欠平衡钻井技术浅析
【摘 要】本文主要对欠平衡钻井技术进行论述。
【关键词】欠平衡；钻井技术
1.欠平衡钻井的含义
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。
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。
2.欠平衡钻井的分类
根据油气藏类型、地层压力以及采用的钻井液密度的不同，欠平衡钻井技术有以下两种分类方法：
2.1按工艺方法分类
自然欠平衡钻井：是指以普通钻井液为循环介质的欠平衡钻井。
人工诱导的欠平衡钻井：是指由于地层压力太低，必须采用特殊的钻井液和工艺才能建立欠平衡的钻井。
人工诱导的欠平衡钻井有以下六种系列：
（1）气体钻井：包括空气、天然气、废气和氮气钻井，密度适用范围0～0.02g/cm3。
（2）雾化钻井：密度适用范围0.02～0.07g/cm3。气体体积为混合物的96%～99.9%，常规的雾化钻井液含液量少于2.5%。
（3）泡沫钻井液钻井：包括稳定和不稳定泡沫钻井，密度适用范围0.07～0.60g/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%～97.5%。
（4）充气钻井液钻井：包括通过立管注气和井下注气两种方式。井下注气技术是通过寄生管、同心管、钻柱和连续油管等在钻进的同时往井下的钻井液中注空气、天然气、氮气。其密度适用范围为0.7～1.0g/cm3，是应用广泛的一种欠平衡钻井方法。气体体积低于混合物体积的55%。
经济与社会
探讨欠平衡钻井工艺与技术优势
戚桂军 （中石化胜利油田黄河钻井总公司）
【摘要］随着钻井工艺的提高和应用范围的扩大，欠平衡钻井技术（Ｕ Ｂ Ｄ）和水平井钻井技术（Ｄ Ｄ）得到迅速发展，应用越来越广泛。欠平衡钻井技术能 够大幅降低钻井成本以及有效地发现和保护油气层。水平井钻井技术提高了井眼与油藏之间的接触面积，从而提高采收率。而这两项技术结合，欠平衡水平井技术 则更加有利于发现和保护油气藏、提高采收率，以达到降低勘探开发费用的目的。 ［关键词］欠平衡水平井技术优势操作应用 中图分类号：ＴＥ３５５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１４）２１—０２５６—０１
１欠平衡水平井技术应用现状
欠平衡钻井技术开始于２ ０世纪５ ０年代，在２ ０世纪８ ０年代，欠平衡
钻井技术迅速发展，尤其是近十几年来，该技术在北美地区（如美国、加拿大、墨
西哥湾）得到了较为广泛的应用。近几年来，国内各大油田也出现了蓬勃发展的
趋势，欠平衡钻井已经成为一种降低开发成本、保护油气层必不可少的技术了。
在国内，虽然起步晚，技术水平和装备与国外相比尚有很大差距，但水平井技术
已经被作为增大泄油面积、提高采收率的常规技术，而得到大力发展和推广应
用。在水平井钻井技术应用发展方面起巨大作用的一项关键技术是欠平衡钻井
和完井技术，水平井欠平衡钻井是指在定向（水平）钻进过程中钻井液循环液柱
压力低于地层孔隙压力，使地层的流体有控制地进入井筒并将其循环到地面的
钻井技术，也称有控状态下的“边喷边钻”工艺技术。
２欠平衡水平井钻井技术优势
（１）提高机械钻速，降低钻井成本。水平井采用欠平衡钻井可大幅提高机械
钻速，缩短建井周期。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３倍以上。采用欠平衡钻井技术，其机械钻速至
少是采用常规过平衡钻井的２倍。
（２）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
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
