摘要：本文從欠平衡鉆井的定義出發(fā)，詳細(xì)介紹了欠平衡鉆井的優(yōu)缺點(diǎn)及其井控技術(shù)的特點(diǎn)。欠平衡鉆井對(duì)開(kāi)發(fā)低壓低滲透儲(chǔ)層和開(kāi)發(fā)后期壓力枯竭儲(chǔ)層，以及不同壓力體系的儲(chǔ)層都具有不同的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：欠平衡鉆井 ?優(yōu)缺點(diǎn) ?井控技術(shù)特點(diǎn)

一、概述

欠平衡鉆井是在鉆井過(guò)程中井筒流體有效壓力低于地層壓力，允許地層流體進(jìn)入井筒，有控制地循環(huán)至地面裝置的鉆井技術(shù)。早在20世紀(jì)五六十年代，為了防止井漏和提高鉆速，人們就提出并應(yīng)用了欠平衡鉆井技術(shù)，但由于安全方面的考慮，未能引起人們的重視，其發(fā)展也相應(yīng)滯后。但在90年代以來(lái)，欠平衡鉆井又受到了人們的高度重視，國(guó)內(nèi)外都在大力研究和應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)。目前，欠平衡鉆井已經(jīng)取得了一些成功的經(jīng)驗(yàn)，在國(guó)內(nèi)外都有很好的效果，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

井底負(fù)壓差值的獲取是欠平衡鉆井實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，根據(jù)實(shí)現(xiàn)井筒壓差值所采用的循環(huán)介質(zhì)類(lèi)型，通常將欠平衡鉆井主要包括：空氣和天然氣鉆井、邊噴邊鉆鉆井、霧化鉆井、泡沫鉆井、氮?dú)忏@井等。施工時(shí)通過(guò)旋轉(zhuǎn)防噴器（或旋轉(zhuǎn)控制頭）和節(jié)流管匯控制井底壓力，允許地層流體進(jìn)入井內(nèi)，在井口回壓超過(guò)一定值時(shí)，采用常規(guī)井控技術(shù)來(lái)控制井底壓力以防止井噴。

二、欠平衡鉆井的優(yōu)缺點(diǎn)

欠平衡鉆井是指在鉆井過(guò)程中鉆井液循環(huán)時(shí)的動(dòng)態(tài)井底壓力低于地層壓力，在鉆開(kāi)油氣層的同時(shí)允許地層流體進(jìn)入井內(nèi)，實(shí)現(xiàn)邊鉆邊流，并且在地面實(shí)現(xiàn)對(duì)井眼壓力的有效控制，將進(jìn)入井內(nèi)的溢流物循環(huán)到地面上來(lái)的鉆井方法。由于欠平衡鉆井過(guò)程中要保持井筒的負(fù)壓差存在，因此欠平衡鉆井對(duì)開(kāi)發(fā)低壓低滲透儲(chǔ)層和開(kāi)發(fā)后期壓力枯竭儲(chǔ)層，以及不同壓力體系的儲(chǔ)層都具有以下優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)：

1.欠平衡鉆井的優(yōu)點(diǎn)

（1）有利于早期發(fā)現(xiàn)油氣層

過(guò)平衡鉆井對(duì)產(chǎn)層造成的傷害很可能使預(yù)期本應(yīng)該出現(xiàn)的油氣顯示沒(méi)有出現(xiàn)，從而影響了油氣的勘探和開(kāi)發(fā)。在鉆井過(guò)程中使井內(nèi)鉆井液柱壓力低于地層壓力，也就是存在這個(gè)負(fù)壓差，允許地層流體及時(shí)進(jìn)入井筒內(nèi)，這就有利于早期發(fā)現(xiàn)油氣層，尤其是發(fā)現(xiàn)低壓低滲透油氣層。

（2）有利于油氣層保護(hù)，防止儲(chǔ)集層污染，提高采收率

欠平衡鉆井有利于油氣層保護(hù)，同時(shí)能夠防止儲(chǔ)集層污染，提高油氣采收率，對(duì)于低壓低滲透油氣層這一優(yōu)勢(shì)更為突出。過(guò)平衡鉆井不可避免地會(huì)造成有害固相和液相的侵入傷害儲(chǔ)集層，這種傷害將永久地降低油井的產(chǎn)能。

（3）防止和減少壓差卡鉆及井漏

壓差粘附卡鉆是由正壓差引起，因此在易壓差粘附卡鉆井段、地區(qū)，欠平衡鉆井技術(shù)可防止壓差粘附卡鉆，同時(shí)對(duì)于易發(fā)生井漏井段可使用欠平衡鉆井技術(shù)。在常規(guī)過(guò)平衡鉆井中，井漏問(wèn)題會(huì)經(jīng)常發(fā)生，尤其在易漏井段更為嚴(yán)重。井漏的發(fā)生將大大增加鉆井成本，完井周期，還可能因?yàn)榫┮鹁聫?fù)雜情況增加相關(guān)費(fèi)用。

（4）有利于提高機(jī)械鉆速

欠平衡鉆井負(fù)壓差值使被鉆巖石更易破碎，有助于消除壓持效應(yīng)，保證井底的清潔，能大幅度提高機(jī)械鉆速，縮短鉆井周期，降低鉆井綜合成本。

2.欠平衡鉆井的缺點(diǎn)

欠平衡鉆井與常規(guī)鉆井相比，需要更大的井場(chǎng)面積，更多的鉆井設(shè)備，那么相應(yīng)的成本就更高。欠平衡鉆井完井時(shí)若采用強(qiáng)行起下鉆設(shè)備起下鉆柱，這也導(dǎo)致了鉆井成本增加。欠平衡鉆井經(jīng)常采用注氮方式進(jìn)行鉆井時(shí)，特別是在邊遠(yuǎn)地區(qū)采用現(xiàn)場(chǎng)制作氮設(shè)備制作氮時(shí)，制氮設(shè)備的租金較高。欠平衡鉆井容易容易造成地層損害，在欠平衡鉆井過(guò)程中，由于井筒內(nèi)鉆井液柱壓力低于地層壓力，所以在巖石表面無(wú)法形成泥餅，一旦在鉆井和完井作業(yè)期間不能保持連續(xù)的欠平衡狀態(tài)，無(wú)泥餅的井壁無(wú)法阻止液相和固相對(duì)地層的侵人，造成對(duì)儲(chǔ)層更大的污染。欠平衡鉆井容易存在還有很多不安全隱患，例如：欠平衡鉆井容易井噴、井塌、井下爆炸或鉆具腐蝕。

三、欠平衡鉆井井控技術(shù)特點(diǎn)

欠平衡鉆井是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)的鉆井活動(dòng)，在常規(guī)鉆井中是控制地層流體進(jìn)入井筒，而欠平衡鉆井則是允許地層流體進(jìn)入井筒。所以在欠平衡鉆井中對(duì)進(jìn)入井筒的流體在井口及地面進(jìn)行有效控制是極其重要的問(wèn)題。

常規(guī)鉆井施工中要進(jìn)行兩次井控，第一次是調(diào)整鉆井液的密度， 控制鉆井液的靜液柱壓力， 使其保持大于地層壓力的狀態(tài)。由于地層壓力難以確切掌握， 為了應(yīng)對(duì)異常情況的發(fā)生成， 常常要進(jìn)行二次井控。然而，由于欠平衡鉆井是邊噴邊鉆，井底處于欠平衡狀態(tài)，所以欠平衡壓力鉆井至少要做好兩手準(zhǔn)備來(lái)控制地層流體。第一，將井口最上端的旋轉(zhuǎn)防噴器或旋轉(zhuǎn)控制頭用做旋轉(zhuǎn)分流器，以便有效地控制地層流體的產(chǎn)出量。第二，在旋轉(zhuǎn)防噴器出故障時(shí)，利用常規(guī)防噴器及節(jié)流壓井防噴管匯等井控設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)井口和地層的有效控制或壓井作業(yè)。

因此，欠平衡鉆井井控要遵循以下原則：在鉆進(jìn)過(guò)程中要保證地層流體的流動(dòng)狀態(tài);當(dāng)井發(fā)生輕微的循環(huán)漏失時(shí)要繼續(xù)保持鉆進(jìn);在循環(huán)過(guò)程中要保持鉆井液循環(huán)池液面恒定。對(duì)于液相欠平衡鉆井，井底壓力控制是通過(guò)調(diào)節(jié)鉆井液密度和節(jié)流回壓控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的;而對(duì)于充氣欠平衡鉆井，由于環(huán)空流體循環(huán)系統(tǒng)屬于多相流，這就需要根據(jù)多相流數(shù)值模擬或多相流水力計(jì)算結(jié)果，通過(guò)調(diào)節(jié)液體和氣體的流量來(lái)實(shí)現(xiàn)井底壓力的控制。

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作者簡(jiǎn)介：

楊海燕，1982年生。2009年畢業(yè)于西南石油大學(xué)油氣井工程專業(yè)，現(xiàn)任鉆井一公司井控培訓(xùn)中心井控教師。