控制压力钻井技术与欠平衡钻井技术的区别
欠平衡作业和控制压力钻井作业方式的分类与选择
收稿日期:2009-12-01 基金项目:国家“863”课题“超深井钻井技术研究”(项目编号:2006AA06A109-3-2)的部分研究成果 作者简介:杨顺辉(1973-),男(汉族),河南洛阳人,中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院高级工程师,石油钻井专业,硕士,从事欠平衡钻井、控制压力钻井、液动射流冲击器、可膨胀波纹管等方面的研究工作,北京市朝阳区北辰东路8号北辰时代大厦502,ysh@sinopd .co m 。
欠平衡作业和控制压力钻井作业方式的分类与选择杨顺辉(中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院,北京100101)摘 要:随着欠平衡作业和控制压力钻井应用的不断推广,为了更好的对这两项技术进行控制和管理,国际钻井承包商协会下属的UBO /MP D 委员会对这两种技术按照风险等级、作业类别和流体系统进行了分类,共分为6级、3类、5种。
首先介绍了这种分类体系,然后分别对欠平衡作业和控制压力钻井这两类作业方式的作业目的、流体类型选择、优缺点以及适用范围进行了分析评价。
以期通过以上论述,为在具体施工作业中选择合适的钻井方式提供依据。
关键词:欠平衡作业;控制压力钻井;空气钻井中图分类号:TE249 文献标识码:A 文章编号:1672-7428(2010)03-0008-03C l a ssi f i ca ti on and Selecti on of Underba l anced O pera ti on and M anaged PressureD r illi n g /YAN G Shun 2hui (SI N OPEC Petr oleu m Engineering Research I nstitute,Beijing 100101,China )Abstract:A l ong with the continuous extensi on for app licati on of underbalanced operati on and the managed p ressure drill 2ing,in order t o furtherly carry on the contr ol and the manage ment t o these t w o technol ogies;according t o the risk grade,app licati on category and fluid syste m,UBO /MP D comm ittee subordinating t o I nternati onalA ss ociati on of D rilling Contract or classified these t w o technol ogies int o 6levels,3categories and 5syste m s .The paper firstly intr oduced classificati on sys 2te m;analysis and app raisal were separately made on the underbalanced operati on and the managed p ressure drilling meth 2ods about the operati on goal,fluid type choice,advantages and disadvantages as well as the app licable scope,s o as t o p r o 2vide basis f or selecting p r oper drilling method in constructi on operati on .Key words:underbalanced operati on;managed p ressure drilling;air drilling0 前言随着已发现油气资源的日渐衰竭,对更深更复杂地层的勘探开发活动越来越多,而在钻探这些深层复杂地层时,常常出现许多如井涌、井漏、有害气体泄漏、卡钻、起下钻时间过长等钻井复杂问题。
欠平衡作业和控制压力钻井作业方式的分类与选择
Ｋｅ ｒ ｓ ｎ ｅ ｂ ｌｎ ｅ ｐ ｒｔ ｎ；ｍａ ａ ｅ ｒ ｓｕ ｅ ｄ ｌ ｎ ；ａｒｄ ｌ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ：ｕ ｄ ｒ ａａ ｃ ｄ ｏ ｅ ａｉ ｏ ｎ ｇ ｄ ｐ ｅ ｓ ｒ ｒ ｌ ｇ ｉ ｒ ｌ ｇ ｉ ｉ ｉ ｉ
０ 前 言
分 为若 干亚类 。 目前 国内的欠平 衡作 业应用 已经非 常 广泛 ， 国也 出台了《 平衡钻 井技术 规范 》 Ｓ ／ 我 欠 （Ｙ
包商协会下属的 Ｕ Ｏ Ｍ Ｄ委员会对这两种技术按 照风险等 级 、 Ｂ／ Ｐ 作业 类别 和流体系统进 行 了分类 ， 共分 为 ６级 、 ３ 类、 ５种。首先 介绍 了这种分类体系 ， 然后分别对欠平衡作业 和控 制压力钻井这 两类 作业方式 的作业 目的 、 流体类
型 选 择 、 缺 点 以及 适 用 范 围 进 行 了分 析评 价 。 以期 通 过 以 上 论 述 ， 在 具 体 施 工 作 业 中选 择 合 适 的钻 井 方 式 提 优 为 供依据 。 关 键 词 ： 平 衡 作 业 ； 制 压 力 钻井 ； 气 钻 井 欠 控 空 中图 分 类 号 ：Ｅ ４ Ｔ ２９ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６２—７２ （ ００ ０ １７ ４ ８ ２ １ ）３—００ ０ ０ ８— ３
８
探矿工 程 （ 土钻掘 工程 ） 岩
பைடு நூலகம்
２１ ００年第 ３ ７卷第 ３期
欠平衡作业和控制压力钻井作业方式的分类与选择
杨 顺 辉
（ 中国石油化工股份有限公司石油工程技术研 究院 ， 北京 １００ ） ０ １ １
摘 要： 随着 欠 平 衡 作 业 和 控 制 压 力 钻 井应 用 的不 断 推 广 ， 了更 好 的对 这 两 项 技 术 进 行 控 制 和 管 理 ， 际 钻 井 承 为 国
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）是一种在井口维持地层压力低于井口压力的钻井方法。
该方法主要是通过减小钻井液密度或增加气体（氮气、天然气或压缩空气）注入到井内，以降低井底压力，使钻井过程中地层压井的现象得到控制。
欠平衡钻井技术的主要优势在于可以减少地层崩塌、井击、井喷等危险情况的发生，并且可以提高钻井速度和孔隙渗透率，从而减少钻井成本。
与常规钻井技术相比，欠平衡钻井技术可以更好地保持储层中的原始压力和流体性质，从而更好地评估储层的产能。
欠平衡钻井技术的应用范围广泛，适用于不同类型的油气井，包括深水井、高温高压井、气井、油藏难以气窜的井等。
在深水井中，欠平衡钻井技术可以减少水合物的形成并提高钻井速度。
在高温高压井中，欠平衡钻井技术可以减少井口附近的孔隙压力差，降低井喷和井击的风险。
欠平衡钻井技术的关键是控制井底压力和钻井液流量。
为了确保井底压力低于井口压力，需要通过控制钻头旋转速度、注入气体的流量和钻井液的密度来实现。
通常会使用特殊的测量设备和控制系统来监测井底压力和流量，以确保钻井过程的安全和有效。
但是欠平衡钻井技术也存在一些挑战和风险。
一方面，由于井底压力低于井口压力，有可能导致井喷和井击的发生。
由于钻井液密度较低，可能会导致钻井液中的固体颗粒无法有效地将井底产能传递到井口。
在实施欠平衡钻井技术时，需要对目标油气井的地层进行详细的分析和评估，选择合适的钻井液和气体注入方案，并严格控制钻井液和气体的流量和压力，以确保钻井过程的安全和顺利。
欠平衡钻井技术
欠平衡钻井技术
欠平衡钻井技术是一种在井底压力小于地层压力的情况下进行钻井的技术。
相比于常规平衡钻井技术，欠平衡钻井技术能够降低钻井过程中的井漏风险，并提高钻井效率。
欠平衡钻井技术的主要原理是利用人工创造的压差，使井底压力低于地层压力。
这种压差可以通过以下几种方法来实现：
1. 人工气体注入：在井底通过注入气体，如氮气或天然气，在井中形成气垫，降低井底压力，以实现欠平衡状态。
2. 全液体钻井：用轻质液体，如泡沫、泡沫水或汽液混合物，替代常规的钻井液来钻井。
这种液体的密度较低，能够降低井底压力。
3. 降低泥浆密度：通过减少钻井液中浆体材料的比重，使泥浆的密度降低，从而实现欠平衡。
欠平衡钻井技术的优势主要表现在以下几个方面：
1. 降低井漏风险：由于井底压力较低，井壁与地层之间的压差减小了，从而降低了地层的损害和井漏的风险。
2. 提高钻井效率：由于井底压力较低，钻进速度可以提高。
而且，欠平衡钻井中通常使用轻质液体进行钻井，减少了下钻时间和井深对泥浆密度所需的调整，进一步提高了钻井效率。
3. 可用于水平井和高井深：常规平衡钻井技术在水平井和高井深情况下的施工难度较大。
而欠平衡钻井技术由于井底压力较低，可以有效降低水平井和高井深情况下的井漏风险，减轻施工难度。
欠平衡钻井技术在实际应用中也存在一些问题和挑战。
欠平衡钻井技术的设计和操作要求高，需要充分了解地层特点和井漏风险，合理选择施工参数。
由于钻井过程中井底压力低于地层压力，地层中的气体和油可能会通过井眼进入井筒，需要采取相应的措施进行处理和处理。
欠平衡钻井技术
欠平衡钻井技术欠平衡钻井技术是一种在井筒内使压力低于地层压力的钻井技术。
相较于正平衡钻井技术，欠平衡钻井技术能够降低钻井过程中的井下事故风险，提高钻井速度和效率，适用于复杂地质条件下的钻井作业。
欠平衡钻井技术的原理是通过控制钻井液循环系统中的泵入流量，使井筒内部维持一个压力低于地层压力的状态。
这样可以减少地层破裂和井下沉积物堵塞的风险，从而提高钻井的安全性和效率。
欠平衡钻井技术主要有以下几种常用的方法：1. MEG（气泡剂辅助）技术：在钻井液中添加气泡剂，通过气泡的膨胀和爆破，形成一定的气泡力量来降低钻井液的密度，从而降低井筒内部的压力。
2. 流体耦合技术：将高压气体以流体耦合的方式注入套管与井筒之间的缝隙中，使套管外形成一个低压区域，从而降低井筒内的压力。
3. 膨胀管道技术：通过选用膨胀管道，使钻井液在膨胀管道内压力降低，然后再进入井底，形成平衡钻井管道，实现钻井液外泄来降低井筒内压力。
欠平衡钻井技术的应用范围比较广泛。
在高压气藏和高渗透油藏等特殊地质条件下，这种技术可以减少地层损伤和泥浆污染，保护地层储集能力。
在气体钻井和高温、高硫、高压等腐蚀井下环境条件下，欠平衡钻井技术可以提高钻井的安全性和效率。
欠平衡钻井技术还可以应用于水平井、大角度井和深水井等特殊钻井作业中。
不过，欠平衡钻井技术也存在一些问题和挑战。
由于钻井液密度的控制比较困难，需要选择合适的钻井液体系和气泡剂，以确保欠平衡钻井的效果。
欠平衡钻井的安全性较差，井下系统会面临较大的压力差，需要加强井控措施和监测手段，避免井下事故的发生。
欠平衡钻井技术能够提高钻井的效率和安全性，在特殊地质条件下有着广泛的应用前景。
随着钻井工艺和技术的不断发展，欠平衡钻井技术将进一步完善和应用于实际生产中。
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。
欠平衡钻井压差确定及井底压力控制技术
欠平衡钻井压差确定及井底压力控制技术
欠平衡钻井压差确定是钻井过程中常用的测量和控制技术之一。
它以确定井口和井底处的压力差为目标，主要分为测量和控制两个过程。
针对测量过程，可以采用裂缝试验、位移控制试验等，来准确、
灵敏地测量井底和井口的压差，并根据施工过程中查看的表现，实时
反馈压力信息。
在此基础上，可以结合不同的配置，定制适合的差压
测试系统，做到实时保护井口和井底的安全。
而井底压力控制则主要通过控制地层压力来实现，一般可以从三
个方面进行操作：调节井口压力、保持压力-频率平衡和建立恒定压力。
对于调节井口压力，可以应用降压井和差压散油驱技术，来保持钻井
井口压力稳定；而建立恒定压力，则可以采取钻井储压技术，保持压
力稳定。
总而言之，欠平衡钻井压差确定及井底压力控制技术是提高钻井
的安全性和效率的重要手段，正确的钻井过程控制指南将确保投资回报，也是最终企业投资的重要受益者。
欠平衡钻井技术
欠平衡钻井技术
欠平衡钻井技术是一种有效的钻井方法，它采用低于地层压力的钻井液压力实现井底
压力低于地层压力的状态，使得岩层泥浆得以尽可能快速地向井口移动而不被井底压力阻碍，从而达到提高钻进效率和减少发生卡钻事故的目的。
该技术主要应用于较软的岩层和
低透水性的地层中。
有以下 3 个显著的优势：
1. 提高钻进效率
欠平衡钻井技术中使用的钻井液压力较低，可以减小钻头和井壁之间的摩擦力和阻力，使得岩层泥浆得以尽可能快速地向井口移动。
因此，欠平衡钻井技术相比传统的钻井技术，可以减少井深相同的情况下所需的钻进时间。
2. 减少卡钻
在传统的钻井技术中，通常需要使用高压的钻井液来控制井底压力，然而，如果地层
的透水性较低，钻井液可能无法快速地向井口移动，导致井底压力过高，从而引发钻具卡
钻等问题。
而欠平衡钻井技术中使用低压力的钻井液，可以有效地避免卡钻等问题的发
生。
3. 减小地层侵入和物质损伤
欠平衡钻井技术主要适用于以下场景：
1. 钻井深度不超过 2000 米
2. 井壁不过分稳定，且易塌陷
3. 钻进的地层破碎和填充性较好，即其透水性不太高
4. 采用的岩层泥浆能够清除钻屑，防止其在井孔中堆积
总之，欠平衡钻井技术在适用场景中具有显著的优势。
在选用该技术时，需要综合考
虑地层条件、岩层类型、钻具、钻井液等多个因素，以确保其应用效果达到最好。
欠平衡钻井技术
欠平衡钻井技术欠平衡钻井技术是石油钻井领域中一种重要的钻井技术，旨在通过控制井底压力高于地层压力的状态，而使攻克井深、克服高含盐、可溶性地层、大断层地层和高渗透率地层的困难。
在石油勘探开发中起着举足轻重的作用。
本文将深入探讨欠平衡钻井技术的原理、应用及发展趋势。
一、欠平衡钻井技术的原理欠平衡钻井技术是指在钻井过程中，井底压力高于地层压力，以防止地层井漏及气体突出。
其核心原理就是通过控制井底压力，使井底压力维持在高于地层压力的状态。
这种差异性的控制方式能够减少井漏的可能性，从而提高钻井作业的安全性和效率。
在传统的钻井中，井底压力通常维持在地层压力以下，称之为正平衡状态。
而在欠平衡钻井中，井底压力要高于地层压力，从而实现控制井下的地层流体，减少地层井漏的风险。
这种技术在处理高含盐、可溶性地层、大断层地层和高渗透率地层时有着得天独厚的优势。
二、欠平衡钻井技术的应用欠平衡钻井技术首先在勘探过程中大量应用，能够实现快速的勘探作业，提高勘探效率。
在钻探过程中，欠平衡钻井技术也可以应用于越复杂的地层，如高含盐、可溶性地层、大断层地层和高渗透率地层等。
欠平衡钻井技术还可以应用于水平井、垂直井和定向井等。
在这些特殊的地层和井型上，欠平衡钻井技术可以减少井漏的风险，提高钻井效率。
欠平衡钻井技术还可以应用于特定的油气田开发工艺中。
在开发过程中，油气的产量通常与井底压力息息相关。
通过欠平衡钻井技术，可以有效地维持油气田的压力平衡，从而提高原油和天然气的采收率。
欠平衡钻井技术对于油气田的有效开发至关重要。
三、欠平衡钻井技术的发展趋势随着石油勘探开发技术的不断进步，欠平衡钻井技术也在不断发展和完善。
未来，欠平衡钻井技术将更加注重技术的创新和高效性。
国际油气行业对于欠平衡钻井技术的需求将会继续上升。
欠平衡钻井技术在智能化和自动化方面也将得到进一步的发展。
随着人工智能技术的不断应用，欠平衡钻井技术将更加智能化，实现数据的自动采集和分析，在钻井作业中发挥更大的作用。
欠平衡钻井技术
欠平衡钻井技术欠平衡钻井技术是一种在井筒中应用压力差异来驱动钻头进入地层的钻井技术。
与传统的平衡钻井技术不同，欠平衡钻井技术被广泛应用于一些难以钻进的地层，例如自然气水合物地层、高温高压地层以及高粘度油藏等。
本篇文章将从欠平衡钻井技术的概念、原理、优点和应用等方面详细介绍该项技术。
欠平衡钻井技术是利用在井筒中形成的气体、泡沫、液体的压力差异来推动钻头快速进入井壁中使井筒完成一个完整的钻进过程。
该方法通常通过在井筒中注入空气、泡沫、气液两相、纯气等气体以及液体，使钻井作业能够在恶劣的地质环境下广泛应用。
欠平衡钻井技术的优势在于可以显著提高效率和降低钻井成本。
欠平衡钻井技术的原理是在井筒中形成一个压力差异，使得钻头受到推力而能够顺畅快速地钻入地层。
欠平衡钻井技术的原理可以分为两个部分：1、井筒内高压与低压的形成在欠平衡钻井技术中，通过在井筒中注入气体或者液体的方式，形成了不同压力、不同密度的介质，从而形成了井筒内的高压和低压区域。
当在井筒中形成了不同密度的介质时，就会出现一定的静差压力，静差压力是指两点之间沿表面法线方向的压力差。
2、钻头推进力的形成井筒内部形成的静差压力可以充当一定的驱动力量来推动钻头进入地层。
在欠平衡钻井技术中，静差压力可以克服摩擦力和阻力，从而形成一定的推进力。
因此，钻头在井筒内的进展速度直接决定了静差压力和钻头推进力的效果和质量。
欠平衡钻井技术由于其独特的特点，在钻井作业中得到了广泛应用，其主要优点包括：1、提高钻井效率相比于传统的平衡钻井技术，欠平衡钻井技术采用的是压力差异来驱动钻头入井，能够很大程度上提高钻井效率，缩短钻井周期，加快钻井作业进度，从而降低了整个钻井作业的成本。
2、适用范围广欠平衡钻井技术具有适用性广的特点，特别是在一些难以钻探的地层、高压高温地层、高黏度油藏中，采用欠平衡钻井技术可以避免钻头被地层催生物卡住或卡钻，进而可以提高钻井成效，降低钻井成本。
3、提高生产欠平衡钻井技术可以有效地改善钻屑清除，避免了关井作业、停电清井等情况的发生，从而可以加快地层开发，提高生产效率。
欠平衡钻井技术介绍
大港欠平衡
1.合理的井口回压设计 2.井口装置的试压 3.两套钻井液体系的准备
大港欠平衡
大港欠平衡
（一）、井口回压控制技术
井口回压控制是实施欠平衡钻井的
核心。在欠平衡钻进过程中，保持 立压等于立压参考值，随着井深的 增加，立压参考值应相应改变。
大港欠平衡
欠平衡钻井定义内容包含以下两 个主要方面，即：
第一，井筒环空中循环介质的当 量循环密度一定要低于所钻地（储） 层的孔隙压力当量密度，这个差值即 为欠压值；
第二，地层流体一定要有控制地 流入井筒，并把它循环到地面再分离 出来。
二.欠平衡钻井的优点
大港欠平衡
1、及时发现和有效保护油气层，是环保技术，节省
储层改造费用；
2、提高钻速，提高钻头寿命；
3、杜绝或减少井漏、压差卡钻等井下复杂；
4、对产层进行随钻测试；
6、能够避免井喷；
7、缩短勘探周期，提高勘探效率。
大港欠平衡
欠平衡钻井安全记录
• IADC/SPE 论文 #39354 “1960-1996年Gulf Coast 800 口井井喷排列的顺序”；
大港欠平衡
常规井控技术分级
大港欠平衡
常规钻井井控作法：
8通过调高钻井液密度，防止 地层流体流入井内， 从而避免井涌 的发生。
8有地层流体流入井内时，停止钻进。 8有钻井液漏失时，停止钻进。 8有地层流体流入井内时，钻具不可以离开井底。 8保持井底压力稳定并稍 高于地层孔隙压力。 8井口防喷器组和节流压井系统是必备的安全设备。
列 井，密度适用范围0.07-0.60g/cm3 。井口加
控压钻井简介
• 控压钻井的定义
• 常规控压钻井工艺
• 其它控压钻井技术
控压钻井的定义
• 控压钻井的原理：通过对井底压力的实时监测
、水力参数的分析计算、井口套压（或回压）
的自动控制，实现合理的井底压力，始终保持
井底压差处于微过平衡状态，有效控制地层流 体侵入井眼,减少井涌、井漏、卡钻等多种钻 井复杂情况,非常适宜孔隙压力和破裂压力窗 口较窄的地层作业。
性。
其它控压钻井技术
• 连续循环系统原理如右图所示。
• 连续循环钻井的主要优点有： 1.消除了压力波动的影响
2. 改善了ECD控制
3.消除了岩屑沉降的影响
液柱压力来精确控制井眼压力的方法。保持井
底压力恒定就是对ECD进行精确控制，在钻进
、接单根或起下钻过程中均维持一个恒定的环
高,在井口施加一个水力回压,而开泵时,环空摩
擦压力降低,此时则停止施加回压,这一操作使得井筒压力更为恒定,从而有效
避免了开停泵时出现井涌-井漏的恶性循环。通常情况下,当地层破裂压力梯度 接近孔隙压力时(即压力窗口窄)才会采用这种控制压力钻井工艺。
控压钻井和欠平衡钻井的区别
控压钻井在钻井过程中控制
地层流体的向井流动，使地 层流体不侵入井筒，主要解 决的是钻井问题。
欠平衡钻井使地层流体流入
井筒，主要用于钻压力衰竭 地层,降低表皮系数,提高油 气采收率,主要解决储层伤害 问题。
常规控压钻井工艺
一、井底压力恒定的控制压力钻井（CBHP）
通过环空水力摩阻、节流压力和钻井液静
了下至总井深的套管数量。
其它控压钻井技术
一、微流量控压钻井（MFC）
微流量控压钻井系统主要由 3 大部分组成: 旋转控制头、微 流量节流管汇和数据采集与控制系统。旋转控制头在井眼环空与 钻柱之间起密封作用，提供安全有效的压力控制，实现带压钻进 作业；微流量节流管汇可根据工作需要调节钻井液流量等参数， 钻井液地面管汇上装有 2 个钻井液微流量测量仪以及相关的传 感器，传感器通过测量各种钻井液参数，并将采集到的压力、温 度、流量、流速等信号通过 A/D 转换器送到中央数据采集与控 制系统中，经计算机处理后发出下一步控制指令。
欠平衡钻井技术全套
欠平衡钻井技术一.欠平衡钻井的类型欠平衡钻井分为两种类型，即流钻和人工诱导欠平衡钻井。
流钻欠平衡钻井，就是用合适密度的钻井液（包括清水、混油钻井液、原油、柴油、添加空心固体材料钻井液等）进行的欠平衡钻井;而人工诱导欠平衡钻井，就是用充气钻井液、泡沫、雾、气体作为循环介质进行的欠平衡钻井。
一般而言，当地层压力当量密度大于或等于LlOg/cm3时，用流钻欠平衡钻井，否则可用人工诱导欠平衡钻井。
这两类方法不是绝对的，实际应用时应根据具体情况进行选择。
经过几十年的发展，目前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。
1.气体钻井技术气体钻井技术是指采用空气、天然气、废气和氮气钻井，密度适用范围为0〜0.02g∕Cm3。
采用空气欠平衡钻井可较大地节约钻井材料费用。
采用氮气钻井，主要优点是氮气和烧气的混合物不易燃烧，可消除井下着火的可能性。
采用天然气钻井，天然气排放到大气时，会形成易燃的混合物，存在着火的潜在危险，对大气也有污染。
2 .雾化钻井技术雾化钻井技术的密度适用范围为0.002~0.040g∕cm3,气体体积为混合物体积的96.0%~99.9%。
在空气钻井过程中，如出现少量的地层水，通常做法是将空气钻井转变成雾化钻井。
雾化钻井的具体做法是，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液滴。
3 .泡沫钻井技术泡沫钻井技术的密度适用范围为0.04~0.60g∕cm3,井口加回压时可达到0.8g∕cm3以上，气体体积为混合物体积的55%~96%β泡沫用作钻井的循环流体，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应用较为广泛的一项钻井技术。
4 .充气钻井液钻井技术充气钻井液钻井技术包括通过钻杆和井下注气两种方式。
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。
IADC欠平衡作业和控制压力钻井的分类标准
应 用类别 （ Ｂ或 Ｃ） 流体 系统 （ ～ ５ 进 行 分类 。 作 业／ Ａ、 及 １ ） 控制 压力钻 井设 备 的额 定 操作 压 力 （ 动压 ） 如 ，
果 发生设 备失效 可 能会 立 即导 致 严重 后 果 。例如 任 何 ＭＡＳ Ｐ大 于欠 平 衡 作业 ／ 制压 力钻 井 设备 额 定 控 压 力 的油 气井 。
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４级 油 气储 层 。最 大 预计 关 井压 力 （ ＭＡＳ ５ ． ～９ ． 的气体 。 Ｐ） ５ ０ ７５ 钻井液 中仅含 有单相 液体 。
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雾 状流液 体小 于 ２ ５ ． ３ 泡沫 ） 液 体为连续 相 的两相流 ， 泡沫来 源于液 体 中添 加 的表 面 活 性 剂 和 气 体 。典 型 的 泡 沫 包 含
４ 充气 液体 流 体 中还 有气泡 的钻井液 体系 。 ） ５ 液体 ）
用类 别和 流体系统 。油井 主要依据 风险 等级 （ ～５ 、 ０ ）
该 标准 主要 是为确 定最小 的设备 需求 、 殊的操 作程 特 序 以及安 全管理措 施 ， 补充 材料包 括 Ｉ Ｃ欠平 衡作 ＡＤ 业 ＨＳ Ｅ指南 以及其 它相关 文件 。
欠平衡钻井的发展动力技术优势及井控技术对比
欠平衡钻井的发展动力技术优势及井控技术对比摘要：随着社会经济的快速发展，欠平衡钻井钻井井控技术有了突飞猛进的进步，欠平衡钻井技术是指对于油气勘探来说它是一种油气层识别技术；对于油气开发来说它是一种油气层保护技术；对于钻井工程来说它是二次井控技术和保护油气层钻进技术。
勘探领域已把欠平衡钻井技术做为一种直接、有效、可靠、及时、随机的油气层识别技术，提高探井成功率。
关键词：发展动力；技术优势；井控条件；井控对比一．欠平衡钻井概念API 定义：钻井过程中主体产层流体流入井眼，并可将其循环到地面，地面可有效控制。
这一技术称欠平衡钻井。
ERCB（加拿大能源储备部）的定义：设计钻井液柱压力低于产层压力，若液柱压力不够低时，在钻井液中加入空气或氮气，较低液柱压力必然引起地层流体流进井眼，这种地层流体必须循环出地面，地面可控制。
欠平衡钻井的基本概念有多种表述，无论哪种表述都包含以下两个主要方面，即：第一，井筒环空中循环介质的当量循环密度一定要低于所钻地（储）层的孔隙压力当量密度，这个差值即为欠压值；第二，地层流体一定要有控制地流入井筒，并把它循环到地面再分离出来。
二、常规井控技术分级一级井控技术：通过调整钻井液密度，保持井筒内钻井液柱压力大于地层孔隙压力，避免发生井喷。
钻井液静液柱压力是第一级屏障；二级井控技术：当发生溢流时，进行关井作业，避免发生井喷。
井口防喷器组提供第二级屏障；三级井控技术：井喷发生后正确使用设备和技术重新恢复对井的控制。
井喷可能是地面或是地下井喷。
有时需要重新安装井口，进行关井和压井作业。
三、常规钻井井控作法：1.通过调高钻井液密度，防止地层流体流入井内，从而避免井涌的发生2.有地层流体流入井内时，停止钻进3.有钻井液漏失时，停止钻进。
4.有地层流体流入井内时，钻具不可以离开井底。
5.保持井底压力稳定并稍高于地层孔隙压力。
6.井口防喷器组和节流压井系统是必备的安全设备。
四、欠平衡钻井井控作法：1.通过降低有效钻井液密度，有意识地使地层流体流入井内。
控制压力钻井技术
主要内容：
井底压力恒定MPD (CBHPMPD) 双梯度MPD(Dual-gradientMPD) 加压泥浆帽MPD (Pressured-mud-cap MPD，PMCD) HSEMPD（HSE or返回流量控制 (RFC)
其它演变的钻井方法
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二、控压钻井（MPD）各种应用模式
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一、控压钻井（MPD）概述
存在窄密度窗口地层的几种情况 压力敏感地层裂缝、溶洞等连通性好的地层，停泵井涌，
开泵漏失； 长井段同一压力系统当平衡上部地层时，钻开下部地层
会发生漏失，降低密度上部地层流体会有外溢； 上部存在异常高压层钻遇下部正常压力目的层，由于地
层压力降低发生漏失；
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按其压力控制方式可分为主动型和被动型。 “被动型”MPD (ReactiveMPD)：采用常规钻井方法钻 井，但将设备组装成能够迅速应对意料外的压力变化。钻井
程序中至少需要装备有旋转控制装置(旋转防喷器或旋转头)、
节流管汇，或许还有钻柱浮阀等。 “主动型”MPD (ProactiveMPD)：充分利用组装设备
——井底压力恒定MPD
(CBHPMPD)
井底压力恒定MPD又称为 当量循环密度( ECD) 控制。 设计时使用低于常规钻井方式 的钻井液密度进行近平衡钻井。 循环时井底压力 = 静液柱压
力+环空压耗
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二、控压钻井（MPD）各种应用模式
当关井、接钻杆时，循环压耗消失，井底压力处于欠平衡 状态，在井口加回压使井底压力保持一定程度的过平衡，防止
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二、控压钻井（MPD）各种应用模式
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二、控压钻井（MPD）各种应用模式
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二、控压钻井（MPD）各种应用模式
欠平衡钻井的概念及要求
欠平衡钻井的概念及要求一、前言欠平衡钻井是一种钻井技术，它是在井口内部维持一个低于地层压力的压力环境，使得钻头在钻进地层时能够更加顺畅地进行。
本文将介绍欠平衡钻井的概念、要求以及相关技术和应用。
二、概念欠平衡钻井是指在钻井过程中，通过控制井口内的气体或液体压力，使其低于地层压力，从而实现减小孔壁稳定性影响和减小岩石破碎度的目的。
这种技术可以提高钻头的进尺速度和降低钻头磨损率，并且还可以降低水泥固井质量。
三、要求1. 精确控制压力：欠平衡钻井需要精确控制气体或液体的流量和压力，以确保其始终低于地层压力。
这需要使用高精度的仪器和设备来监测并调整气体或液体流量和压力。
2. 安全措施：由于欠平衡钻井会产生高压气体或液体，因此需要采取一系列安全措施来确保钻井过程的安全。
例如，需要使用防爆设备和安全阀等设备来避免事故发生。
3. 高效率：欠平衡钻井的目的是提高钻头进尺速度和降低磨损率，因此需要确保钻井过程的高效率。
这需要使用先进的技术和设备，并且对钻井过程进行精细化管理。
四、相关技术和应用1. 气体驱动式欠平衡钻井：该技术主要通过在井口内部注入氮气或天然气来实现欠平衡状态。
这种技术可以有效地减少岩石破碎度，并且可以提高钻头的进尺速度。
2. 液体驱动式欠平衡钻井：该技术主要通过在井口内部注入泡沫液或水泥浆来实现欠平衡状态。
这种技术可以在一定程度上提高孔壁稳定性，并且可以降低水泥固井质量。
3. 应用领域：欠平衡钻井广泛应用于石油、天然气勘探和开发领域，特别是在复杂地质条件下的钻井作业中。
例如，在高温高压油藏、薄层气田和致密油气藏等领域都有广泛应用。
五、总结欠平衡钻井是一种高效的钻井技术，它可以提高钻头进尺速度和降低磨损率，并且可以降低水泥固井质量。
然而，欠平衡钻井需要精确控制压力、采取安全措施以及实现高效率等要求。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的技术和设备，并进行精细化管理。
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五、结论及建议
(1)该配方在小于临界交联密度时,能形成强度很高的堵剂,满足对大孔道的封堵要求。
(2)在温度小于120℃的条件下,均能形成高强度堵剂,而且在80℃环境里能长期保持稳定。
(3)能在矿化度小于30000mg/L 的条件下形
成高强度的堵剂,说明该配方能适应通常的油田矿
化度要求。
(4)通过流动实验证明封堵后的岩心突破压力梯度和封堵率都很高,有利于对大孔道的封堵。
(5)有必要进一步对大孔道形成机理及其相应
的堵剂配方进行研究,特别是将现有的常规堵剂进
行改性,以及进一步发展深部调驱技术[8],使大孔
道的封堵技术不断完善。
参考文献
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(编辑:包丽屏)
!科技简讯#
控制压力钻井技术与欠平衡钻井技术的区别
国际钻井承包商协会(I A DC )控制压力钻井分委员会将MP D 定义为“是一种应用钻井工艺,用于精确控制整个井眼的环空压力分布,其目的是确定井下压力窗口,并根据压力窗口控制环空压力分布。
”
控制压力钻井(MP D )和欠平衡钻井(UBD )有着类似之处,许多UBD 设备同样适用于MP D 作业,且M P D 发展初期主要依靠UBD 理论和设备,其实这两种工艺从应用目的、设备配置、工艺方法与地质工程效果等方面均有一定区别。
UBD 钻井主要解决储层伤害问题,提高油气采收率;而M P D 则是一种解决钻井复杂问题的作业方法,M P D 是为了解决窄安全密度窗口带来的井漏、井塌、卡钻、井涌等井下复杂问题,采用MP D 比较经济而有效,因作业时采用的是闭式压力控制系统,更适合于控制井涌,通过动态压力控制或自动节流控制,可以快速控制地层流体侵入井内,安全性高。
UBD 和MP D 所需设备存在一定区别。
大多数情况下,UBD 设备可用于M P D,而为M P D 所设计的分离设备的处理能力较小,但其他配套设备更为复杂。
UBD 钻井中所采用的辅助流动管线、储备罐及地质取样设备在MP D 钻井中不需要,MP D 还需增加密闭循环系统、CCS 、举升泵等,以精确控制井底压力。
通过UBD 能够获得地层地质特征参数与综合地质分析;而MP D 是将地层流体压制在地层中,因此对产层的识别以及岩石物性不能直接进行评估,但可通过随钻测井(L WD )和随钻测量(MWD )仪进行储层评估。
(川庆钻探公司钻采院 朱丽华)・631・ 钻 采 工 艺
DR I L L I N G &PRODUCTI O N TECHNOLOGY 2008年9月Sep.2008。