火山岩气藏全过程欠平衡钻井技术

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欠平衡钻井技术综述

欠平衡钻井技术综述打破“平衡” 保障“平衡”“钻头不到，油气不冒”的论断似乎无可辩驳。

钻头到了，油气就会冒出来？事实给出的答案是“不一定”：如果地下有油气，而进入井筒的通道在施工过程中被堵住，油气就无法冒出来。

跻身钻井技术“家族”的新宠——欠平衡钻井，通过井筒环空中循环介质的井底压力、地层孔隙压力本应保持的平衡被人为打破，避免油气进入井筒的通道堵塞，使“只要地下有油气，就能冒出来”的愿望成为现实。

中国石油近年来应用这一新技术，取得了较多重要新发现，提高了钻井速度，从而保障了储量增长与产量提高的平衡，促进了油气供求的平衡。

欠平衡钻井技术的魅力，令中国石油进一步推广应用的号角更加嘹亮：今年“新钻探井中应用欠平衡钻井技术的比例力争达到20%”。

6月29日至30日，中国石油在成都召开“欠平衡钻井工作推进会议”，再次擂响推广应用的战鼓邛西气田可谓中国石油探索欠平衡钻井技术征途中的灿烂鲜花。

千古韵事“文君当垆、相如涤器”的发生地——四川邛崃市，天然气勘探“三起三落”。

1992年、1994年各钻1口探井，见到良好油气显示，但没获产能。

成为中国石油对外合作勘探区块后，外商投资数百万美元实施“加砂压裂储层改造”作业，也无功而返。

四川油气田钻探邛西3井时，率先在国内试验全过程欠平衡钻井新技术钻进储层，喜获成功，测试日产气量达45.6万立方米，从而发现邛西气田，并证明“川西前陆盆地大型含气区”有较好的勘探开发前景。

认识欠平衡钻井技术不难。

通常的钻井作业应用的是平衡钻井技术，即井筒环空中循环介质的井底压力与地层孔隙压力保持基本平衡。

而欠平衡钻井技术却是人为地使前者低于后者，“允许地层流体有控制地进入井筒，并将其循环到地面进行有效处理”。

实现欠平衡钻井不易。

中国石油在探索、推广欠平衡钻井技术的过程中，既实施液相、气相等欠平衡钻井和全过程欠平衡钻井，也尝试用欠平衡钻井技术钻水平井，其中气相欠平衡钻井包括应用空气、氮气、天然气、柴油机尾气进行钻井作业。

欠平衡钻井技术介绍

长城钻探钻井技术服务公司 2012-2-3
汇报提纲
一、欠平衡钻井技术介绍二、欠平衡技术解决的问题三、欠平衡钻井技术服务能力四、服务案例
一、欠平衡钻井技术介绍
欠平衡钻井定义
使钻井流体施加在井底的压力小于地层孔隙压力，有效控制地层流体流入井筒，并对其进行处理的钻井方式。
常规钻井
欠平衡钻井
不同尺寸井眼气体钻井气量选配表（cont’d）
井眼尺寸 152.4
介质空气氮气
雾化
井段 m
<1000 1000-2000 2000-3000 3000-4000 4000-5000 5000-6000
<1000 1000-2000 2000-3000 3000-4000 4000-5000 5000-6000
<1000 1000-2000 2000-3000 3000-4000
推荐排量 m3/min 110-130 130-150 150-180 180-260 80-110 90-140 120-170 150-210 110-160 150-200 190-250 240-300
不同尺寸井眼气体钻井气量选配表（cont’d）
三、欠平衡钻井技术服务能力
E28.8-16HT 雾化泵（1套）
• CAT C7柴油发动机 • 液体排量：70～480L/min • 额定工作压力：≥15MPa
三、欠平衡钻井技术服务能力
Hubs 软件（1 套）
Signa Engineering Inc.
•Q Design排量优化设计模块 •Mud Cap泥浆盖压力控制钻井设计模块 •P Macth现场压力拟合模块 •Formation Influx地层流入模块 •Phase Change相态模块 •Sphericity球度模块

中基性火山岩全过程欠平衡钻井地质条件分析

开发难度较大，特别是以大面积溢流相为主的中基性火
山岩，有储层渗透率低以及次生变化显著等特点，具采用常规钻井效果差。国内多个油田在低压低渗的沉积岩中应用全过程欠平衡钻井技术取得了非常好的钻探效果，该技术是否适用于中基性火山岩以及效果如何还有待研究，为满足在中基性火山岩储层中实施全过程欠
安达地区中基性火山岩岩性特点及储层特性的基础上，行了全过程欠平衡钻井的地质条件分析，进得
到了该区实际的全过程欠平衡钻探地质资料和较为准确的分析结果，为勘探开发安达地区深层天然
气资源以及其它中基性火山岩油气藏提供了参考。关键词：中基性火山岩；全过程欠平衡钻井；达地区；安地质备件
为４～５的一种火山岩，基性岩。Ａ１５２为。Ｏ。和
斜长石，密、硬，度一般为８级，磨度为８级。致坚硬研安山岩在风化作用下常变成一种很难鉴定的含有绿泥
∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞
ＣＯ含量比超基性岩略多，别可达１和１；ａ分５Ｏ而
ＦＯ和ＭｇｅＯ含量较少，约６／。矿物成分主要为基各６９性斜长石、石以及橄榄石，密、硬，度一般为８辉致坚硬
级，磨度为７级［。玄武岩在风化作用下其中的斜长研４］

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。

欠平衡钻井的概念及要求

欠平衡钻井的概念及要求一、概念欠平衡钻井是一种钻造井工艺，其主要目的是在井筒中建立一种低于地层压力的压力环境，以控制井漏和避免井喷，同时提高钻进效率。

二、要求欠平衡钻井的要求主要包括以下几个方面：1. 缺气状态欠平衡钻井要求在井眼中维持一种缺气状态，即井液中气体的含量低于地层含气量。

这样可以降低地层中的气体压力，减小井漏的风险。

2. 压力控制为了实现欠平衡效果，需要对井液的压力进行精确控制，以维持一定的压力差。

通过合理选择钻井液的密度和泥浆柱高度及压力控制装置等手段，可以实现对井液压力的调节。

3. 排气系统对于欠平衡钻井来说，排气系统的设计和运行至关重要。

通过排气系统可以快速、安全地从井眼中排出气体，以保证井液中的气体含量保持在一个较低的水平，从而控制井漏风险。

4. 钻井液选择在欠平衡钻井中，选择合适的钻井液对于实现欠平衡效果至关重要。

钻井液的密度、流变性能、附着性和对地层的侵入性等特性需要在设计过程中充分考虑，以确保井液能够有效地控制井漏风险。

5. 安全措施欠平衡钻井是一项高风险的工作，因此必须严格遵守各项安全措施。

包括但不限于保证操作人员的安全、建立紧急事故应急预案、加强对井口、井身的监控等，以确保钻井过程的安全性。

6. 成本控制欠平衡钻井的成本通常较高，因此需要对成本进行有效控制。

在设计钻井方案和选择设备时，需要充分考虑成本效益因素，合理安排人员和物资资源，以降低欠平衡钻井的成本。

欠平衡钻井的工艺流程一、设计井筒及井眼尺寸根据地层情况和钻井目的，设计井筒的形状和尺寸。

确定井眼直径和套管尺寸，以适应欠平衡钻井的需求。

二、选择钻井液根据地层压力、温度、气体含量等参数，选择适合的钻井液。

根据设计要求，控制钻井液的密度，以实现缺气状态。

三、建立井液循环系统建立井液循环系统，包括钻井液搅拌、储备、循环和处理等环节。

确保井液的质量和性能符合要求。

四、井液循环和排气开始钻井后，保持井液循环，通过排气系统快速排出井眼中的气体，维持缺气状态。

欠平衡钻井技术

欠平衡钻井技术：油气勘探开发的新革命打破瓶颈的首选技术近年来，陆上石油面临的双重压力越来越大：一方面，油气需求空前剧增，全球供应空前紧张；另一方面，国内油气勘探“好吃的肥肉”越来越少，勘探领域越来越向低压低渗低产储层、衰竭储层、难采储层深入，全国难动用储量高达60多亿吨。

长庆苏里格气田探明储量6000亿立方米，但低压低渗低产，开发成本高，至今进展缓慢；四川盆地上三叠系总资源量高达9000亿立方米以上，同样因为类似的原因，勘探效果一直不理想，探明率仅5%，探明资源转化率不到20%。

与此同时，各油田钻井工程中处理井漏、井斜、卡钻、出水、井壁坍塌等井下复杂情况不但占去大量钻井时间，而且成为钻井成本居高不下的主要因素。

在四川，仅处理井漏或因井漏带来的复杂情况即占钻井总时间的8~10%，有的井甚至因井漏而报废，一年仅井漏造成的损失就近亿元。

钻井工程速度慢、周期长、成本高，已对勘探开发形成严重的瓶颈制约。

市场急切呼唤革命性的技术来破解上述地质和工程两大僵局：既能拿储量拿产量，又能提高钻井效率、降低勘探开发成本。

欠平衡钻井技术历史性地担当起这一打破瓶颈、开创新局面的重任。

欠平衡钻井成果喜人自上世纪末再次启动以来，欠平衡钻井首先在大港油田先声夺人，接着在川渝气田实现飞跃，同时，长庆、大庆、辽河、新疆等全集团大部分油田先后迈开了坚实的步伐。

在这次交流会上，盘点近年来欠平衡钻井取得的成果，主要有以下几方面。

第一是发现和有效保护了油气藏。

大港发现的古潜山油气藏含气面积60多平方公里，油气储量上亿吨；四川更是喜人：打井近80口，获工业气井35口，累计获天然气测试日产量333万立方米，在接连发现邛西、南井、潼南、白浅等多个构造的同时，还在一些产能衰竭的老气田收到增大井口产能的良好效果。

其中仅在邛西构造即获得控制储量263亿立方米，探明储量57亿立方米。

此外长庆在苏里格气田、大庆在长垣东部火山岩储层采用欠平衡钻井都有良好发现。

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<∆p 。

此时允许产层流体流入井内，并可将其循环到地面，地面可有效地控制。

UBD Pp ＞Pb = Ph + Pa + Pch二、国内外发展概况1、欠平衡压力钻井发展历史欠平衡压力钻井实际上是一种古老的钻井方式，直到1895年旋转钻井产生之前，绳索式顿钻钻井都是用欠平衡方式进行的，在当时技术条件下，利用欠平衡方式诱发井喷是发现油气藏的手段。

欠平衡-----井喷------油气藏从1895至1920这段时间里，旋转钻井是用清水作为循环流体的，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。

美国和加拿大具有：（1）先进的欠平衡钻井装备（2）专业技术服务公司（3）配套的欠平衡钻井技术加拿大欠平衡钻井数目图欠平衡压力钻井作为能提高油气产量的一项重要技术，已在世界20多个国家和地区4500多口井上应用。

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近几年来，后在新疆准噶尔盆地陆东一先五彩湾
地区石炭系、滴南凸起石炭以及油气产量，加后期地层改造费用：增钻井滤液与储层岩石不配伍会诱发水敏、敏、盐碱敏、湿反润转、表面吸附等储集层潜在伤害．井滤液与地层流钻体不配伍会诱发储层油气通道的无机盐沉淀、水锁、乳化堵塞等。且石炭系火山岩地层压力与漏失压力
ｔｉｗａ，ｈｄａｔｇｓｏｅｉｔｇａｅｎｅｂｎａｃｒｌｇｔｃｎｌｇａｅｕｅｆｃｉｅｙＳｓｔｓｌｅｓｍｅｄｆｃｌｐｏ — ｈｓｙｔｅａｖｎａｅｆｔｎｅｒｔｄｕｄｒａｌｎｅｄｌｎｈｏｏｙｃｎｂｓｄｅｆｔｌＯａｏｏｖｏｉｉｕｔｒｂｈｉｉｅｅｖ
ｌｍｓｓｃｓｔｅｌｓｉｃｌｔｏｈｅｌｒｅｄｅｒｅｏｆｉｕｔｓａｏｔｒｓｒｏｒｐｏｅｔ，ｔｏｒｔｆｐｎｔａｉｎ，ａｈｉｉｋｅｕｈａｈｏｔｃｒｕａｉｎ，ｔａｇｇｅｆｄｉｃｌｉｂｕｅｅｖｉｒｔｃｉｆｅｏｎｈｅｌｗａｅｏｅｅｒｔｏｎｄｔｅｂｇｒｓ
ｇｓｒｓｒｏｒ，ｏｐｅｔｈｃｉｖｍｅｔｆｎｅｂｌｎｅｄｌｎｅｈｏｏｙｍａｅｉｎｉｎｉｉｌｓｂｔｅｎ２０ｎ０８ａｅｅｖｉｃｕｌｄｗｉｔｅａｈｅｅｎｓｏｄｒａａｃｒｌｇｔｃｎｌｇｄｎＸｉｊｇｏｌｅｄｅｗｅ０７ａｄ２０，ｓｈｕｉｉａｆ
ｉｉｒｓｎｅｈｔｔｅｉｔｇａｅｎｅｂｌｎｅｄｌｎｅｈｏｏｙｓｏｌｅａｐｉｄｔｈａｂｎｆｒｕｏｃｎｃｒｃｅｅｖｉＩｔｓｐｅｅｔｄｔａｎｅｒｔｄｕｄｒａａｃｒｌｇｔｃｎｌｇｈｕｄｂｐｌｏｔｅｃｒｏｉｏｓｖｌａｉｏｋｒｓｒｏｒｎｈｉｉｅｅ．
ｒｓｒｏｒＭｅｎｉ，ｏｏｒｓｏｄｎａｕｅｂｕｈｎｅｒｔｄｕｄｒａａｅｒｌｎｃｎｌｇ－ｒｕｏｗｒｃｏｄｎｅｅｉ．ａｗｈｌｓｍｅｃｒｅｐｎｉｇｍｅｓｒｓａｏｔｅｉｔｇａｅｎｅｂｌｎｅｄｉｉｇｔｈｏｏｙａｅｐｔｒａｄａｃｒｉｇｔｖｅｔｌｅｆｏｔｅｇｏｏｉａｈｒｃｅｓｉｓｏａｂｎｆｒｕｏｃｎｃｒｃ．ｈｅｌｇｃｌａａｔｒｔｆｒｏｉｏｓｖｌａｉｏｋｃｉｃｃｅ
Ｋｅｙｗｏｒｓｉｔｇａｅｕｅｂｌｎｃｉｌｉｇｔｈｎｌｇ；ｐｒｓｕｅｂｌｃｏｄｔｉ／ｎｂｉｇｒｕｄｒｐ；ｄｗｎｈｌａｉｇｖｌｅｄｎｅｒｔｄｎｄｒａａｅｄｒｌｎｅｃｏｏｙｅｓｒａａｎｅｒｕｎｒｐｓｕｂｎｏｎｔｉｏｏｅｃｓｎａｖ；ｖｌａｃｒｃａｅｅｖｉｓｏｃｎｉｏｋｇｓｒｓｒｏｒ
全过程欠平衡钻井不压井起下钻井下套管阀火山岩气藏
ＡｂｔａｔＡｃｏｄｎｏｓｍｅｄｆｃｌｄｌｎｒｂｅｘｓｉｇｉｈｘｌｒｔｎａｄｄｖｌｐｎｆｈａｂｎｆｒｕｏｃｎｃｒｃｓｒｃｃｒｉｇｔｏｉｕｔｒｌｇｐｏｌｍｓｅｉｔｎｔｅｅｐｏａｉｎｅｅｏｍｅｔｅｃｒｏｉｏｓｖｌａｉｏｋｉｆｉｉｎｏｏｔｅ
ｏｅｌｏｔｌｗｉｈｕｕｌｐｅｒｗｅｈｏｔｅｄｌｉｇｔｃｎｌｇｓｕｅｎｔｅｅｐｏａｉｎｏｅｃｒｏｉｒｕｏｃｎｃｒｃｆｌｃｎｒ，ｈｃｓａｌａｐａｈｎｔｅｒｕｉｒｌｈｏｏｙｉｓｄｉｈｘｌｒｔｆｔａｂｎｆｏｓｖｌａｉｏｋｗｏｙｎｉｎｅｏｈｅ
火山岩气藏全过程欠平衡钻井技术
Ｉ曼蓦
摘欠平衡钻井技术措施。关键词
０ … … 一… ００８３） …
要针对石炭系火山岩气藏在勘探开发过程中遇到的钻井难题，结合２０～０８年新疆油田欠平衡钻井取得的成果，出０７２０提
在石炭系火山岩地层采用全过程欠平衡钻井技术，有效利用全过程欠平衡钻井技术优势解决石炭系火山岩气藏地层采用常能
规钻井技术出现的井漏、层保护难度大、储机械钻速低、井控风险大等开发难题，针对石炭系火山岩地质特征提出相应全过程并