空气震击器、空气 减震器、空气锤、雾化泵等，价格比进口价格大幅下降。
拥有各类旋转控制头和旋转防喷器43套、节流控制箱75套 、 节流管汇238套 、液气分离器62套。
4 、中石油欠平衡钻井技术现状分析---装备与工具研制
旋转防喷器（四川局、北京勘探院、大庆钻井院研制）
增压机 （四川石油管理局研制）
空压机 （四川石油管理局研制）
液气分离器（四川石油管理局、大港集团公司研制）
从2000年至今，集团公司科技发展部设立课题30余 项，进行欠平衡及气体钻井技术和专用装备的攻关 和研制。先后在长庆、玉门、伊朗、四川、吐哈、 大庆进行了空气、雾化、天然气、氮气、柴油机尾 气等气体钻井试验，基本形成了适合各油田不同油 气藏特点的直井、定向井、水平井气体钻井配套技 术；目前中国石油已经具备几乎全套欠平衡和气体 钻井装备的生产能力。
106
开发井 探井
100
80
60
49
40
20
68.4 31.6
0 欠平衡井数(含气体钻井)
占欠平衡井数的比例（%）
特点3：欠平衡钻井技术在开发井中应用取得突破
各油田欠平衡钻井技术类型应用情况
大庆 辽河 吉林 新疆 塔里木 长庆 玉门 吐哈 青海 大港
华北
四川
雾化 √ √
√
√ √ √
√ √ √
泡沫 充气 √√ √√ √ √√
改造后产气量
45300m3/d 53460m3/d
2、气体钻井大幅度提高了机械钻速
气体钻井时井底岩石剪切强度随欠平衡而降低、最易于破碎，并且 不受压持效应的影响，因此气体钻井是提高钻井速度最好的钻井方 式。气体钻井包括空气、氮气、天然气、柴油机尾气等。
气体钻井是集团公司重点支持的项目，2003年在玉门窿9井逆掩推 覆体地层进行了气体钻井提速试验，后在玉门、四川、长庆、大庆 等油田多口井开展了气体钻井提速试验，大幅度提高了机械钻速。
25
21.5
20
提高44.6%
14.87
15
提高8.3倍
10
5
1.6
0
牙轮+泥浆钻井 牙轮+空气钻井
空气锤
龙岗1井单只空气锤进尺1712.82米；龙岗10井单只空气锤进尺记录1744.93米
2、气体钻井大幅度提高了机械钻速
-- 气体钻井介质转换技术
针对龙岗地区气体钻井后转换泥浆钻井 出现的井壁失稳处理时间长的问题，中 石油钻井研究院研制出了WD-1井壁润湿 反转剂。
---- 塔里木油田
塔里木油田满东2井6080m地层压力99.6MPa，该井自5820m --6200m实施了氮气钻井，不仅准确评价了该地区深层含油气情 况，还大幅度提高了钻井速度。平均钻速达到6.08m/h。该井创 国内欠平衡气体钻井最深与地层压力最大(100.06MPa)的纪录。
1 、欠平衡钻井技术在勘探开发中发挥了重要作用 ---- 低压储层气体欠平衡钻井技术