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欠平衡压力钻井技术研究报告 组长：郭东亚 组员：薛兴智 平亚鹏 张凌峰 马 丹 目录 概述 欠平衡钻井发展史 欠平衡钻井技术简介 欠平衡钻井方式 欠平衡钻井所用的地面常规装备 欠平衡钻井优越性以及缺陷 欠平衡钻井应用实例 概述 对象稠油油田、抵押裂缝性油气田、低压低渗透油气田等具有储层空隙压力低的特点，采用常规的平衡压力钻井方式，容易污染油气层。对于探井，又不利于发现油气层和评价油气层。像辽河油田一些稠油区，地层压力系数0.49~0.90，显然勘探开发这类油田不宜采用常用的密度大于1.0g/cm3的钻井液。 欠平衡钻井发展史 欠平衡钻井是20世纪90年代在国际上成熟并迅速发展的一项钻井的新技术。在美国，欠平衡钻井被称为上游石油工业新技术，已经成为钻井技术发展热点，并越来越多地与水平井、多分支井及小井眼钻井技术相结合。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。 为此，密度低于 1.0g/cm3的钻井液与相应钻井技术得以发展与应用。对于裂缝发育的高压底层，如果采用过平衡压力钻井，则会出现严重的漏失，有时因此无法钻达目的层。为此，常采用欠平衡压力钻井。对于水平井，为保护油层也多采用欠平衡压力钻井。 自20世纪80年代以来，由于研制成旋转防喷头、空气钻井马达等设备，又研究出各种往井筒中注氮的方法，使欠平衡钻井工艺达到了大规模投入工业使用的程度，并呈现稳步增长的势头。其原因主要是人们对减轻地层伤害越来越关注，而且欠平衡钻井有可能提高钻速和减少衰竭油藏中的井漏问题。到2006前后，在国外该项技术已成为一种成熟的钻井工艺。一些油公司曾报道，与常规方法钻水平井相比，运用欠平衡钻井技术使水平井产量提高了10倍。 到2006年末，已有20多个国家应用欠平衡技术钻井，技术先进的国家包括美国、加拿大、英国、阿根廷、墨西哥等国。这些欠平衡技术先进的国家，创造欠平衡条件采用的常用技术有：边喷边钻；泥浆帽钻井；立管气体注入；环空气体注人；连续油管钻井。水、地层水、海水、淀粉水、柴油、原油都曾用做欠平衡钻井的循环工作介质。散装或膜滤氮气、工业废气、空气、氮气和空气的混合气、天然气和空心玻璃球都作为减轻剂或发泡剂。 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3500多口井上应用。 欠平衡钻井技术简介 所谓欠平衡压力钻井，即在钻井过程中允许底层流体进入井内，循环出井，并在地面得到控制。其主要标志为井底有效压力低于底层压力。 实际上欠平衡钻井既可以再低压油气藏进行，只要满足欠平衡压力条件，也可以在较高底层压力切井眼稳定的油气藏进行。 欠平衡井钻井方式 一、空气钻井 定义：空气钻井是以压缩空气（或氮气）既作为循环介质又作为破碎岩石能量的一种欠平衡钻井技术。 原理：以气体（或氮气）为循环介质，用气体压缩机等设备作为增压装置，用旋转防喷器作为井口控制设备的一种欠平衡钻井工艺，用于石油、天然气钻井。 空气钻井流程图 适应条件： 1、所钻地层平缓，地层倾角30°，无力学不稳定性应力垮塌，地层坍塌压力低。 2、所钻地层不出水，无浅层天然气，无膏盐层。 优点： 1.显著提高机械钻速，缩短钻井周期。 2.井底清洗及冷却条件好，延长了钻头的使用寿命，节省了钻头用量。 3.使用空气锤钻头,钻压小,转速低,扭矩小，防斜效果更加良好。 4.可有效地避免井漏等井下复杂情况的发生,有利于环境保护。 缺点： 1.空气钻井是欠平衡钻井，因而当遇到地层出水、油气侵显示时便不能够平衡地层压力，要立即转换成钻井液钻井方式。所以即使在空气钻井时同也要配置好压井泥浆，随时准备转换钻井方式。 2.空气钻井费用高，空气钻井每天的耗油量是8~10t。 二、雾化钻井 适应条件：在空气钻井过程中，如果地层内有少量水进入井眼，这种情况下，岩屑难以携带，故不宜使用空气钻井，应改用雾状流体钻井。 工作机理：用泵将水或轻质钻井液加一定的泡沫剂直接注入空气流中，在环形空间形成雾状流。 雾化钻井需要的空气量比空气钻井多。 三、泡沫钻井 泡沫钻井具有提高钻速，避免或减少钻井事故发生，减少地层伤害，提高单井产量，有利于发现油气藏，保护环境，降低增产措施作业费等优点。