欠平衡钻井技术

长江大学学报（自科版）　２０１３年１１周号石油中旬刊第１ｏ卷第３２期　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔ　Ｓｃｉ　Ｅｄｉｔ）　Ｎｏｖ．２０１３，Ｖｏ１．１１　Ｎｏ．３２　

全过程欠平衡钻井技术概述　

胡金忠　（中石化华北工程公司西部分公司６０８１　６钻井队，新疆轮台８４１　６００）　

［摘要］在钻井过程中，有些油气藏的裂缝和溶洞非常发育，并且裂缝没有固定的走向和规律，其地层压　力高压地层与低压地层分布情况复杂，缺乏规律。常规的钻井技术在钻地层复杂油气藏时会经常遇到井　漏、井喷及储层保护的问题，全过程欠平衡钻井技术在解决上述钻井问题时起到了很好的效果，保证了　地层复杂的油气藏安全快度的钻进。就全过程欠平衡钻井技术的适用范围和未来的发展趋势等方面进行　了概述。　［关键词］全过程欠平衡钻井技术；适用范围；钻井工艺；发展趋势　［中图分类号］ＴＥ２４９　［文献标志码］Ａ　［文章编号］ｌ６７３—１４０９（２０１３）３２—０１６７—０２　

常规的钻井技术在钻井时钻井液液柱在井底的压力大于或者等于地层孔隙压力，即产生正压差，从　

而保证钻井的正常进行。此时钻井液因为压差的影响产生滤失，从而会造成滤液在地层中与粘土发生反　

应，导致粘土水化膨胀从而堵塞地层孔隙，滤液还会与地层的流体发生反应，产生水锁、乳化和固相颗　

粒，也会导致地层孑Ｌ隙的堵塞。储层会在此过程中产生伤害，从而影响产量。如果地层情况更加复杂，　

裂缝和溶洞发育而没有规律的话，井漏和井喷也会发生，这些都会严重影响钻井的安全和效率。　

为了解决上述问题，更好的保护储层，在低孔低渗透油气藏和情况复杂的油气藏钻井时会让钻井液　

液柱在井底的略低于地层孔隙压力，即产生一个合适的负压差，这种钻井技术就是欠平衡钻井技术，这　

种技术只能保证在正常钻进作业时通过调节泥浆密度实现负压，而起下钻作业、测井作业和完井作业过　

程却必须进行压井作业，才能保证作业的正常完成。也就是说除了正常钻进过程，其他的作业过程并不　

２　０　３　眷０＿－月　１年１月隧　中国化工贸易　Ｃｈｉｎａ　Ｃｈｅｒｏｉｃａｌ　Ｔｒａｄｅ　油化工　

欠平衡水平井技术探讨　

李之慧　

（胜利油田黄河钻井三公司）　

摘要：水平井钻井工艺和欠平衡钻井技术两种钻井技术在提高采收率、节约钻井成本和保护油气藏等方面各自具有显著的优势，这两项技术结　

合，为石油钻井行业在寻求降低勘探开发成本、提高经济效益上提供了一种有效途径。墨西哥ＥＰＣ区块全部采用欠平衡水平井钻井技术，通过对欠平衡水　平井技术的介绍，为今后两项技术在国内适合区块的广泛应用提供借鉴。　

关键词：欠平衡水平井压力控制轨迹控制　

一、水平井欠平衡钻井技术发展的优势　

１．有利于保护和发现油气层、提高单井产量　

欠平衡技术钻水平井的主要优势是减小或降低地层损害，获得更大　

的单井产能。在常规钻井或过平衡钻井中，由于损害地层的钻井滤液和　

固相颗粒在水平井地层中存在时间比直井长，因此地层损害对水平井的　

影响比直井大。如能避免钻井完井液滤失渗入地层，就可避免严重的地　

层伤害，因此在特定地层采用欠平衡与水平井技术进行钻井和完井可防　

止由于流体侵入而产生的地层损伤。　

２．提高机械钻速，延长钻头寿命，降低钻井成本　

欠平衡钻井可提高大部分井（也包括水平井）的机械钻速，缩短建井　

周期。相关资料证明，在渗透性岩层钻进时，当井底液柱压力从平衡变为　

欠平衡状态时，机械钻速最大可以提高三倍以上。　

在非渗透性岩层和渗透性较低岩层钻进时，机械钻速依赖于绝对井　

底压力。因此流体密度越低，机械钻速越高。在这种岩层中钻进，采用欠　

平衡钻井所获机械钻速要高于采用常规钻井的机械钻速。　

二、实现水平井欠平衡钻井所要讨论的几个问题　

１．井眼清洁问题　

井眼清洁在所有水平井钻井作业中都是一个重点问题。在水平井　

服用多相钻井液有效清洁井眼所需的速度和密度也仍值得进一步研究。　

在欠平衡水平井钻井时，油藏流体进入到钻井液体系中，提供有意义的液　

体动能，使环空流量增加，返速上升，有助于提高环空携岩能力。比较起　

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　

…２０　３　７　１年月黼　中国化工贸易　

Ｃｈｉｎａ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｔｒａｄｅ　………　逵　

浅析欠平衡钻井技术原理及工艺　

张国君　

（大庆钻探工程公司钻井三公司工程开发分公司。黑龙江大庆１６３０００）　

摘要：欠平衡钻井的是指在钻井过程中钻井液循环体系的井底压力低于地层孔隙压力，使产层流体有控制的计入井筒并将其循环到地面的钻　

井技术。本文主要是从欠平衡钻井的原理出发，讨ｉ％－＿ｒ－艺参数的设定以及钻井液的选择依据。　

关键词：欠平衡钻井工艺欠平衡钻井液　

利用可靠的装备在万千能控制的情况下，合理的确定钻井液液柱　

压力与地层孔隙压力的负压差值，引导地层流体进入井筒，形成溢流　

或井喷，在溢流或者井喷状态下钻进时，控制进口钻井钻井液保持稳　

定，将出口的钻井液与地层流体的混合物通过地面管汇引到距井口较　

远的体外除气加重装置里，除去９５％以上的气体，需要时可加重到所　

需要的钻井液密度，然后返回到钻井液循环罐中，如此反复。　

一、欠平衡压力钻井工艺技术原理　

１．储层伤害较小的基本原理　

根据力的平衡原理，当地层孔隙压力大于井筒液柱压力（动态、　

静态）压力时，地层孔隙流体就会侵入井筒，引起溢流和井喷，而井　

筒钻井液滤液及固相就不能入侵地层，外界的液体和固相不能对地层　

产生伤害，即基本保持储层性质的原始面貌，这就是储层伤害较小的　

基本机理。　

２．负压差值的选择　

负压差值的确定对欠平衡压力钻井技术能否成功地实施起着重要　

的作用。欠平衡压力钻井和其他技术一样，工艺技术是核心。而欠平　

衡钻井工艺的核心就是井底压力的研究和控制，其中井底负压值的大　

小直接影响到地层流体进入井筒内量的多少，关系到能否安全快速钻　

进。井底负压值的控制是欠平衡钻井成功的关键。负压值太大，有可　

能超过井控装备的承压能力，造成井喷失控事故，对稳定井壁也不利。　

另外速敏的影响也会对储集层产生新的伤害，负压值太小，有可能起　

不到对储集层伤害小的作用。　

二、欠平衡钻井中井内压力情况