第八部分 低压欠平衡钻井
Li Qi
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8.1?基本概念 8.1 基本概念
钻井工艺与平衡钻井的关系
?顿钻 ?旋转钻
井内基本是空（干）井，如自贡、延长顿钻。 建立循环、正压差、过平衡 建立循环、正压差、 过平衡（ （Overbalance) Overbalance)。 。 井控规定附加值：油水井 0.05 0 0.05～ 05～0.10kg/L 0 0.10kg/L，或井底正压差 10kg/L，或井底正压差 或井底正压差 1.5 1 1.5～ 5～3.5MPa 3 3.5MPa； 5MPa； 5MPa； 气井 0.07～ 0.07～0.15kg/L，或井底正压差 0.15kg/L，或井底正压差 3.0～ 3.0～5.0MPa 5.0MPa?。 。
?欠平衡钻井 ?复杂结构井
为了解放油气层，提出“压而不死，活而不喷”，尤其在“三低（低孔、低渗、 低压）产层 → →?平衡、近平衡 平衡、近平衡（ （Near?balance)与 Near?balance)与欠平衡 欠平衡（ （Under?balance)。 Under?balance)。 定向井、水平井、分支井 + +?低压钻井 低压钻井（平衡、近平衡、欠平衡）。 （平衡、近平衡、欠平衡）。
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8.1?基本概念 8.1 基本概念
P地 = (> 、 <) P井底 = P井口 + PECD
P地 ——油气储层压力（预测、实测、随测）
P井底 ——井底的井内压力（由P井口和PECD形成）
P井口 ——井口压力（开井时为零，关井则形成P 井口）
PECD ——当量循环密度计算的压力
PECD = P静 + P循耗
P循耗 ——密度γ 的钻（完）井液在循环时作用于井底的循环压耗， 的钻（完）井液在循环时作用于井底的循环压耗
按地质、油藏、工程诸方面确定施工密度窗口 （如大庆为0 9 1 0 g/cm3或0.90 （如大庆为0.9--1.0 或0 90—0.94 0 94 g/cm3等）
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P静 ——密度γ 的钻（完）井液形成的静水压力（ P静 = Hγ）
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8.1?基本概念 8.1 基本概念
过平衡钻井技术（OBDT?overbalanced?drilling?technology）： 过平衡钻井技术（OBDT?overbalanced?drilling?technology ）：在油气井钻井 在油气井钻井 过程中，井筒液柱压力大于地层孔隙压力，能有效实施安全钻井的钻井技术。 近平衡钻井技术（NBDT?nearbalanced?drilling?technology）： 近平衡钻井技术（NBDT?nearbalanced?drilling?technology ）：在油气井钻 在油气井钻 井过程中，井筒液柱压力接近地层孔隙压力（有时甚至低于地层孔隙压力），正常 钻进情况下，井底压差范围从0 钻进情况下，井底压差范围从 0（包含 （包含0 0）至过平衡规定正压差的下限，并能有效实 施安全钻井的钻井技术。 钻井液当量密度附加值：油水井 0～0.05kg/L 0 0.05kg/L，或井底压差 05kg/L，或井底压差 或井底压差 0～1.5MPa 1 5MPa ； 1.5MPa?； 气井 0～0.07kg/L，或井底压差 0.07kg/L，或井底压差 0～3.0MPa 3.0MPa?。 。 欠平衡钻井技术（UBDT 欠平衡钻井技术（ 欠平衡钻井技术（UBDT?underbalanced?drilling?technology UBDT UBDT?underbalanced?drilling?technology）： underbalanced drilling technology）： technology）：在油气井钻 在油气井钻 井过程中，井筒环空中循环介质的井底压力低于地层孔隙压力，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的钻井技术。 控压钻井技术（CPDT?controlled?pressure?drilling?technology； 控压钻井技术（CPDT?controlled?pressure?drilling?technology ；MPD managed?pressure?drilling）： managed?pressure?drilling ）：在油气井钻井过程中，能有效控制井筒液柱压力 在油气井钻井过程中，能有效控制井筒液柱压力 剖面 达到安全 高效钻井的钻井技术 剖面，达到安全、高效钻井的钻井技术。
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8.1?基本概念 8.1 基本概念
精细控压钻井技术（DCPDT?delicate?controlled?pressure?drilling?technology DCPDT?delicate?controlled?pressure?drilling?technology； ；
MPD?managed?pressure?drilling） MPD managed pressure drilling） MPD?managed?pressure?drilling drilling）：在油气井钻井过程中，能够精确控制井筒环空
压力剖面，有效实现安全钻井的钻井技术。 可用于过平衡钻井、近平衡钻井，也可用于欠平衡钻井。 核心技术除旋转防喷器、井口连续循环装置、地面压力控制装置和多相密闭分离 装置等专用硬件设备与工具外，还包括随钻井底环空压力测量（APWD 装置等专用硬件设备与工具外，还包括随钻井底环空压力测量（ APWD）、地面流 ）、地面流 体和回压等关键控制参数的精确测量与控制、环空多相流流动规律的研究与建模等。 井底压差控制范围可大可小，但控制精度必须很高，用来解决当量循环密度（ECD 井底压差控制范围可大可小，但控制精度必须很高，用来解决当量循环密度（ ECD） ） 引发的钻井问题。 引发的钻井问题 自动（闭环）控压钻井技术（ACCPDT?auto?close 自动（闭环）控压钻井技术（ ACCPDT?auto?close-loop?controlled?pressure drilling?technology）： drilling technology）： drilling?technology technology）：在油气井钻井过程中，自动随钻监测井筒环空压力剖面、 ）：在油气井钻井过程中 在油气井钻井过程中 自动随钻监测井筒环空压力剖面 在油气井钻井过程中，自动随钻监测井筒环空压力剖面、 反馈至地面自动调整流量和回压等控制参数，实现环空压力的闭环监测与控制的控 压钻井技术。
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8.1?基本概念 8.1 基本概念
分类：
? ? ? ?
气相欠平衡钻井 气液两相欠平衡钻井 液相欠平衡钻井 全过程欠平衡钻井
全过程欠平衡钻井：从欠平衡钻井井段开始至钻井完井结束 全过程欠平衡钻井： 从欠平衡钻井井段开始至钻井完井结束 前，施工过程中钻进、接单根、起下钻、取心、中途测井和完井 （如欠平衡下筛管、下油管等）均在井底欠平衡状态下完成。 在保证固井质量的“压稳、居中、替净、密封”的八字方针 中，“压稳”是关键，而压稳又势必造成过平衡状态。因此，目 前固井射孔欠平衡完井从技术上不能完全实现。
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8.1?基本概念 8.1 基本概念
全作业保持平衡
现代平衡钻（完）井技术要求在钻进、接单根、换钻头、起下钻、 取心 中途测井 固井完井等全部作业过程中始终（不间断地）保持 取心、中途测井、固井完井等全部作业过程中始终（不间断地）保持 流体的静水压力略小于目标油气层压力。而按ECD 流体的静水压力略小于目标油气层压力。而按 ECD计算的动压力等于 计算的动压力等于 （小于）油层压力。如果这种平衡一旦被打破，就会降低效果乃至失 小于 油层 力 如果这种平衡 旦被打破 就会降低效果乃至失 效，导致钻井液等侵入而储层损害随即发生，有时还会大于过平衡钻 井所造成的损害。
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8.2?国内外发展现状 8.2 国内外发展现状
低压欠平衡钻井
——勘探钻井中技术发展新动向
国外应用结果表明： * 提高钻速 提高钻速4 4至10 10倍 倍。 提高钻头寿命1 1倍以上 倍以上。 。 * 提高钻头寿命 * 提高油井增产 提高油井增产3 3倍以上 倍以上。 。
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8.2?国内外发展现状 8.2 国内外发展现状
复杂困难的勘探开发形势是该技术的背景
（1）常规钻井方法根本打不成的井。 漏、喷、塌、卡等事故严重到无法克服的地步。 （2）打了井不见油气显示，导致勘探开发失败。 致 发 败 （3） ）打了井产油气太少，导致勘探开发低效。 （4）常规钻井方法成本太高，事故多，效率低，钻井困难。
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8.2?国内外发展现状 8.2 国内外发展现状
技术的产生，发展与转变 ——不适合屏蔽暂堵技术保护的储层
（1）低渗透储层不适合。因主要伤害“液锁”未能消除，再加上水 敏性粘土矿物影响。 （2）各种低压储层不适合，原生性低压，枯竭性低压。过大的正压 差使封堵太深太紧，又因地层能量低使反排无效或低效，过大压差甚至 压漏地层。 （3）弱胶性储层不适合，浅层环带砂体失稳，后期出砂严重，封堵 后无法反排，降压反排引起失稳砂体坍塌。 （4）不适于探井，尤其不适于精探井。储层敏感性矿物种类与含量、 储层孔喉分布等不详 导致了屏蔽暂堵技术应用的盲目性和低效 影响 储层孔喉分布等不详，导致了屏蔽暂堵技术应用的盲目性和低效。影响 中途测试、RFT 中途测试、 RFT测井、随钻试井的真实性和准确性。 测井、随钻试井的真实性和准确性。 （5）带裂缝，溶洞和严重非均质的储层不适合用屏蔽暂堵技术。
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8.2?国内外发展现状 8.2 国内外发展现状
侵入液相伤害 酸敏、碱敏 酸敏、 碱敏、 、水敏 水敏、 、盐敏 盐敏、 、速敏 润湿性与界面张力 流体不配伍产生有机垢、 流体不配伍产生有机垢 、无机垢
主 要 的 储 层 伤 害
正压差伤害
注水泥伤害 重压井液伤害 储层漏失伤害 侵入固相伤害
微胶粒伤害（布郎吸附 微胶粒伤害（ 布郎吸附） ） 表面捕获（ 表面捕获 （微粒截流 微粒截流、 、静电吸引 静电吸引、 、重力沉降等） 重力沉降等） 纤维状颗粒与长链聚合物 纤维状颗粒与长链聚合物（ （多点吸附胶凝层 多点吸附胶凝层） ） 孔喉筛分作用堵塞（ 孔喉筛分作用堵塞 （架桥 架桥、 、填充 填充） ） 铁锈及腐蚀产物的堵塞
环境变化伤害
油气水相对含量变化引起相对渗透率变化 流体压力变化（ 流体压力变化 （泡点及饱和气析出 泡点及饱和气析出， ，反凝析液滴等 反凝析液滴等） ） 流体温度变化（ 流体温度变化 （原油粘温特性 原油粘温特性、 、腊结晶 腊结晶、 、化学反应速度、 化学反应速度、气体影响 气体影响） ） 柔性物喉锁（ 柔性物喉锁 （气泡 气泡、 、油滴 油滴、 、水滴、 水滴、乳化液滴等） 乳化液滴等） 开发过程中有机垢和无机垢 地层出砂影响 围岩应力变化与应力敏感性 长期注水的细菌伤害 页岩长期吸水的水化问题 问
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8.2?国内外发展现状 8.2 国内外发展现状
保 护 储 集 层 的 钻 井 技 术
特殊工作液（良性 特殊工作液（ 良性、 、配伍 配伍、 、无固相 无固相） ） 常规钻井液改造的屏蔽暂堵技术 发气型低密度泥浆 轻固相颗粒泥浆 空气泥浆 充气钻井、 充气钻井 、氮气泥浆 氮气油基泥浆 改造的屏蔽暂堵充气钻井液 氮气泡沫 泡沫钻井 化学发气泡沫 循环使用泡沫 改造的屏蔽暂堵钻井液 气体钻井（空气 气体钻井（ 空气、 、氮气 氮气、 、天然气 天然气、 、混合气 混合气） ） 雾化钻井与不稳定泡沫钻井 欠平衡的泡沫钻井 常规泥浆欠平衡钻井 重泥浆欠平衡钻井 天然气井欠平衡钻井
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平衡压力的气基流体 低压钻井技术
欠平衡的气基流体
欠平衡的水基流体
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8.2?国内外发展现状 8.2 国内外发展现状
低压钻井发展的最初推动力
经济效益？ 经济效益 ？（32 32% %） 克服困难（ 克服困难 （28 28% %） 低压 71% 71% 严重页岩水化 21% 21% 压差卡钻 8%
最 初 发 展 动 力
浅层气开发 17% 17 % 稠油开发 10% 10 % 枯竭油气藏 11% 11 % 非常规应用（ 非常规应用 （25 25% %） 定向井与水平井 20% 20% 特殊区域（ 特殊区域 （沙漠 沙漠， ，高山 高山， ，极地等 极地等） ） 16% 16% 大井眼与矿山竖井 13% 13 % 地热井 13% 13% 探井钻井 储层保护 勘探与开发（ 勘探与开发 （15 15% %） 储层评价 增产改造
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24% 24% 37% 37% 21% 21 % 18% 18%
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8.2?国内外发展现状 8.2 国内外发展现状
低压钻井发展的第二推动力
提高勘探精度与成功率， 提高勘探精度与成功率 ，努力发现新油气层 防止油气层伤害， 防止油气层伤害 ，保证油藏描述与开发效益 中，后期老油气田改造挖潜 后期老油气 改造挖潜 勘探与开发 勘探开发低压 勘探开发低压， ，低渗 低渗， ，低产能油气资源 （稠油 稠油， ，天然沥青 天然沥青， ，致密气 致密气， ，煤层气等 煤层气等） ） 复杂地质， 复杂地质 ，地表条件下的中小型油气田勘探开发 第二次 发展动力 提高经济效益， 提高经济效益 ，降低油气开发成本 克服具体钻井困难 （合占 合占30 30% %）
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（应占 应占70 70% %） 非常规油气资源开发
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8.3?欠平衡钻井技术 8.3 欠平衡钻井技术
非常规液柱压力（低压） 非常规液体（气液两相 （ ，泡沫等） ） 非常规压力控制关系（平衡，非平衡） 非常规轨迹（水平井，超长分枝水平井，导向水平井，侧钻小井眼） 克服了“钻进中不允许喷，漏，塌”的观念，创造了边喷边钻，边漏边钻， 边塌边钻的方法，用边喷边钻来保护储层，提高勘探精度。 国际钻井承包商协会（IADC）将钻井分为A、B、C三类，分别是管理压力 钻井（MPD）、欠平衡钻井（UBD）和泥浆帽钻井（MCD）；同时把钻井 液分成5种，即气体、雾、泡沫、充气液和液体。 泥浆帽钻井（mudcap drilling?）：是液相欠平衡钻井中的 drilling ）：是液相欠平衡钻井中的一种，指环空、 种，指环空、 节流阀关闭，环空施加重稠的流体（所谓的泥浆帽），而清稀的钻井液通过 钻具进入地层实现边漏边钻的一种钻井方式。 钻具进入 层实现边漏边钻的 种钻井方式。
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8.3?欠平衡钻井技术 8.3 欠平衡钻井技术
限用条件： 地质条件（尤其是油气藏条件）清楚，没有不确定性因素，不存 在造成空井或失掉循环的严重漏失层等复杂地层； 油气水层位置与压力已知（或基本掌握）； 不含硫化氢等毒性气体（牢记：河北晋县赵井 四川罗家寨井 不含硫化氢等毒性气体（牢记：河北晋县赵井、四川罗家寨井 11.28等重大事故教训）； 11.28 等重大事故教训）； 在HSE HSE标准 HSE标准、装备（尤其是井控装置）、队伍、素质、应急措施 标准 装备（尤其是井控装置） 队伍 素质 应急措施 标准、装备（尤其是井控装置）、队伍、素质、应急措施 等方面具备条件者。
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8.3?欠平衡钻井技术 8.3 欠平衡钻井技术
安全措施： 1.管柱中按需装有回压凡尔、单向阀、井下闸门等。 2.强化的防喷器组（旋转防喷器及双闸板防喷器），加高的井架底 座 如大庆要求高 座（如大庆要求高7m）。 3.井口两级分流系统，必要时有全套井控系统，至少有节流管汇、 油气水分离器 点火装置 在井口进行动态压力控制 油气水分离器、点火装置；在井口进行动态压力控制。 4.在负压值的计算上要以井底点为计算点，最后用相态稳定模型进 行循环时动态条件的负压值计算。 行循环时动态条件的负压值计算 5.有压力预测、监测、（开环、闭环）随测技术及理论，配有井下 传感器等组成的随钻监测信息系统（如大庆研发了井底压力采集 系统）。 6 必要时配备注氮气形成井底负压的应急技术 6.必要时配备注氮气形成井底负压的应急技术。
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8.3?欠平衡钻井技术 8.3 欠平衡钻井技术
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8.3?欠平衡钻井技术 8.3 欠平衡钻井技术
采用整体式设计，材质满足H 采用整体式设计，材质满足 H2S酸性气体井服务。旋转控制头缸体内 径13 13-5/8" 5/8"，旋转控制头轴承总成通径 ，旋转控制头轴承总成通径9 旋转控制头轴承总成通径9 旋转控制头轴承总成通径 9-1/8" 1/8"。密封胶芯的材质是氨基 。密封胶芯的材质是氨基 密封胶芯的材质是氨基 甲酸乙酯，并且使用Kevlar 甲酸乙酯，并且使用 Kevlar聚合物高强纤维尼龙复合材料做加强涂层， 聚合物高强纤维尼龙复合材料做加强涂层， 使用时间是常规胶芯的3 使用时间是常规胶芯的 3倍。 倍 旋转控制头轴承总成静密封工作 压力35MPa 压力 力35MPa， ，100 100转 转/分下的动密 分 的动密 封工作压力是17.5MPa 封工作压力是 17.5MPa， ，200 200转 转/ 分下的动密封工作压力是10 分下的动密封工作压力是10.5MPa 分下的动密封工作压力是 10 5MP 。 10.5MPa。 旋转控制头润滑和冷却系统全过 程使用油，不使用水，便于操作和 维修保养。
哈里伯顿5000 哈里伯顿 5000?旋转控制头
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8.3?欠平衡钻井技术 8.3 欠平衡钻井技术
欠平衡钻井循环流程
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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
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
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;
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。
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 [1]李科星,蒲万芬,赵军,等.疏松砂岩油藏大孔道识别综 述[J ].西南石油大学学报,2007,29(5):42-44. [2]吕广忠,张建乔,孙业恒,等.疏松砂岩油藏出砂机理物 理模拟研究[J ].应用基础与工程科学学报,2005,13 (3):284-290. [3]尤启东,陆先亮,栾志安,等.疏松砂岩中微粒迁移问题 的研究[J ].石油勘探与开发,2004,31(6):104-108. [4]Zait oun A,Kohler N.T wo -Phase Fl ow Thr ough Por ous M edia:Effect of an Ads orbed Poly mer Layer [J ].Paper SPE18085SPE Annual Technical Conference and Exhibi 2 ti on,2-5Oct ober1988,Houst on,Texas . [5]Ada m s Tidjani .Polyp r opylene -graft -maleic anhydride -nanocomposites:Ⅱ-fire behavi our of nanocomposites p r oduced under nitr ogen and in air[J ].Poly mer Degrada 2ti on and Stability 87(2005):43-49. [6]Seright,R.S .U se of p ref or med gels f or confor mance con 2 tr ol in fractured syste m s[J ].Paper SPE 35351.p resented at the 1996SPE /DOE sy mposiu m on i m p r oved oil recover 2 y,Tulsa,Ap ril 21-24. [7]韩明,施良和,叶美玲.黄原胶以三价铬交联的水凝胶的脱水行为[J ].高分子学报,1999,(5):590-595.[8]胡书勇,张烈辉,余华洁,等.油层大孔道调堵技术的发展及其展望[J ].钻采工艺,2006,29(6):117-119. (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
充气欠平衡钻井钻井的分类及优缺点[4] 用于充气钻井作业的钻柱和井身结构有几套。按气体注入方式，一般可分为两种：钻杆注入和环空注入。 （1）钻杆注入 图5时钻杆注入充气钻井结构示意图。在此结构里，不可压缩流体和压缩气体一起注入钻杆的顶端，这两种流体沿钻杆内而下，在通过钻头喷嘴时就会混合在一起。当混合流体流入井底环空时，岩屑（来自钻头钻进）混入，最后，混合流由环空返回地面，混合流从环空出来，进入一根水平管线，此水平管线通向常规的敞口式泥浆罐。当返回的气体中含有污染的流体、气体或烃时，就选用密封的回流罐。 图5 钻杆注入充气钻井示意图 为了使钻柱内的混合液流到钻头，做法是，在钻铤上安装一个喷射接头，使两相流动过钻铤之前，大部分压缩气体可从钻柱内直接流入到环空。图2是装有喷射接头的钻柱注入充气钻井结构示意图。喷射钻头钻柱注入技术，通常用于深井充气钻井作业中，因为，在深井底部，通常用小直径钻头和相应的小直径钻铤来钻井。就像气泡能提供对付漏失层的抑制性机理一样，当充气液流经小内径的钻铤出口时，充气液中泡沫的表面张力会产生很高的管内摩阻。增加的这个流动阻力，无法用均质流体试验中得到的常规摩擦系数来模拟。因此，为了减少循环泵压，把喷射接头安装在钻铤以上的钻杆段中。通常，喷射钻头安装在钻杆和钻铤结合处之前，喷射钻头水眼的尺寸要足以使压缩气体排入到环空中。
当用充气钻柱注入技术钻穿漏失层时，不可压缩钻井液以恒定的体积流量循环通过钻柱顶端。不可压缩钻井液的实际流量，就是能充分清洁井底环空并携带岩屑的流量。注入可压缩气体的体积流量，是在现场经过试算确定的。气体体积流量逐渐增加直至钻井液漏失量减少或消除。欠平衡钻井作业要求，在钻头钻进和井加深的过程中，保持一个恒定的境地压力。为达到这一目标，需要钻井液以恒定体积流量注入钻柱内部。不可压缩钻井液的实际体积流量，就是能充分清洁井底环空并携带岩屑的流量。为了维持基本恒定的井底环空压力，注入压缩气体的体积流量，必须随井深的增加而增加。 （2）环空注入 环空注入的充气钻井结构可用寄生油管柱钻井、寄生套管钻井或直接完井钻井，不可压缩的钻井液注入钻柱，压缩气体由环空注入，这种充气技术也是用于减少环空裸眼段的钻井液压力。在早期充气钻井中，此项技术用于消除地层裂缝（和钻井液可能的漏失）的威胁。而最近，这种技术已用于受限的欠平衡钻井作业中（通常在寄生套管钻井或直接完井钻井结构中使用）。 图6 寄生管充气钻井示意图 图6为寄生油管充气的示意图。这种结构是通过把小直径的油管柱固定在裸眼段上面的套管柱外边来实现的。带有寄生油管的套管柱，按正常工序下入并封固在井里。在同安馆周围注入水泥时，要注意保持油管管线的畅通和清洁。水泥凝固后，不可压缩的钻井液会直接从钻柱内向下流至钻头，经钻头通过环空上返地面。在不可压缩钻井液循环的过程中，压缩气体被注入到油管柱顶端，然后从油管柱底部的出口处进入环空。这样，不可压缩钻井液就从油管柱的环空出口到
欠平衡钻井过程中的事故分析及对策研究 文献综述 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机自08-7班 姓名：朱韩鹏 学号：08041723 指导老师：贾星兰 2012年3月10日
欠平衡钻井过程中的事故分析及对策研究文献综述 前言 近几年随着大庆、胜利等大型油田产量的递减,中国的原油供应能力难以持续增长,今后发现巨型、大型整装油田的可能性已经很小,近十年来的实践经历证明,利用现有的勘探技术手段,不能够有效发现、开发、利用中国的远景油气资源。要达到此目的,必须要有技术进步,产生相应的新技术。这为欠平衡钻井的发展提供了条件。欠平衡钻井是在钻井液液柱压力小于地层压力的情况下 ,有控制地让地层液体进入井眼的一种钻井技术。欠平衡钻井技术自20世纪90年代以来,在石油领域掀起了一场热潮,受到了国内外石油工程专家的普遍重视。通过对相关文献的检索和查询，使我充分了解了欠平衡钻井的来源、研究现状和未来发展趋势。他们总结了目前国际上欠平衡钻井的分类方法，并在综合考虑地层孔隙压力、流体类型及欠平衡应用的情况下，提出了一种新的欠平衡钻井分类方法，然后就欠平衡钻井油藏筛选方法进行了系统论述。 关键词：欠平衡、发展、应用
正文 一：欠平衡钻井技术的历史： 20世纪90年代，欠平衡钻井技术开始在国外迅速发展，目前全球装备的欠平衡钻井数量已经超过1.5万口，到2010年将超过2万口。在许多发达国家，欠平衡钻井已经成为常规钻井技术，例如，美国、加拿大两国的欠平衡钻井已经占到本国钻井总量的1/5左右。欠平衡钻井技术有很多优点，例如，它能有效解决传统钻井污染油气层的难题，大大减轻钻井对地层的伤害。它从根本上解决了井漏难题，还能有效发现各种隐蔽性的油气层，从而开采那些用传统方法、设备、工厂发现不了的油气田。欠平衡钻井技术还能大大提高油气开采效率，例如，第一，产量方面，根据某些国外企业的统计数据，与常规方法钻水平井相比，欠平衡钻井技术能够使水平井产量提高约10倍；第二，速度方面，欠平衡钻井的速度比常规钻井提高了10多倍，有的甚至超出约20倍。 在国外，欠平衡钻井技术已经在多种技术路线上形成系统、完备、稳定、有效的装备和工厂技术体系，如气体钻井、雾化钻井、泡沫钻井、充气钻井、淡水或卤水钻井液钻井、常规钻井液钻井和泥浆帽钻井等。从专利文献看，国外欠平衡钻井技术主要集中在井控、钻井液、程序设计、特殊工具等方面。不过，随着欠平衡钻井技术的不断更新，其专利部署空间在持续拓展。在油气钻探和开采这个特殊行业，靠所谓基础专利垄断国际技术标准的局面没有出现，今后也很难出现。 目前，我国各油气田都在应用欠平衡钻井技术，国内欠平衡钻井数量在快速增加，可望在五年内从不足全国钻井总数的0.5%增加到3%～5%。随着我国大批钻探队伍开赴海外并广泛使用新技术，我国在海外拥有的欠平衡钻井数量也将快速增加。在我国石油行业，欠平衡钻井技术已经成为成熟、系统化的技术。在该技术领域，我国各油田已经成功试用或者应用泡沫钻井、空气钻井、氮气钻井、尾气钻井、天然气钻井、充气钻井、雾化钻井等主要技术路线。尤为可喜的是，我国不但研究、开发、改进了大量欠平衡钻井技术方案，而且设计、制造了大量的欠平衡钻井装备，逐步实现了主要装备的国产化，并逐步开始向海外输出技术、工厂和装备。
欠平衡钻井作业安全监督 参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
欠平衡钻井作业安全监督参考文本使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 1、主要风险 1.1 硫化氢及有毒有害气体泄漏对人体的损伤。 1.2 大量可燃气体喷出井口，造成井涌、井喷及火灾爆 炸。 1.3 上操作台更换旋转防喷器胶芯、检查拆卸旋转头， 易造成人员高空坠落伤害。 1.4 安装旋转总成，司钻在下压过程中下压过多，造成 钻杆弯曲弹伤井口操作人员。 1.5 常规钻井作业中的主要风险。 2、监督要点 2.1 钻井队组织作业人员进行作业前安全分析，针对作 业实际情况识别风险制定削减控制措施。
2.2 钻井队办理二级危险作业许可。 2.3 监督主管部门组织召开的欠平衡相关施工作业单位联席会。 2.4 监督钻井队组织召开的欠平衡技术和安全交底会。 2.5 监督并参加钻井队开展硫化氢防护、二层台逃生等安全专项培训。 2.6 落实工程设计、欠平衡施工方案中有关HSE方面的要求。 2.7 钻井队组织员工学习安全生产协议中“双方各自承担的工作内容及要求，尤其是联合作业过程中各自的生产组织分工和相互配合要求，以及HSE责任和义务”情况。 2.8 钻井队与欠平衡服务单位互换的相关方告知书。 2.9 欠平衡服务单位作业人员持有有效的井控培训合格证、HSE合格证等证件。 2.10 钻井队编制的口井HSE作业计划书及学习交底情
文章编号:1004—5716(2000)02—0072—03中图分类号:T E249 文献标识码:A 国内外欠平衡钻井工艺技术现状 陈会年 张国龙 梁何生 (新星石油公司石油钻井研究所 德州 253005) 摘 要 欠平衡钻井最显著特点是可以防止地层污染从而提高油气井产量,同时在钻井工程方面它能有效地防止钻遇低压地层时的泥浆漏失和压差卡钻事故的发生,降低油气田的勘探开发成本。现综述国内外欠平衡钻井工艺技术的发展状况、技术水平与应用概况,重点介绍欠平衡钻井的关键技术、特殊工具及钻井工艺要求。这对国内进一步开展欠平衡钻井技术工作具有一定的借鉴之处。 关键词 欠平衡钻井 旋转防喷器 井探 低压油气藏 欠平衡钻井技术就是在钻井过程中,利用自然条件和人工手段在可以控制的条件下使钻井流体的循环液柱压力低于所钻地层的孔隙压力,以实现所谓的“边喷边钻”,该种钻井工艺技术叫欠平衡钻井。 欠平衡钻井技术产生于20世纪30年代,20世纪80年代在美国、加拿大等国兴起,并于20世纪90年代在世界石油工业中得到迅速发展,特别是最近几年在北美和加拿大等地区得到了较为广泛的应用。例如,1991年加拿大欠平衡钻井技术打井30口, 1993年用欠平衡钻井技术打井120口,1994年和1995年分别用欠平衡钻井230和330口。1996年美国用欠平衡钻井数占全美钻井数的10%,1997年用欠平衡钻井数占总钻井数的15%。据最新的信息资料统计,目前已有20多个国家和地区应用欠平衡钻井技术施工了4000多口井,其中有直井和水平井,还有不少是含有H2S的井。欠平衡钻井技术在国外已经很成熟,各大石油公司已作为常规钻井技术来开发一些衰竭、低渗、易漏油藏。据国外一些公司预测,到2000年美国、加拿大欠平衡钻井数将占钻井总数的30%。 国内早在20世纪50年代,四川油田就开始运用欠平衡钻井工艺技术,实现了边喷边钻的先例。20世纪80年代初,新疆石油管理局率先开发应用了欠平衡钻井工艺技术,1984年9月在红29井进行了一口泡沫钻井,随后相继开展了空气雾化钻井、充气泥浆钻井工艺技术的研究。并在克拉玛依、长庆、玉门、安塞、吐哈等油田进行了试验。由于井控设备及一些关键技术的研究均未达到现场生产的要求而未推广应用。在“九五”期间国内继续对欠平衡钻井技术进行研究攻关,1997年度共完成9口井,全部获得成功。其中四川、新疆分别完成3口;中原、长庆、塔里木各完成2口。 1 欠平衡钻井技术的优点 欠平衡钻井技术之所以在世界石油工业上得以迅速发展,因为欠平衡钻井技术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,能有效地降低油气田的勘探开发成本。其具有以下几方面的优点: 1.1 减轻地层伤害,提高油井产能 在欠平衡钻井过程中,井内循环系统中流体的液柱压力低于储层孔隙压力,有效地减轻或避免了钻井液和完井液中的固相颗粒及水敏性物质侵入储层,从而减轻地层污染,明显地提高了油井产能,这一优势在水平井中表现得最为突出,这是因为水平段钻井、完井及测试所需要的时间长,相应储层与钻井液、完井液接触时间也长,地层损害的可能性高,损害程度也严重很多,从而降低了水平井的产能,使水平井的优势不能充分体现。在水平井中,如果合理运用欠平衡钻井工艺技术,不但可以避免了地层伤害,甚至可以避免难度大、成本高的增产作业。 1.2 避免复杂事故发生,提高钻井速度,降低钻井成本 欠平衡钻井过程中由于钻头端面上液柱压力减小,正在被钻的岩石更容易破碎,另外低密度的循环液体也有助于减小“压持作用”,使钻头继续切削新岩石而不是重复碾压已破碎的岩屑。能有效提高机械钻速,延长钻头的使用寿命,并可以避免复杂情况的发生,如井漏、压差卡钻等事故,从而提高钻井效率、降低钻井成本。另外运用这项技术还可以降低完井成本和提前生产油气。 1.3 实时发现地质异常情况和评价油藏 在进行欠平衡钻井过程中,实时采集和分析数据有助于工程和地质人员及时发现地质异常情况,避免复杂情况的发生;通过监测产生出的流体,可以及时发现油气显示,实时评价油藏,有助于油藏专家更准确地描述油藏,优化开发方案,提高开发效益。 2 所需的特殊设备 2.1 防喷器组 目前,国内外在欠平衡钻井作业中,防喷器组一般由两个闸板防喷器和一个环形防喷器和一个旋转防喷器组成,其结构是双闸板防器的下面安装一组附加的单闸板防喷器,节流和压井管汇安装在双闸板防喷器和单闸板防喷器之间。 2.2 旋转防喷器 其作用是密封方钻杆或钻杆并提供安全有效的压力控制,同时具有将井眼返出流体导离井口的功能。到目前为止,国内使用的旋转防喷器大多数从美国引进,其型号有W illiam s9000型和W illiam s7000型,其中以W illiam s7000型为主。这两种型号的防喷器其密封性能可靠,承压能力高。目前国内只有少数几个厂家生产低压旋转防喷器,还没有高压旋转防喷器问世,而且旋转防喷器产品单一,密封性能不可靠,因此生产和应用数量也较少。 2.3 密闭循环系统 欠平衡钻井都需配备体外密闭循环系统。密闭循环系统主要由旋转防喷器、高压节流管汇、四相分离器、储油罐和点火装置等组成。一般返出的钻井液通过旋转防喷器下面的出口经过高架管线流向振动筛,进行正常循环。当油气侵入严重并发生井涌时,关闭高架管线出口端的控制闸门,使带有油气的钻井液通过节流管汇流向密闭循环系统。气体从分离器出来后,到达装有自动点火系统和火焰扩散系统的天然气点火装置。原油被分离后存储在井 总第63期2000年第2期 西部探矿工程 W EST_CH I NA EXPLORA T I ON EN G I N EER I N G series N o.63 M ar2000
欠平衡钻井技术发展和应用前景 20世纪90年代，欠平衡钻井技术开始在国外迅速发展，目前全球装备的欠平衡钻井数量已经超过1.5万口，到2010年将超过2万口。在许多发达国家，欠平衡钻井已经成为常规钻井技术，例如，美国、加拿大两国的欠平衡钻井已经占到本国钻井总量的1/5左右。欠平衡钻井技术有很多优点，例如，它能有效解决传统钻井污染油气层的难题，大大减轻钻井对地层的伤害。它从根本上解决了井漏难题，还能有效发现各种隐蔽性的油气层，从而开采那些用传统方法、设备、工兿发现不了的油气田。欠平衡钻井技术还能大大提高油气开采效率，例如，第一，产量方面，根据某些国外企业的统计数据，与常规方法钻水平井相比，欠平衡钻井技术能够使水平井产量提高约10倍；第二，速度方面，欠平衡钻井的速度比常规钻井提高了10多倍，有的甚至超出约20倍。 在国外，欠平衡钻井技术已经在多种技术路线上形成系统、完备、稳定、有效的装备和工兿技术体系，如气体钻井、雾化钻井、泡沫钻井、充气钻井、淡水或卤水钻井液钻井、常规钻井液钻井和泥浆帽钻井等。从专利文献看，国外欠平衡钻井技术主要集中在井控、钻井液、程序设计、特殊工具等方面。不过，随着欠平衡钻井技术的不断更新，其专利部署空间在持续拓展。在油气钻探和开采这个特殊行业，靠所谓基础专利垄断国际技术标准的局面没有出现，今后也很难出现。
目前，我国各油气田都在应用欠平衡钻井技术，国内欠平衡钻井数量在快速增加，可望在五年内从不足全国钻井总数的0.5%增加到3%～5%。随着我国大批钻探队伍开赴海外并广泛使用新技术，我国在海外拥有的欠平衡钻井数量也将快速增加。在我国石油行业，欠平衡钻井技术已经成为成熟、系统化的技术。在该技术领域，我国各油田已经成功试用或者应用泡沫钻井、空气钻井、氮气钻井、尾气钻井、天然气钻井、充气钻井、雾化钻井等主要技术路线。尤为可喜的是，我国不但研究、开发、改进了大量欠平衡钻井技术方案，而且设计、制造了大量的欠平衡钻井装备，逐步实现了主要装备的国产化，并逐步开始向海外输出技术、工兿和装备。 我国是钻井技术应用大国，例如，仅在国内，我国每年新打钻井1万多口。我国在世界钻井技术的发展方向上有话语权，适合制定拥有自主知识产权的国内技术标准。2006年8月，我国石油天然气工业标凖化委员会下属的“石油钻井工程专业标凖化委员会”联合国内 三大石油集团，以及企业下属的主要研究院所，召开了“SY/T6543《欠平衡钻井技术规范》标准宣贯暨欠平衡钻井技术国际交流会”。此次会议发布、解释了SY/T6543《欠平衡钻井技术规范》的第1部分，设计方法；第2部分，井口压力控制装置及地面装置配备要求；第3部分，施工规程等。随着钻井技术标凖化工作的深入发展，我国还将陆续发布其他相关标准。例如，“石油钻井工程专业标凖化委员会”将
钻井欠平衡及控压钻井井控要求 第七十四条欠平衡钻井 （一）实施条件 1. 地质条件： （1）作业井段的地层岩性、地层压力、流体性质基本清楚； （2）地层稳定； （3）含硫井不允许进行欠平衡钻井。 2. 设备条件： （1）井架底座净空高度满足安装钻井井控和欠平衡钻井专用井口装置的要求； （2）转盘通径能够通过旋转控制头旋转总成； （3）使用不压井起下钻装置时，钻台面应具备安装条件。 （二）欠平衡钻井设计 1. 欠平衡钻井井控设计应以钻井地质设计提供的岩性剖面、岩性特征、压力剖面、地温梯度、油气藏类型、地层流体特征及邻井试油情况等资料为依据。 2. 欠平衡钻井井控设计应纳入钻井工程设计，其井身结构、井控装备配套和井控措施等方面的设计应满足欠平衡钻井的特殊安全要求。 3. 欠平衡钻井方式的选择和欠压值的确定应综合考虑
地层特征、井壁稳定性、地层压力、地层破裂压力、预计产量、地层流体和钻井流体的特征、套管抗内压及抗外挤强度和地面设备处理能力等因素。 （三）欠平衡钻井准备 1. 防喷器组 （1）应根据设计井深、预测地层压力、预计产量及设计欠压值等情况，选择压力级别匹配的旋转防喷器或旋转控制头； （2）旋转防喷器或旋转控制头应安装在常规钻井井口防喷器组合之上。 2. 油气储层欠平衡钻井需另外安装并使用一套欠平衡钻井专用节流管汇，其压力级别不低于旋转防喷器或旋转控制头的额定工作压力； 3. 液相欠平衡钻井应配备液气分离器，油井应配备撇油罐和储油罐； 4. 在近钻头位置至少安装一只常闭式钻具止回阀；气体钻井使用的钻具止回阀应进行气密封试压，并试压合格； 5. 排气管线点火口接出距井口50m以远有点火条件的安全地带，且距除液气分离器排气管线及放喷管线外的各种设施距离不小于20m；所有气体燃烧系统都应配备自动点火装置或自动引燃装置以及防回火装置； 6. 由业主单位组织相关施工单位成立现场欠平衡施工