欠平衡钻井完井液技术(I)--概念及损害机理

欠平衡钻井完井技术是保护油气层、提高采收率、克服各种钻井复杂问题的重要技术措施。介绍了欠平衡钻井的概念以及优点和缺点，阐述了欠平衡钻井对地层的损害机理为由于缺少起保护作用的滤饼，临时的超平衡造成对地层的损害；天然渗析效应；抛光、表面损害以及其它损害。     

欠平衡完井技术及发展现状

欠平衡钻井技术作为一项减少储层损害、提高油井产能以及解决常规钻井技术出现的钻速低、井漏、压差卡钻等问题的有效手段 ,越来越得到石油界的普遍重视 ,但当前采用欠平衡钻井技术钻成的大多数井 ,都采用传统的方法完井 ,即用加重钻井液的方法 ,这样势必对地层造成侵害 ,欠平衡钻井中用到的轻于加重压井液的泡沫或空气经常会受到完井时有害流体的污染。欠平衡完井技术是欠平衡钻井技术的延伸 ,是在欠平衡状态下采用的一种新的完井方法 ,它可以使流体损失降到最小程度 ,并能减少地层损害及改善油井产能。     

加拿大欠平衡钻井综观

在加拿大油气工业中，欠平衡钻井迅速地成为重要的钻井技术，当人们意识到钻井损害的严重性时，水平井完井工作明显增多，这就使得欠平衡钻井技术提到了议事日程，可用大量的处理技术来解决直井中地层损害或水平井中浅层损害的问题，但钻长水平吉段时，却难以克服较深地层的损害问题，基于上述原因，加拿大开采者采用欠平衡钻井技术来预防由于泥浆漏失和颗业运称所产生的地层损害问题，由于加拿大许多油气田都是低压地层，因此进行大     

非全过程欠平衡钻井储层损害机理研究

论述了非全过程欠平衡产生的原因及其损害机理,讨论了全过程欠平衡钻井技术,即欠平衡钻进／欠平衡起下钻、欠平衡测井、欠平衡完井,从钻开储层到交井投产的全过程欠平衡保护储层的机理。全过程欠平衡避免了正压差引起的液相、固相侵入造成的损害,减少了处理井漏、卡钻的等复杂事故带来的损害。以邛西3井实例说明了全过程欠平衡钻井在储层保护、提高产量以及快速、真实、准确地发现和评价储层方面的优势。     

欠平衡钻井技术在南翼山E32凝析气藏中的应用

针对南翼山E32凝析气藏的地层特点,提出采用欠平衡钻井解决该地层的钻井问题,减少产层损害。论述了欠平衡钻井有关参数的确定和设计原则,并以南12井为例,对南翼山E32凝析气藏地层的欠平衡钻井设计及现场施工(包括所用设备、钻井参数、钻井液性能等)情况进行了描述,说明欠平衡钻井的技术特点和应用效果。该井的钻井实践表明,平衡钻井技术能有效保护油气层,减少了井下复杂情况的发生,有利于提高机械钻速并降低钻井成本,是凝析气藏复杂地层钻井的一项重要新技术,值得推广应用。     

欠平衡钻井技术的发展及其在长庆油田的应用与展望

欠平衡钻井技术是20世纪重要的十项技术之一，与常规钻井技术比较具有减少地层损害，避免漏失，提高钻井速度，避免压差卡钻，减少完井及油层改造费用，对油气藏数据进行实时评价等优点。本文对欠平衡钻井的发展和国内外欠平衡钻井技术的现场应用和试验进行’了介绍；重点介绍了欠平衡钻井技术在长庆油田的试验和应用，最后对欠平衡钻井技术的发展提出了几点认识。     

适合于欠平衡钻井的油气藏筛选依据

欠平衡钻井技术可以降低地层损害、提高机械钻速，所以在世界范围内被逐渐采用，但是，欠平衡钻井技术并非适用于所有的油气藏。通过综合考虑欠平衡钻井过程中存在的潜在不利因素，分析了哪些油气藏适合采用欠平衡钻井，哪些油气藏不适合采用，同时，也指出了维持欠平衡钻井条件的条件和措施；以优化欠平衡钻井作业为依据，提出了油气藏的筛选步骤。     

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针对长庆气田储层地质特征，开展了长庆气田天然气欠平衡钻井技术研究及试验。在欠平衡钻井循环介质的优选、井身结构以及欠平衡钻井作业中有可能出现的地层出水、井壁稳定性等方面进行了分析和研究。开展了2口保护储层的天然气欠平衡钻井试验。在成功试验的基础上，开展了2口提高钻井速度、降低钻井综合成本的小井眼天然气欠平衡钻井试验，取得了较好的应用效果。     

欠平衡钻井技术的进展与发展趋势

欠平衡钻井技术目前在国内外应用十分广泛,根据介质类型,可划分八类欠平衡技术类型,并具有各自适用的地层条件。其发展趋势主要包括:全过程欠平衡钻井技术;井底压力自动控制技术;建立欠平衡钻井水力分析模型;随钻井底压力、地层压力测量技术;综合集成的欠平衡钻井技术。总之,21世纪的欠平衡钻井技术将向着安全、高效、精细及多技术集成的方向发展。     

欠平衡钻井技术新进展

欠平衡钻井是指在设计条件下 ,钻井液液柱静压头对井底所施加的压力低于要钻地层的压力时所进行的钻井作业。欠平衡钻井包括泡沫钻井、低密度钻井液钻井和注气欠平衡钻井等多种钻井方式。欠平衡钻井技术可减轻地层损害 ,提高机械钻速 ,克服漏失和卡钻 ,是开发枯竭油层的一种好方法。近年来 ,欠平衡钻井的设备已经系统化 ,使欠平衡钻井作业趋于标准化 ;为解决欠平衡钻井日益突出的腐蚀问题 ,目前已经开发出 3类经济可行的防腐方法 :非化学方法、化学方法和非欠平衡方法 ;原来只能在直井和水平井中应用的欠平衡钻井技术 ,现已在多分支井钻井中…     

国外欠平衡连续油管钻井技术

９０年代以来,欠平衡钻井受到人们高度重视,欠平衡钻井技术迅速发展,钻井数逐年地加,从而也促进了连续油管在欠平衡钻井中的应用。欠平衡连续油管钻井,可减少钻井过程中对地层和产层的损害,可提高机械钻速,安全介绍了国外欠平衡连续油管钻井概况,着重介绍了欠２压力条件下采用连续油管钻井的特点,钻井所需的地面设备及底部钻具组合,并介绍欠平衡连续油管钻井成功的实例。     

欠平衡钻井技术知识产权保护的分析与对策

为推动欠平衡钻井技术进步和提高中国石油企业对该技术知识产权的保护水平，阐述了欠平衡钻井技术发展概况及中国石油企业与发达国家的差距；通过全面检索国内外欠平衡钻井专利文献及相关技术文献，分析了国内外相关技术领域知识产权保护现状，指出了常规欠平衡钻井和气体欠平衡钻井领域在井控装备、压力控制、充气设备、欠平衡钻完井工艺技术等方面知识产权保护的热点、难点和薄弱环节，以及中国石油企业在欠平衡钻井技术中提高井下安全、实施全过程欠平衡钻井、欠平衡定向钻井等方面的技术创新方向，并提出了加强欠平衡钻井基础专利的申请、保护欠平衡钻井核心技术等知识产权保护策略。     

欠平衡钻井随钻监测系统的开发及应用

欠平衡钻井技术具有突出优点,因而得到了广泛应用,但欠平衡钻井条件下,施工设备、流程和钻井液体系等诸多变化常导致常规监测技术不能满足现场工作的要求。针对欠平衡钻井的特殊性,开发了一套适用于欠平衡钻井的随钻监测系统。该系统将地层和井筒看作一个系统,通过监测注入参数、返出参数和钻井工程参数,结合井筒多相流模型及地层渗流模型来对地面、井筒和地层进行综合监测与评价;通过对地层产出流体的监测,井筒压力及流态的监测,地层压力和孔隙度的监测,钻井安全、井控和有害气体的监测,实现了对欠平衡钻井状态下的包括流量、压力和气体组成等多参数的监测;结合地层渗流及井筒多相流耦合模型,可以实现对所钻井段井筒压力、地层压力、储层特性和流体特征进行全面监控与评价。通过在欠平衡钻井现场的多次实际应用,验证了该监测系统的合理性与实用性。该成果有助于提高欠平衡钻井的工艺水平和储层保护效果,同时还有利于早期识别和控制井下复杂情况。     

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文章分析了国内外的石油工业勘探开发形势,得出欠平衡钻井是适应新形势下的钻井技术;阐述了实现欠平衡钻井的各种手段,讨论了欠平衡钻井技术的特点与自身的技术优势,认识到欠平衡钻井具有减少地层伤害,提高钻速,避免漏失,减少卡钻等优点,有着广阔的应用前景。总结了国内外欠平衡钻井的应用现状,结果认为其效果是显著的,能降低钻井成本和适应特殊油气藏开发的需要。同时,例举了国内外成功使用欠平衡钻井的实例。文章还分析了欠平衡钻井的水平与不足,指出开展欠平衡钻井应注意地层是否适合,钻井液基液的选择以及安全等问题     

裂缝性低渗砂岩气藏水基钻井液欠平衡钻井储层保护

采用水基钻井液欠平衡钻进裂缝性低渗砂岩气层时,裂缝面和基质孔隙内同时存在指向地层的毛细管力,欠平衡压差并不能完全抵消该力,因而为钻井液侵入提供了驱动力。评价水基钻井液欠平衡钻井是否对裂缝性低渗砂岩储层造成损害的相关研究较少,为此,设计了一套试验装置模拟水基钻井液欠平衡钻井条件,研究了裂缝性低渗砂岩气藏在水基钻井液欠平衡钻井过程中的损害情况及其机理。研究结果表明:水基钻井液欠平衡钻井过程中逆流自吸效应以及伴随的钻井液吸附是造成储层损害的主要原因,但损害程度低,侵入深度浅;如果欠压状态不稳定,钻井液会迅速侵入裂缝,影响其渗流能力,并且这种影响随裂缝宽度的增大而增强。     

致密砂岩气藏水基欠平衡钻井损害评价

致密砂岩气藏储层具有孔喉细小、强亲水、裂缝发育等特点，在作业过程中易于受到损害。采用水基钻井液欠平衡钻开致密砂岩气藏时，易发生逆流自吸效应及敏感性损害。这些损害究竟对致密砂岩气藏水基欠平衡钻井的储层保护效果产生多大影响，目前还没有一套完整的实验方法来模拟其对气藏的损害程度。为解决致密砂岩气藏水基欠平衡钻井的储层保护，设计了一套实验装置和实验方法来模拟水基欠平衡钻井。利用这套装置对川中某气田典型岩心进行了不同欠压值的储层损害程度评价，研究了水基欠平衡钻井的损害机理以及影响因素。实验结果表明：水基欠平衡钻井对储层损害程度弱，平均为11.8％，钻井液循环2 h滤液及固相侵入深度小于1 cm，侵入深度浅。为定量评价水基欠平衡钻井对储层损害程度提供了一套实用装置和方法。     

沙特MTLH-1井全过程欠平衡钻井技术

MTLH-1井是沙特B区块的一口重点探井,为了能及时发现油气层、保护油气层、随钻评价油气产量,该井在钻进Sarah组地层时,采用了全过程欠平衡钻井技术。由于Sarah组地层存在易坍塌段,因此,在进行欠平衡钻进时,要严格控制井底压力,既要能保证井壁稳定,又要能实现边溢流边钻进。详细介绍了该井钻进、接立柱、起下钻、井下套管阀关闭、测井以及测试时控制井底始终处于欠平衡状态的方法和措施。该井在欠平衡钻井的各个环节以及测井和测试过程中,井底始终处于欠平衡状态,测试结果显示该井表皮系数为－3.44,表明在全过程欠平衡作业过程中很好地保护了油气层,达到了实施全过程欠平衡钻井的目的。      

欠平衡钻井技术在也门10区块的应用

也门10区块是由法国TOTAL公司开发的高产油田,该区块地层压力低、地层渗透性好,石油产量在也门境内处于前列。上部地层漏失严重,中下部地层易缩径、垮塌,造成井下复杂。开发井多为水平井,在生产施工及油气层保护方面具有一定的难度。使用欠平衡钻井在解决井漏、压差卡钻、解放油气层及提高机械钻速等方面具有独到的优势。中原石油勘探局钻井二公司RIG906队在该区块应用欠平衡钻井技术成功地钻成多口井,取得了一些经验,文中介绍了欠平衡钻井技术在该区块的应用,对成功使用欠平衡钻井技术进行了探索研究。     

基于测井资料的欠平衡钻井地层适应性分析

欠平衡钻井是保护储层和提高钻速的重要技术之一。在欠平衡钻井过程中,由于工艺措施与常规钻井不同,容易导致卡钻、井涌等复杂钻井事故的发生,影响钻井安全。在钻井设计时对工区地层是否适用欠平衡钻井需作出准确的评估。文章首先分析四川盆地川中地区高石梯构造的构造背景、地质分层及岩性特征,总结分析影响欠平衡钻井安全的地质及工程因素,利用测井资料准确预测地层孔隙压力与坍塌压力等参数,判断实际地层是否适合采用欠平衡钻井,并将该方法应用于四川盆地川中地区高石梯构造多口井钻井设计中,为该地区实施欠平衡钻井提供了可靠的地质依据。     

欠平衡钻井完井液技术的研究与应用

本文介绍了胜利油田欠平衡钻井完井液技术的室内研究,以及欠平衡钻井液在罗151－11井,离741平,平1井,王平1井的成功应用,三口井的应用证明,合理选择钻井完井液体系是实现欠平衡钻井成功的关键,在欠平衡钻井完井的施工中,采用合理的保护油气层措施,提高油井产能,是欠平衡钻井的宗旨,本文介绍了欠平衡钻井实践,为今后同一地区类似储层或其经地层类似储层的欠平衡钻井提供了宝贵的经验。