舒 康

（中海油田服務(wù)股份有限公司油田生產(chǎn)事業(yè)部深圳作業(yè)公司，廣東 深圳 518000）

欠平衡井主要是針對于情況復(fù)雜的中后期老油田的石油開采而研發(fā)的一項鉆井技術(shù)，被認為是現(xiàn)代鉆井技術(shù)研究的重點及發(fā)展方向之一。關(guān)于氮氣欠平衡井的定義有多種，但是其相同點為都反映了井筒內(nèi)壓力及其與地層空隙之間的關(guān)系。

在我國，油田專家們普遍認為，鉆井過程中，當鉆井液柱的壓力小于地層的壓力時，可以使產(chǎn)層的液體進入到井筒，并將其有效地循環(huán)至地面的鉆井技術(shù)就是欠平衡鉆井。因而，根據(jù)具體的施工工藝，欠平衡井可以被分為液體欠平衡鉆井、氣體欠平衡鉆井、霧化欠平衡鉆井、泡沫欠平衡鉆進以及充氣欠平衡鉆井技術(shù)等多種。本文中，筆者主要以氮氣欠平衡井鉆井技術(shù)為中心進行研究。

1 國內(nèi)外氮氣欠平衡鉆井的發(fā)展過程

早在19世紀欠平衡井技術(shù)就已經(jīng)出現(xiàn)，但是由于當時的技術(shù)及經(jīng)費等方面的限制，該項鉆井技術(shù)沒有得到充分的發(fā)展及關(guān)注。直至20世紀90年代的時候，由于油氣勘探技術(shù)的不斷發(fā)展以及社會發(fā)展對于油氣資源的大量需求，推動油氣資源的開發(fā)朝著全新的方向發(fā)展。由于欠平衡井技術(shù)可以提高油氣資源的產(chǎn)量進而順應(yīng)時代的發(fā)展要求，被全球范圍內(nèi)的油氣勘探公司所關(guān)注，使其成為在水平鉆井技術(shù)之后的另一個油氣開采技術(shù)的發(fā)展方向。世界范圍的廣泛關(guān)注推動著欠平衡井各項設(shè)備及技術(shù)的開發(fā)及研究熱潮，使其被廣泛的使用于油氣勘探中。

對于國內(nèi)欠平衡井的發(fā)展可以追溯到20世紀的60年代，當時欠平衡井技術(shù)在四川油田及涼高山的地層中進行過試驗，但是只是限于使用清水的鉆進。直至80年代，欠平衡井鉆井工藝才在國內(nèi)真正開展，到90年代時伴隨著欠平衡井技術(shù)的不斷發(fā)展將我國的欠平衡井鉆井技術(shù)推到一個新的發(fā)展階段。從目前的發(fā)展形勢來看，欠平衡井裝備的國產(chǎn)化正在發(fā)展，且越來越多的國際鉆井招標也采用欠平衡井鉆井技術(shù)，進而在無形中不斷地推動我國的欠平衡鉆井技術(shù)朝著更深的層面發(fā)展。

2 氮氣欠平衡鉆井技術(shù)及應(yīng)用

2.1 氮氣欠平衡井技術(shù)簡介

氮氣欠平衡鉆井技術(shù)是欠平衡鉆井技術(shù)的中的一種，顧名思義，氮氣欠平衡鉆井技術(shù)以氮氣作為主要的循環(huán)介質(zhì)，其與一般的空氣介質(zhì)相比，具有在鉆遇七層時不發(fā)生爆炸的優(yōu)勢。其主要的施工流程為：首先將氮氣增壓，借助立管三通注入鉆具中，當?shù)獨馔ㄟ^鉆頭時對鉆頭起到冷卻的效果，與此同時將巖石碎屑倒出來；之后氮氣及巖石碎屑進入到排砂管線裝置。在整個氮氣欠平衡鉆井過程中，由于其井底的壓力一直處于負壓的狀態(tài)，因而地層的壓力可以得到釋放，使得地層中的液體自由的流向井筒，進而起到保護儲層的作用。但是需要注意的是，在整個的氮氣欠平衡鉆井過程中只要用一個環(huán)節(jié)造成液柱耳釘壓力高于底層的壓力，就會使得井筒中的有害液體進入到地層中，污染地層。因而，在采用氮氣欠平衡鉆井技術(shù)時，需要特別注意始終保持井底處于負壓狀態(tài)，這正是氮氣欠平衡鉆井技術(shù)的關(guān)鍵所在。綜合來看，目前我國氮氣欠平衡鉆井技術(shù)主要是通過兩種手段實現(xiàn)的：其一是通過在技術(shù)套管內(nèi)部安裝套管閥，借助其開關(guān)的作用對氣鉆和下鉆時實現(xiàn)負壓狀態(tài)；其二就是通過采用不壓井起鉆和下鉆轉(zhuǎn)置實現(xiàn)對于負壓狀態(tài)的控制。通過采用這兩種方式實現(xiàn)氮氣欠平衡井的整個施工過程。

氮氣欠平衡井鉆井技術(shù)具有縮短鎖業(yè)時間、節(jié)約成本等多重功效，其明顯的優(yōu)勢在于：

第一，由于氮氣欠平衡井內(nèi)的井筒壓力低，進而其鉆頭的切削效率高、尺度大，進而大幅度的降低了以往單井鉆頭的數(shù)量，提高鉆井速度，縮短了建井的時間；

第二，氮氣欠平衡鉆井的井筒壓力低可以避免泥漿鉆井技術(shù)對地層的浸泡，較少地層受到污染的幾率；

第三，有效地減少了完井處理鉆井液的繁瑣程序，進而起到了節(jié)約鉆井液費用及減少化工產(chǎn)品對于油田環(huán)境的污染，有利于實現(xiàn)環(huán)境保護。雖然，采用氮氣欠平衡鉆井技術(shù)進行油氣的勘探具有較多的優(yōu)勢，但是其對于設(shè)備的要求較高，設(shè)備的成本高，其適用于地層穩(wěn)定性較強的地層。因而在實際的油氣勘探中需要綜合考慮。

2.2 氮氣欠平衡鉆井技術(shù)的應(yīng)用

氮氣欠平衡鉆井技術(shù)在我國有很多的成功案例，例如2007年在玉門油田的鴨兒峽油區(qū)通過采用該項技術(shù),完成了日產(chǎn)15噸的高產(chǎn)油流，填補了當時滯留裂縫稠油田使用氮氣欠平衡鉆井技術(shù)的空白，有效提高了產(chǎn)油量；2014年在長慶油田的成功案例，長慶油田的李16號油井地層壓力系數(shù)低，容易發(fā)生井漏事故，嘗試多種堵漏技術(shù)都去法實現(xiàn)正常施工，但在二開施工時采用了氮氣欠平衡井的施工工藝，成功克服了以上的難題。

結(jié)語

氮氣欠平衡井鉆井技術(shù)時被廣泛的使用于石油勘探中，成功克服了以往石油勘探技術(shù)的難題，提高了石油產(chǎn)量。然而，在實際的施工中要綜合考慮該項技術(shù)的利弊，進而保證石油生產(chǎn)的有序進行。

[1]楊振平，蔣宏偉，王少春，馮舉濤，潘潔，蔣記偉.欠平衡鉆井技術(shù)的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)[J].內(nèi)蒙古石油化工，2006（08）.

[2]周英操，王廣新，翟洪軍，姜玉芳，田魯財.欠平衡鉆井技術(shù)在大慶油田衛(wèi)深5井中的應(yīng)用[J].石油學(xué)報，2003（06）.