欠平衡鉆井就是在常規(guī)閘板、環(huán)形防噴器的上部安裝一套防噴器（旋轉(zhuǎn)控制頭），鉆進(jìn)時(shí)采用低密度常規(guī)鉆井液或在鉆井液中充入氮?dú)饣蛱烊粴猓�或采用干氣、泡沫鉆井液等，使環(huán)空液柱壓力低于地層壓力。在無(wú)油氣顯示時(shí)，鉆井液通過(guò)旋轉(zhuǎn)防噴器旁側(cè)法蘭出口管線至振動(dòng)篩正常循環(huán)；當(dāng)正常循環(huán)不能實(shí)施時(shí)，關(guān)閉旋轉(zhuǎn)防噴器旁通法蘭連接的液動(dòng)閥，改由體外循環(huán)。

　　摘要：欠平衡鉆井（UBD）是伴隨著水平井、多底井而發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)鉆井技術(shù)。采用這項(xiàng)技術(shù)，可以有效地防止鉆井過(guò)程中對(duì)產(chǎn)層的傷害，有利于保護(hù)油氣層，提高鉆速、降低成本，減少井漏及壓差卡鉆等復(fù)雜情況。本文介紹了欠平衡鉆井技術(shù)工藝原理，闡述了實(shí)施欠平衡鉆井的條件與優(yōu)點(diǎn)，以及國(guó)內(nèi)開展欠平衡鉆井技術(shù)進(jìn)展。

　　關(guān)鍵詞：礦業(yè)論文投稿,欠平衡鉆井,工藝原理,應(yīng)用條件,技術(shù)進(jìn)展

　　1欠平衡鉆井技術(shù)原理

　　1.1欠平衡鉆井定義

　　鉆進(jìn)過(guò)程中鉆井液液柱壓力低于產(chǎn)層壓力，允許產(chǎn)層流體流入井眼，通過(guò)地面有效控制，將其循環(huán)到地面，進(jìn)行有效分離的技術(shù)叫欠平衡鉆井。

　　1.2常規(guī)鉆井井控與欠平衡鉆井井控不同

　　1.2.1常規(guī)鉆井井控特點(diǎn)

　�、俦３志�底壓力大于地層孔隙壓力。

　�、跒楸苊饩�涌，要保持足夠的鉆井液密度，防止地層流體進(jìn)入井筒。③地層流體進(jìn)入井筒時(shí)，停止鉆井作業(yè)。

　　④井筒鉆井液漏失時(shí)，停止鉆井作業(yè)。

　�、輰⒂蜌獗Ａ粼诰�底，不許帶出井口。

　�、蘧�底壓力低于地層壓力時(shí)循環(huán)鉆井液，不能保持鉆井液槽液面不變。

　　1.2.2欠平衡鉆井井控特點(diǎn)

　　①保持井底壓力低于地層孔隙壓力。

　�、诮档豌@井液密度，使地層流體溢出。

　　③地層流體進(jìn)入井筒時(shí)，繼續(xù)鉆進(jìn)。

　�、芫�筒鉆井液有漏失時(shí)，繼續(xù)鉆進(jìn)。

　�、輰⒕畠�(nèi)油氣帶出井口。

　�、蘧�底壓力低于地層壓力時(shí)循環(huán)鉆井液，保持鉆井液槽液面不變。

　　1.3欠平衡鉆井工藝流程

　　利用旋轉(zhuǎn)防噴器和節(jié)流管匯，控制井口一定壓力和井底負(fù)壓，使井內(nèi)油氣有控制地進(jìn)入井眼，經(jīng)體外循環(huán)系統(tǒng)有效分離后，保持入口鉆井液一定的密度，重新泵入井內(nèi)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)鉆進(jìn)。

　　2實(shí)施欠平衡鉆井的條件與優(yōu)點(diǎn)

　　2.1應(yīng)用條件

　　有很多不同技術(shù)能確保達(dá)到預(yù)期的欠平衡條件，目前，主要的方法是控制用于循環(huán)的鉆井液的密度，使鉆井液在井筒內(nèi)形成的靜液液柱壓力低于地層孔隙壓力，而鉆井液可以是單獨(dú)的氣相或液相，也可以是氣液兩相混合。氣相和氣液兩相鉆井液可人工誘導(dǎo)產(chǎn)生欠平衡條件，而液相鉆井液可利用地層較大的壓力而自然形成欠平衡條件。鉆井，石油，裝備，機(jī)械，設(shè)備，鉆井機(jī)，海洋鉆井，鉆井液，完井，固井氣態(tài)鉆井液，在欠平衡鉆井技術(shù)中，最簡(jiǎn)單最早的欠平衡鉆井技術(shù)是采用干燥空氣作為鉆井液。后來(lái)選用天氣然作為鉆井液。當(dāng)在產(chǎn)氣區(qū)鉆井或接近天然氣管線的區(qū)域使用天然氣鉆井，成本是較低的。另一種選擇的氣體是用惰性氮?dú)獯�替空氣作為循環(huán)介質(zhì)。氮?dú)饪梢允且旱�，或在現(xiàn)場(chǎng)用中空纖維膜制氮裝備生產(chǎn)的氮?dú)?/p>

　　兩相鉆井液，從單一的氣相和單一的液體的所液兩相的混合就可獲得任一所期望得到的鉆井液密度。氣體和液體的混合物，有時(shí)也稱為輕質(zhì)鉆井液（低密度鉆井液），按氣相和液相的結(jié)構(gòu)及相對(duì)體積數(shù)，輕質(zhì)鉆井液又分為霧、泡沫和充氣鉆井液，在通常的壓力和溫度情況下，它們的結(jié)構(gòu)及性能取決了氣相和液相的相對(duì)體積分?jǐn)?shù)。不同的鉆井液具有不同的密度。

　　液態(tài)鉆井液，當(dāng)?shù)貙涌紫秹毫νǔ３�過(guò)同一深度的淡水或鹽水靜液壓力時(shí)，使用常規(guī)液鉆井液，控制鉆井液的密度就可利用地層壓力自然形成欠平衡條件。

　　2.2欠平衡鉆井技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

　　欠平衡鉆井技術(shù)已經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，但人們對(duì)欠平衡鉆井的優(yōu)點(diǎn)是逐漸認(rèn)識(shí)的，早期，人們只認(rèn)識(shí)到欠平衡鉆井能提高硬地層的機(jī)械鉆速，減少井漏及壓差卡鉆，而現(xiàn)在已進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到，欠平衡鉆井還能減少地層損害，提高產(chǎn)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)油氣井地層等眾多優(yōu)點(diǎn)，這些均到現(xiàn)場(chǎng)證實(shí)。

　�。�1）欠平衡鉆井能提高鉆井的機(jī)械鉆速；（2）欠平衡鉆井能提高鉆頭使用壽命；（3）欠平衡鉆井可防止壓差卡鉆和減少井眼循環(huán)漏失（4）欠平衡鉆井能減少地層損害。

　　3國(guó)內(nèi)開展欠平衡鉆井技術(shù)進(jìn)展

　　3.1國(guó)內(nèi)開展欠平衡鉆井情況

　　20世紀(jì)90年代，欠平衡鉆井技術(shù)開始在國(guó)外迅速發(fā)展，目前全球裝備的欠平衡鉆井?dāng)?shù)量已經(jīng)超過(guò)1.5萬(wàn)口，到2010年將超過(guò)2萬(wàn)口。在許多發(fā)達(dá)國(guó)家，欠平衡鉆井已經(jīng)成為常規(guī)鉆井技術(shù)，例如，美國(guó)、加拿大兩國(guó)的欠平衡鉆井已經(jīng)占到本國(guó)鉆井總量的1/5左右。欠平衡鉆井技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)，例如，它能有效解決傳統(tǒng)鉆井污染油氣層的難題，大大減輕鉆井對(duì)地層的傷害。它從根本上解決了井漏難題，還能有效發(fā)現(xiàn)各種隱蔽性的油氣層，從而開采那些用傳統(tǒng)方法、設(shè)備、工藝發(fā)現(xiàn)不了的油氣田。欠平衡鉆井技術(shù)還能大大提高油氣開采效率，例如，第一，產(chǎn)量方面，根據(jù)某些國(guó)外企業(yè)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，與常規(guī)方法鉆水平井相比，欠平衡鉆井技術(shù)能夠使水平井產(chǎn)量提高約10倍；第二，速度方面，欠平衡鉆井的速度比常規(guī)鉆井提高了10多倍，有的甚至超出約20倍。

　　3.2國(guó)內(nèi)開展欠平衡鉆井技術(shù)進(jìn)展

　　目前，我國(guó)各油氣田都在應(yīng)用欠平衡鉆井技術(shù)，國(guó)內(nèi)欠平衡鉆井?dāng)?shù)量在快速增加，可望在五年內(nèi)從不足全國(guó)鉆井總數(shù)的0.5%增加到3%～5%。隨著我國(guó)大批鉆探隊(duì)伍開赴海外并廣泛使用新技術(shù)，我國(guó)在海外擁有的欠平衡鉆井?dāng)?shù)量也將快速增加。在我國(guó)石油行業(yè)，欠平衡鉆井技術(shù)已經(jīng)成為成熟、系統(tǒng)化的技術(shù)。在該技術(shù)領(lǐng)域，我國(guó)各油田已經(jīng)成功試用或者應(yīng)用泡沫鉆井、空氣鉆井、氮?dú)忏@井、尾氣鉆井、天然氣鉆井、充氣鉆井、霧化鉆井等主要技術(shù)路線。尤為可喜的是，我國(guó)不但研究、開發(fā)、改進(jìn)了大量欠平衡鉆井技術(shù)方案，而且設(shè)計(jì)、制造了大量的欠平衡鉆井裝備，逐步實(shí)現(xiàn)了主要裝備的國(guó)產(chǎn)化，并逐步開始向海外輸出技術(shù)、工藝和裝備

　　我國(guó)是鉆井技術(shù)應(yīng)用大國(guó)，例如，僅在國(guó)內(nèi)，我國(guó)每年新打鉆井1萬(wàn)多口。我國(guó)在世界鉆井技術(shù)的發(fā)展方向上有話語(yǔ)權(quán)，適合制定擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)內(nèi)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2006年8月，我國(guó)石油天然氣工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)下屬的“石油鉆井工程專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)”聯(lián)合國(guó)內(nèi)三大石油集團(tuán)，以及企業(yè)下屬的主要研究院所，召開了“SY/T6543《欠平衡鉆井技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)宣貫暨欠平衡鉆井技術(shù)國(guó)際交流會(huì)”。此次會(huì)議發(fā)布、解釋了SY/T6543《欠平衡鉆井技術(shù)規(guī)范》的第1部分，設(shè)計(jì)方法；第2部分，井口壓力控制裝置及地面裝置配備要求；第3部分，施工規(guī)程等。隨著鉆井技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作的深入發(fā)展，我國(guó)還將陸續(xù)發(fā)布其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。例如，“石油鉆井工程專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)”將升級(jí)為“國(guó)家石油鉆井工程專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)”。除了固井專業(yè)組，該委員會(huì)下屬的海洋鉆井工藝組、特殊工藝井組、鉆井工藝組、泥漿組都將舉行專業(yè)會(huì)議，審定其他一些工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。隨著標(biāo)準(zhǔn)化工作的深入開展，我國(guó)欠平衡鉆井領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)體系將浮出水面，我國(guó)企事業(yè)單位可望通過(guò)專利對(duì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)涵蓋的工藝、方法、裝備等形成有效的控制。

　　4結(jié)束語(yǔ)

　　（1）欠平衡鉆井是一項(xiàng)工藝復(fù)雜、施工難度大、風(fēng)險(xiǎn)性高的特殊作業(yè)。因此，施工過(guò)程中，必須嚴(yán)格管理、精心準(zhǔn)備，做到設(shè)備配套要完善、人員素質(zhì)要高、工藝技術(shù)措施要確保萬(wàn)無(wú)一失。否則，有可能造成重大井噴失控的災(zāi)難性事故發(fā)生。

　�。�2）制定出較詳細(xì)的欠平衡鉆井各崗位作業(yè)規(guī)程，明確崗位職責(zé)，搞好井控演習(xí)、技術(shù)培訓(xùn)，是實(shí)施欠平衡鉆井的重要前提。

　　（3）儲(chǔ)備足夠的加重鉆井液和加重材料，確保井場(chǎng)水源充足，是欠平衡鉆井安全施工的必備條件。

　�。�4）搞好施工前欠平衡鉆井可行性評(píng)估，提高施工投資效益。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]羅平亞，孟英峰低壓欠平衡鉆井南充：西南石油學(xué)院學(xué)報(bào)，1998，20（2）

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