氮气欠平衡安全钻井技术探讨
氮气欠平衡安全钻井技术探讨
发表时间：2018-11-16T10:10:53.893Z 来源：《基层建设》2018年第30期 作者： 陈立坡
[导读] 摘要：充氮气欠平衡压力钻井是在钻井过程中，向钻井液中充入氮气，使钻井液液柱压力低于产层地层压力，通过地面设备有效控制，将流入井眼内的产层流体循环到地面，并进行有效分离。
中原石油工程有限公司钻井一公司50707钻井队 河南濮阳 457100
摘要：充氮气欠平衡压力钻井是在钻井过程中，向钻井液中充入氮气，使钻井液液柱压力低于产层地层压力，通过地面设备有效控制，将流入井眼内的产层流体循环到地面，并进行有效分离。该技术适用于钻进地层压力系数0.80一1.05的地层，在低压、低渗透、低压易
漏、裂缝油气藏以及过度开采衰竭油藏的开发中具有其它钻井技术不可比拟的优越性。
关键词：氮气；欠平衡安钻井；技术探讨
一、氮气欠平衡钻井井控技术
1井口装置设计
氮气钻井过程中井口不会承受太高的压力，但根据模拟计算，井口的氮气流量大，一般大于100m3／min。根据油藏深浅，选择合适的闸板防喷器和旋转防喷器，还考虑在钻井整个过程中有高性能旋转防喷器承受一定压力，建立环空与钻台问的屏障，将井筒返出流体导离
钻台的设备。另外，为了完成不压井起下钻、下油管、安装采油树等工序，还需要井13装置中安装油管头，安装次序需要做较严格的要
求。
2井口装置选择
（1）旋转防喷器选择。旋转防喷器主动密封和被动密封有两种形式。虽然进行氮气钻井时，井口始终处于长开状态，旋转防喷器承受的压力不会太高，但由于氮气钻井是在储层中钻进，为及时处理突发事件，应选择密封压力级别大于10.5MPa／21MPa的旋转防喷器。此
外，由于被动密封的旋转防喷器主要靠胶芯弹性自由收缩密封和井压助封，在用于气体钻井中存在一个较大的缺陷，即当钻杆接头通过旋
转防喷器胶芯时，胶芯倍瞬间撑大，接头通过胶芯后，胶芯需要一定时间才能恢复原形起密封作用，此时，将会有一股气流顺着钻杆冲向
钻台，存在较大的风险隐患。主动密封的旋转防喷器主要是通过液压油给胶芯施加压力使胶芯抱紧钻具，施加的压力可以自由调节，当需
要过钻具接头时，可将施加的压力上调，使胶芯再钻具接头过后迅速恢复密封状态。因此，推荐选用主动密封的旋转防喷器而不推荐使用
被动密封的旋转防喷器。
（2）常规封井器选择。常规封井器的选择应根据《石油天然气钻井井控安全技术标准》，进行选择闸板防喷器和环形防喷器组合。
3工艺流程设计
此工艺流程的主要优点是卸压管线多，一旦发生井口压力迅速上升，可同时开通6条卸压管线与外界相通，管线出口的总面积大于技术套管的总面积，确保将上升的井口压力卸掉，确保安全所有的防喷管线和排砂管线均设自动点火装置。
二、工程实例应用
本文系统介绍了充氮气欠平衡钻井的主要设备及工艺技术，并以某井为例，介绍了其现场应用情况。
1充氮气欠平衡钻井主要设备
1.1井口控制系统
套管头+FZ35-35单闸板防喷器+钻井四通+2FZ35-35双闸板防喷器+FH35-35环形防喷器+Williams7100型旋转控制头。
1.2地面处理设备
液气分离器；Φ177.8mm排气管线75m；节流管汇；压井管汇；液动阀；司钻控制台；真空除气器2台；三级净化固控设备；循环罐；钻井液储备罐；自动点火装置；防回火装置。
1.3制氮充氮设备
NPU一800车载式现场制氮设备1台；井场液氮储备罐l台；液氮泵、汽化器各2个；运输液氮车辆（包括槽罐）2台。详见表1。 表1氮气钻井专用设备
1.4其它工具
六边形方钻杆；方钻杆上、下旋塞；单向阀及投入式止回阀；斜坡钻杆；除气加重装置等。
2充氮气欠平衡钻井主要工艺技术 2.1充氮气钻井液当量密度的确定
井底压力Pd是设计充氮气钻井液密度的主要依据，地层孔隙压力Pp一般由地质部门提供，但在欠平衡施工前都需要通过试油静压、钻杆测试压力或RFT（MFT）测试压力进行校正。负压差△P=Pp—Pd（一般为0.5一5.0MPa），循环压耗Pa随着井眼大小和井深变化而不同。
当量钻井液密度由下式确定：
ρm=102（Pp一△P一Pa）/H
式中，ρm为当量钻井液密度，kg/L；H为垂深，m。
2.2充氮气钻井液类型选择
充氮气欠平衡压力钻井主要使用清水和无固相防塌钻井液，对于不易破碎的灰岩地层可以采用清水钻进。而在实际施工中，要求充氮气钻井液在一定排量下具有较好携带岩屑和保持井眼稳定的性能，因此，胜利油田多采用无固相润滑防塌钻井液，密度1.02-1.05kg/L。
2.3充氮t的确定
根据充氮气钻井液的当量密度、泵的排量（满足携砂要求）和钻井液基浆密度，利用美国Maurer工程公司Mudlire软件可以计算出每小时的充气量和环空返速。
3氮气钻井现场应用
氮气钻井的钻压低、压持效应小，氮气能较好的清洁井底，减少了重复切削，延长了钻头寿命。氮气钻井钻头选型与常规钻井钻头选型基本一致，选择轴承密封好的钻头能取得好的效果。钻头：选用江汉产HJT737三牙轮钻头（不安装水眼）。
欠平衡钻井的钻具组合需要在钻头附近加装一个浮阀，目的是防止泄放钻具内压力时气体倒流导致岩屑堵塞钻头水眼，另外在实施氮气钻井前，在连接方钻杆的钻杆顶部装一只单流阀，一只旋塞，目的是缩短接单根时间，以免接单根时间过长造成井下复杂，气体钻井过
程中一般每钻进100-200m左右加装一只单流阀。
钻具组合：Φ215.9mmHJT737牙轮钻头+430*410接头+回压阀+Φ158mm钻铤*6根+Φ127mm钻杆+回压阀+下旋塞+六方钻杆+上璇塞
结束语
氮气排量需要专门的软件进行优化，来确定本井需要的最有氮气排量。
在氮气钻井中。严格控制机械钻速，防止岩屑粘附在井壁造成卡钻事故。
进一步完善欠平衡设备配套问题，排砂管线与液气分离器连接、液气分离器与撇油罐、振动筛连接可进一步优化，减少施工操作安全、井控安全的风险。
参考文献：
[1]陈方远，等。稠油油藏氮气欠平衡钻完井技术研究与应用[J].钻采工艺，2010，33
[2]周英操，翟洪军，等。欠平衡钻井技术与应用[M].北京：石油工业出版社。2003
玉门油田欠平衡钻井技术
９４ 西部探矿工程 ２０１２年第９期
玉ｆ－Ｉ油田欠平衡钻井技术
路克崇 ，段晓东，赵 强，饶泉猛，张伟伟，马冠军 （西部钻探国际钻井公司，新疆乌鲁木齐８３００００）
摘 要：玉门青西油田储层自２００６年以来一直发生渗透性漏失，受上部地层井壁稳定性影响，钻井液 密度无法降低，口井储层漏失２００￣３００ｍ３，鸭西区块地层压力低，勘探开发一直未能取得突破，需要 进行欠平衡钻井，以降低漏失量及保障勘探开发。 关键词：玉门；欠平衡；钻井 中图分类号：ＴＥ２４９文献标识码：Ｂ文章编号：１００４－－５７１６（２０１２）０９一。０９４—０３
１井口控压设备 目前国内使用井口控压设备有井底套管阀、吐哈钻 研院专利的井底冻胶阀等技术，井底冻胶阀使用过程中 要求有一段时间的冻胶形成时间，这段时间需要井内流 体处于静止状态，在柳１０８井应用中因井底流体活跃，
２．５ ２ ｌＪ ５ １ ０．５ Ｏ 未能成功，后续井使用井下套管阀技术。降低密度采取 充氮气技术，最低密度０．９５ｇ／ｍＩ 。 ２低密度钻井液配方研究 ２．１降滤失配方选择（见图１、图２） ２．２泥饼质量控制（见表１）
原浆 １￣ＨＳ－２ ２％ＨＳ一２ ３％ＨＳ一２ Ｉ％ＨＳ－２ ５％ＨＳ一２ Ｉ％ＨＳ一 ２％ＨＳ－ ２％１ｔＳ一 ２％ＨＳ一 ３％ＨＳ— ｌ＋１％１１Ｓ ¨２％１１Ｓ一２ １ｔ３％Ｈ５ ２ ｌ ｔ％ＨＳ ２ ｌＩ＇５％ＨＳ ２ 图１不同处理剂配方ＡＰＩ滤失量对比
二・Ｉ ・） ．Ｉ 一） 一 。 １ Ｑ １口 １ ● 一 ‘ ｉ … １：’ …一１： ６ ； ｉ 女 一…— —— 一 —’ ｛ ｛ ｊ ｌ ＃ ≮ ； ｌ ｝｛ 《 ～ｊ ； 《 原劣１ １％Ｈｓ—２ ２％ＨＳ－２ ３％￣Ｓ－２ ４￣ＩＩＳ－２ ５％Ｈｓ一２ Ｉ￣ＩＩＳ一 ２％ｔＩＳ一 ２％Ｈｓ一 ２％ＨＳ一 ３％１１Ｓ一 １ ｌ１％ｆｉＳ’ １埋％ＨＳ一２ｌ１３％ⅡＳ一２１｛４％ＩｌＩｓ ２１一｛５％鹏
欠平衡钻井井涌井漏监测系统
口科研设计成果口
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－１０４１．２０１２．０１．００６
欠平衡钻井井涌井漏监测系统
李欣嵘 ，王玉 ，鲁泽斐
（１．西南石油大学，成都６１０５００；２．中石油长城钻探测井公司，盘锦１２４０１０） 量 塞旦
摘要：欠平衡钻井是一种新型的钻井技术。因其在钻井过程中能够减少对油气层的伤害，有效保护油气层。提高油气井的产 量，现广泛应用于各种石油天然气开采活动。但是在欠平衡钻井过程中如果对回压控制不当。则可能发生井涌或井漏事故， 轻者会影响钻井效率和效益，重者会导致严重的恶性钻井事故。欠平衡钻井井涌井漏监测系统以力控组态软件为开发平 台。并集成各类优选的传感器及仪器仪表为一体，能够对欠平衡钻井过程中是否出现了井涌及井漏情况进行快速判断。并且 能够对钻井过程中出现的异常情况进行实时报警。防止各类严重的事故发生。进一步。以欠平衡钻井井涌井漏监测系统为 基础。可以构建一套欠平衡钻井的安全评价管理体系。 关键词：欠平衡；井涌；井漏；监测；组态软件 中图分类号：ＴＰ２９ 文献标志码：Ａ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｗｅｌｌ・－ｋｉｃｋ ａｎｄ ｌｏｓｔ・－ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ
ｉｎ ｕｎｄｅｒｂａｌａｎｃｅｄ ｄｒｉｌｌｉｎｇ
ＬＩ Ｘｉｎ。ｔｏｎｇ ．ＷＡＮＧ ＹＵ ．ＬＵ Ｚｅ．ｆｅｉ
（１．Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１０５００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｌｏｇｇｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ
ｏｆ ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ Ｇｒｅａｔ Ｗａ】ｌ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｐａｎｊｉｎ １２４０１０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｎｄｅｒｂａｌａｎｃｅｄ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｉｓ ａ ｎｅｗ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｖａｒｉｏｕｓ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ａｎｄ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ａｓ ａ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｄａｍａｇｅ，ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｗｅｌｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｄｕｄｎｇ ｄｒｉｌｌｉｎｇ．Ｂｕｔ ｉｍｐｒｏｐｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｂａｃｋ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃａｎ ｌｅａｄ ｔｏ ｗｅｌｌ ｋｉｃｋ ａｎｄ ｌｏｓｔ－ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ ｕｎｄｅｒｂａｌａｎｃｅｄ ｄｒｉｌｌｉｎｇ．ＩｔＩＩ ａｔ ｌｅａｓｔ ｉｍｐａｃｔ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｂｅｎｅｆｉｔｓ，ａｎｄ ｗｏｒｓｔ ｏｆ ａｌｌ，ｒｅｓｕｌｔ ｉｎ ｓｅｒｉｏｕｓ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ．ｗｅｌｌ ｋｉｃｋ ａｎｄ ｌｏｓｔ ｃｉｒｃｕｌａ－ ｔｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｕｎｄｅｒｂａｌａｎｃｅｄ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｕｓｅｓ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｓ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｌａｔｆｏｒｍ ａｎｄ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｓ
欠平衡钻井技术在塔河油田的应用
２００７年第３期 西部探矿工程 ７３
欠平衡钻井技术在塔河油田的应用
史卫斌 （中国石化石油勘探开发研究院德州石油钻井研究所，山东德州２５３００５）
摘要：欠平衡钻井技术显著提高了油井产量和石油钻井的井控技术水平，欠平衡钻井对油气层压力 的处理方式发生了明显的改变，欠平衡钻井技术在钻井过程中即能对油层的压力等油层参数进行精 确的计算。针对３种不同类型油气层的压力系数等油层参数的差异和原油密度、粘度、流动性能的不 同，欠平衡钻井技术在３种类型储层的设计和施工有明显区别。欠平衡钻井技术的井口动态密封技 术可用于处理和避免许多非欠平衡钻井技术产生的钻井问题。 关键词：欠平衡钻井技术；产量提高机理；深井；井口动态密封；储层类型；固态型状；稠油；欠压值 中图分类号：ＴＥ２４９文献标识码：Ｂ文章编号：１００４—５７１６（２００７）０３—００７３—０４
ｌ欠平衡钻井技术 塔河油田油气层压力系数低，为１．０８～１．１０。钻 井井深６０００ｍ，油气层垂直深度５６００ｍ，是深井钻井。 储层的裂缝、溶洞分布不连续，并且裂缝、溶洞的压力系 数、可钻性有大的差异。压力系数的差异体现在同一钻 井液体系下，不同裂缝、溶洞欠平衡钻井时的井口套压 的差别上，在Ｏ～７ ａ之间不等，如果地层中天然气含 量高，欠平衡钻井时的井口套压值还会增加，需要调整 钻井液密度和性能。欠平衡钻井中为了使上返油气便 于分离和完全钻穿油气层，需要合理的钻井参数和机械 钻速，不同裂缝、溶洞储层的机械钻速和钻井参数差别 较大。欠平衡钻井技术主要有４个技术上的优势： （１）提高钻井工艺技术水平，降低钻井成本。在钻 井施工中，不采用欠平衡钻井技术钻至目的层时，由于 大量井漏和持续、大量的井涌，不得不终止钻井工作，无 法完全钻穿油气层，达不到钻井工程的要求，最终会影 响到油井的产量。在油气层的钻井施工中，在不使用欠 平衡钻井技术时，油井发生的严重井漏导致空井现象， 钻井液无法补充人环空和上返，钻井液循环无法建立， 钻井施工不得不停止，空井状态增加了钻井的危险性， 危害到钻井人员、设备、钻具和已钻井段的安全。使用 欠平衡钻井技术避免在严重井漏后的空井状态下以及 持续、大量井涌状态下对钻井人员、设备、钻具和已钻井 段的危害。当欠平衡钻井技术投入使用后，通过调整钻 井液的密度和性能，重新建立钻井液的循环和控制井涌 在合理范围内，进行边喷边钻，钻井施工可以顺利进行， 可以完全钻穿油气层，最终达到石油工程的要求，提高 钻井工艺技术水平和油田开采的技术水平。欠平衡钻 井技术通过提高油井产量能产生巨大的经济利润，也能 为后续的施工和油井的改造提供技术和操作上的便捷。 应用欠平衡钻井技术，通过缩短钻井周期和避免其它的 不必要的技术、资金、设备、管具的投入，单井可节约钻 井成本几十万元到几百万元不等，现在塔河油田累计已 钻欠平衡井５０余口，节约钻井投人资金１亿元以上。 （２）井控技术显著提高。欠平衡钻井技术的井控技 术更加安全，井控工作的装备和技术明显提高，与非欠 平衡钻井相比，欠平衡钻井在原有的井口装置上再安装 一个旋转防喷器，欠平衡钻井的井口动态密封技术是由 旋转防喷器中的旋转部分来完成的；钻井液出口远离钻 台；油、气、钻井液能得到有效分离；在钻至高压层时，能 保证井口、钻井设备、人员的安全。当在储层遇到大量 井漏时的空井状态下油气高速上返并在井口聚集，导致 井口压力急剧升高时，非欠平衡钻井的钻井液循环无法 建立，难于处理或无法处理，危害到井口、钻机、人员的 安全，欠平衡钻井技术当发生油气在井口聚集、井口压 力急剧升高时仍能使钻井液正常循环，能使压力得到有 效的控制和释放，不危害到井口、钻机、人员的安全。由 于欠平衡钻井技术的钻井液出口远离钻台和原油、天然 气、钻井液能得到有效分离，欠平衡钻井技术的井控技 术更加安全还体现在压井上，尤其当油井中天然气含量 高时，欠平衡钻井技术的压井施工能使返出的油气远离 钻机，天然气通过火炬燃烧掉，原油迅速运走，避免油气 在钻机周围的聚集而着火，维护钻机、井场人员和周围 环境的安全。 欠平衡钻井技术的井控技术与非欠平衡钻井技术 的井控技术显著区别是在对油气层压力处理方式的不 同上，在钻遇高压油气层发生井涌和溢流时，非欠平衡
水平气井连续油管欠平衡钻井技术
刘翔：水平气井连续油管欠平衡钻井技术 ３９
水平气井连续油管欠平衡钻井技术
摘要 连续油管之所以成为理想的欠平
衡钻井工艺设备，原因就在于它没有钻柱连
接工序，可以实现全过程的欠平衡。它还适
用于酸性气井钻井和含气油井修井，可解除
气体在地面泄漏的风险。通过压力调整工
序，完钻后可以不压井，一直保持欠平衡状
态至生产阶段。连续油管还可以实现井下导
向、测井和测压。
关键词水平气井连续油管欠平衡钻井
１ 连续油管设备
在两种常用的连续油管中，相对于６０．３ ｍｍ
油管来说，７３．０ ｍｍ油管更加可取，它的优势在
于刚度大，可增加钻压，增大环空流速，降低泵
压。但是，为了保证在当地高速公路规定的体积和
质量限制条件下可以自由运送，７３．０ ｍｍ油管可
用长度上限约３ ４００ ｍ。测深大于３ ４００ ｍ的井，
或者需要在ｌｌ４．３ ｍｍ套管内钻井时，就需要采用
６０．０ ｎａｎａ＿油管，它的可用测量深度上限达
４ ２００ ｒｏ。
本次实例研究钻井所用的底部钻具组合
（ＢＨＡ）见图１。连续油管内装备有七根线组成的
多心电缆，保证导向工具、自然伽马测井仪和压力
计接头等设备的运转。同时，管内还装有两根钢制
细管来实现定向工具的液压操作。利用安装在钻头
以上１０～１１ ｍ左右处的近钻头传感器装置，可分
别实时录取测量数据（井斜和方位）、环空压力和
伽马数据。
面磊 磊 —— 面 一 磊颥聂头 －。。。……‘●。－。……－。…●…●●…＿…＿。● Ｉ
压力计接头 无磁钻铤ｃ／ｗ 双浮接头 容积式马达 导向工具／ Ｒ ｃ／ｗ可调弯外壳定向钻井用支座 图１ 实时传输导向、伽马和环空压力数据的ＢＨＡ
２ 返排设备
在钻直气井时，一般直接用氮气或空气钻开５ 编译：刘翔（中国石油勘探开发研究院廊坊分院）
审校：万玉金（中国石油勘探开发研究院廊坊分院）
～１０ ｍ的储层，通过气体钻井排岩屑管返排至燃
烧坑。由于这种作业井段短、用时少，一般不需要
探讨油田水平井钻井技术与提高钻速对策
探讨油田水平井钻井技术与提高钻速对策
[摘 要]水平井是现代提高石油采收率的重要技术之一，不同区块的钻井施工，制约提高钻井速度的因素也不尽相同，为了提高钻井速度，我们对原因及对策做了综合分析。
[关键词]油田 水平井 钻速 对策
中图分类号：tm74.12 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）11-0029-01
前言
日趋激烈的市场竞争，使钻井行业面临着严峻的挑战与考验，必须紧紧依靠科技，提高钻井速度，降本增效，迎战市场。不同区块的钻井施工，制约提高钻井速度的因素也不尽相同，必须综合考虑。为了有效提高采收率，助推难采难动用储量升级，水平井技术已成为各类油气藏转换开发方式的有效手段。如：大位移井钻井技术、分支井钻井技术、大位移水平井钻井技术等，逐步成为新老油田开发的重要技术手段。为节约水平井成本，提高施工效率和经济效益，满足不同地区的施工现状，同时提高钻井速度。水平井钻井技术应不断实现新的发展，为将来的油田开发提供条件。
1 水平井钻井技术应用
在胜利油田，近年来水平井和定向井的数量每年总数已经远远超过了直井的数量。这样不仅不会增加成本，相反会减少成本，因为水平井的产量要远远高于直井的产量，提高单井的产量也就意味着降低了单井的成本。因此定向井和水平井在胜利油田的应用得到了很快的发展。同时和其配套的钻井工艺也得到了提高，从开始的单一的随钻测量发展到现今的随钻地质导向仪器，为水平井的施工提供了有力的保障。石油剩余资源和低渗、超薄、稠油和超稠油等特殊经济边际油藏开发的低本高效，是水平井技术发展的直接动力。水平井技术已作为常规钻井技术应用于裂缝性碳酸盐岩、页岩、砂岩地层，有效开发枯竭油藏、致密气藏等所有类型的油藏。水平井技术也出现了一些应用新趋势：水平井作为注入井，提高产量；分支水平井开采多个产层；开采老油田剩余油；多目标开发产层；开采气藏或疏松砂岩油藏；水平井资料用于油藏描述；薄层油藏、注水剖面修正、持续增产。
四川欠平衡钻井完井配套技术完善与推广应用
・２２・ 钻 采 工 艺 ＤＲＩＬＬＩＮＧ＆ＰＲＯＤＵＣＴ１０Ｎ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ２００７年３月 Ｍａｒｃｈ ２ｏｏ７
四川欠平衡钻井完井配套技术完善与推广应用
杨 玻，肖润德，潘 登，曾琦军，李 照，刘 庆
（四川石油管理局钻采工艺技术研究院）
杨玻等．四川欠平衡钻井完井配套技术完善与推广应用，钻采工艺，２００７，３０（２）：２２—２４ 摘要：四川在２００２年形成全过程欠平衡钻井完井技术后，近几年欠平衡钻井完井技术又取得了新进展。 针对欠平衡钻井完井技术存在的问题和不足，对欠平衡钻井完井工艺技术和欠平衡钻井装备进行了进一步的研究 完善。运用欠平衡钻井完井配套技术和研制的欠平衡钻井装备，从２００３～２００５年，在川渝地区共开展了１４１井次 的欠平衡钻井完井推广应用，取得了良好的技术经济效益。 关键词：欠平衡钻井；完井技术；井口装置；四川气田 中图分类号：＇ｒＥ ２４９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—７６８Ｘ（２００７）０２～００２２—０３
从１９９９年一２００２年，四川从单一欠平衡钻进 技术初步发展形成了欠平衡钻井、欠平衡取心、不压
井起下钻、不压井测井、欠平衡完井等全过程欠平衡
钻井完井配套技术，推动了国内欠平衡钻井技术的
发展，实现了欠平衡钻井技术的重大突破。但欠平 衡钻井完井技术还存在以下一些问题和不足：（１）
欠平衡钻井井口及地面流程存在安全隐患；（２）欠
平衡取心收获率低，且仅局限于液相欠平衡钻井作
业；（３）液相介质在孔隙压力系数和漏失压力系数 低于静水柱的地层应用存在局限性；（４）直井欠平
衡钻井在提高单井产能方面程度不够；（５）欠平衡
完井方式单一；（６）欠平衡钻井装备的性能尚需提
高。 近几年，针对欠平衡钻井完井技术存在的问题
和不足，对欠平衡钻井完井工艺技术和欠平衡钻井
装备进行了进一步的研究完善，拓展了欠平衡钻井
的应用领域，除产层欠平衡钻井外，开展了以大幅提
泡沫钻井在大牛地气田盒1气层的应用
２０１１年第３８卷第１０期 探矿工程（岩土钻掘工程） １９
泡沫钻井在大牛地气田盒１气层的应用
陈晓华，邓红琳，闰吉曾，牛萌萌 （中石化华北分公司工程技术研究院，河南郑州４５０００６）
摘要：为有效解放气层，且对应用欠平衡技术开发大牛地气田盒１气藏进行经济技术评价，在盒１气层开展了氮 气泡沫欠平衡钻井试验，实现了全过程欠平衡，有效保护了储层，机械钻速较常规水平井大幅度提高，为大牛地低 渗气田的开发提供了技术储备。 关键词：泡沫钻井；欠平衡钻井；钻井工艺；机械钻速；大牛地气田；盒１气层 中图分类号：ＴＥ２４２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—７４２８（２０１１）１０—００１９—０４ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｏａｍ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｉｎ Ｈｅ １ Ｇａｓ Ｌａｙｅｒ ｏｆ Ｄａｎｉｕｄｉ Ｇａｓ Ｆｉｅｌｄ／ＣＨＥＮ Ｘｉａｏ—ｈｕａ，ＤＥＮＧ ｔｔｏｎｇ—ｌｉｎ，ＹＡＮ Ｊｉ—ｚｅｎ， Ⅳ，Ｕ Ｍｅｎｇ—ｍｅｎｇ（Ｓｉｎｏｐｅｃ Ｈｕａｂｅｉ Ｓｕｂ—Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ Ｈｅｎａｎ ４５０００６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｉｔｒｏｇｉｏｎ ｆｏａｍ ｕｎｄｅｒ—ｂａｌａｎｃｅｄ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｔｅｓｔ ｗａｓ ｍａｄｅ ｔｏ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｒｅｌｅａｓｅ ｇａｓ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉ— ｃａｌ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｕｎｄｅｒ—ｂａｌａｎｃｅｄ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｗｅｌｌ ｉｎ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ Ｈｅ １ ｇａｓ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｏｆ Ｄａｎｉｕｄｅ ｇａｓ ｆｉｅｌｄ，ｗｈｏｌｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｕｎｄｅｒ—ｂａｌａｎｃｅｄ ｗａｓ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｔｏ ｐｒｏｔｅｃｔ ｔｈｅ ｇａｓ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈｅｒ ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｔｈａｎ ｃｏｍｍｏｎ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｗｅｌｌ ｄｒｉｌｌｉｎｇ．Ｉｔ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｓｅｒｖｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｄａｎｉｕｄｉ ｌｏｗ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｇａｓ ｆｉｅｌｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｏａｍ ｄｒｉｌｌｉｎｇ；ｕｎｄｅｒ—ｂａｌａｎｃｅｄ ｄｒｉｌｌｉｎｇ；ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｒａｔｅ；Ｄａｎｉｕｄｉ ｇａｓ ｆｉｅｌｄ；Ｈｅ １ ｇａｓ ｌａｙｅｒ
应用欠平衡钻井技术提高四川盆地油气勘探成效
陈刚等：应用欠平衡钻井技术提高四川盆地油气勘探成效
口中国石油西南油气田公司 陈 刚 刘文忠
摘 要：本文系统介绍了欠平衡钻井技术在四川地区的发展历程和开发应用情况。这种钻井技术解决了 低压、低渗、低孔储层和极易污染储层勘探开发难题，使这类储层得到保护，得以及时发现、获得增产、有效 开发。文章对这一技术的实际应用效果和取得的勘探成就进行了举证。 关键词：四川 油气勘探欠平衡钻井
四川盆地上三叠统须家河组及以上碎屑岩地层天然 气资源丰富，据全国第三次资源评价显示，资源总量达
９０６５ Ｘ １０。ｍ ，占盆地天然气总资源量的１７％，具有较大 的勘探潜力。但由于这里的天然气成藏机理复杂、储层 纵横向变化大、储层易污染等等问题，严重地制约了勘
探进程，２０世纪仅发现了中坝、平落坝２个中型气田。进
入本世纪，中国石油西南油气田公司转变勘探思路，深 化天然气富集规律的认识，应用新技术、新理论，解放 思想、创新实践，针对极易污染的储层特点，开展了欠 平衡钻井理论、工艺、装备的研究攻关，逐步形成了运
用天然气、氮气、密度减轻材料、油包水等多种介质的
全过程欠平衡钻井配套技术。 该配套技术的推广应用，为及时发现和有效保护油
气层，解决工程地质难题提供了重要手段，加快了勘探
开发进程，促进了四川油气勘探开发大发展。２０００－－２００６ 年，在１５个构造上共实施欠平衡钻井１９１口，欠平衡井
２００８年第１期 石油科技论坛
３７ 维普资讯 技术创新
数逐年增长（图１），在探井中发现１９３个显示层段，直 接获工业油气井７３口，井口天然气测试产量达４８２×
１０４ｍ ／ｄ，原油测试产量达２６９ｔ／ｄ，累计获天然气三级储
量３２３４×１０ ｍ ，现已建成１４×１０ １ＴＩ ／ａ的产能规模。
２０Ｏ０ ２００１ ２Ｏ０２ ２Ｏ０３ ２００４ ２００５ ２００６ 年份 图１ 四川油气田近几年欠平衡钻井应用统计
探讨影响水平井钻井速度的因素与提速措施
探讨影响水平井钻井速度的因素与提速措施
[摘要]水平井是现代提高石油采收率的重要技术之一，但在一些地质条件不同的地区，还是将钻进技术的不足暴露了出来，钻井速度对油气勘探开发速度及效益具有重要影响。文中重点介绍了影响钻速的几种因素，如地层因素，装备条件及技术水平，破岩方式与破岩工具，循环介质，钻井参数，钻井液体系等。为了提高钻井速度，我们对原因及对策做了综合分析。
[关键词]水平井；钻井速度；影响因素；对策
中图分类号：te243 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）05-0282-01
引言
钻井工程作为油气勘探开发的主要手段和关键环节之一，具有资金及技术密集、高投资、高风险的特点。钻井占勘探开发投资的50%以上。当前随着现代水平井技术的发展，水平井的钻井技术得到了较大的提高，地质勘探、开发部门为了降低投资成本，获得同时获得更大的经济利益，对现代水平井的施工提出了新的技术要求。钻井速度的快慢对油气勘探开发效益具有十分重要的影响。本文就各种因素对钻井机械钻速的影响进行分析，并提出了提高钻井速度的措施与对策，为将来的油田开发提供有利支撑。
1.影响钻井速度的因素
1.1地层影响
地层对钻速的影响主要表现为地层压实程度对钻速的影响。随着地层埋深的增加，地层岩石受压实程度增加，地层成岩性好，机械钻速则呈急剧降低的变化趋势。地层压实程度还与地层古地质时代的埋深有关，表现为在某些地区后期由于构造运动，地层抬升，遭受剥蚀，地层变浅，这时虽然深度不大，但地层压实程度高，地层可钻性变差。不同环境下沉积的地层，其可钻性差异也非常大。在砾岩地层使用牙轮钻头时，由于地层的不均质性及砾石的难以破碎性，使机械钻速远低于砂泥岩地层。另外，对于牙轮钻头来说，砂岩地层机械钻速在同样埋深情况下高于泥岩地层，地层的含钙质胶结对地层可钻性也产生不利影响。
1.2钻井装备及技术水平
钻井装备是主动提速的关键因素，且对于各种地层条件都适用。顶部驱动系统对于提高钻井速度也有非常重要的作用。使用顶部驱动系统首先可以提高纯钻进时效，减少起下钻等作业时效，另外顶部驱动系统对于减少阻卡等复杂事故也具有非常重要的作用，在复杂井钻井中能大幅度减少复杂与事故时间。在窄密度窗口条件下钻进时，利用顶驱系统可以在上提钻具时保持开泵，从而减少抽吸压力引起溢流的发生，减少泥浆密度的附加量，进而减少井漏的发生。自旋转钻井问世以来，破岩机理基本没有改变，主要采用机械应变力破碎岩石。目前的破岩工具可大体分为两种：pdc钻头和牙轮钻头。旋冲钻井是在常规钻井基础上发展起来的一项钻井新技术。其原理是在钻头上部增加一个冲击器，冲击器是一种井底动力机械，是旋冲钻进的关键设备，在石油钻井领域研究应用的有气动和液动两种。钻进过程中，钻头随钻柱旋转，同时还受到来自冲击器的脉动冲击，在钻压、旋转和脉动冲击下联合作用破碎岩石。
石油工程钻井技术研究
石油工程钻井技术研究
摘要：在目前我国石油开采范围不断扩大以及对石油资源的需求量在不断增加的形势下，石油勘探和开采的难度在不断增加，也对石油钻井技术的研发和应用提出了较高的要求。因此针对石油钻井技术的研发和应用现状，需要加大对此技术的研究并促进此技术向未来的信息化、智能化以及深海石油钻井技术等方向发展。
关键词：石油工程;钻井技术;问题及发展
前言：对石油资源的需求随着群众生活质量的提升而提升，对我国石油企业提出更严格的要求。因为我国石油资源分布比较广泛，他们的开采条件也是各不相同，想要增加采油的效果，需要减少浪费资源的情况，负责人需要按照当地开采条件选择合适的开采方式以及钻井技术，因为只有这样才可以满足我国日益增长的石油供应需要。
1、钻井技术存在的主要问题
1.1钻井速度缓慢
在石油钻井的实际开展中，因为开采的难度比较大，钻井中使用的钻头多数是PDG型号，从国际上的开采水平看，这种钻头的型号已经是濒临淘汰。主要是因为这种型号的钻头，速度是比较慢的，已经无法达到高效开采的要求。另外很多地形的复杂性，也不是这种钻头可以解决的。这一问题影响了国内钻井技术的整体发展，在实际的钻井工作中，工作效率无法提升，需要相关的人员不断研发以及改进钻井技术，提升相关设备的先进性以及高效性，满足实际生产需求。
1.2特殊工艺的技术发展水平低
从当下钻井技术以及实际生产的情况看，一些特殊的工艺技术，国内的发展情况并不是非常乐观。比如侧钻技术的开发能力不足，导致了在石油开采中，难以提升石油开采的整体水平，对钻井技术造成一定程度的制约。另外也影响到石油开采的未来方向以及深度。
1.3石油储藏保护不足
在石油开采中，对储层的保护并不够重视，因为相关的研究比较匮乏，对油藏的保护并不完善，很多时候对石油开采技术非常重视，但是对石油的储藏并未采取有效的保护措施。这样的发展情况，直接对石油开采以及石油储备造成影响。
2、石油工程中钻井技术的应用