欠平衡鉆井工藝技術措施

彭輝

【摘要】石油鉆井施工過程中，為了降低鉆井施工成本，提高鉆井施工效率，優化設計鉆井施工技術措施，欠平衡鉆井工藝技術就是一項新的鉆井工藝技術。保持井筒的欠平衡條件，有效地解決儲層污染的問題。

【關鍵詞】欠平衡；鉆井工藝；技術；措施

引言

欠平衡鉆井技術是井底壓力小于地層孔隙壓力的鉆井技術措施，地層流體有控制地流入井筒，保證鉆井施工的順利進行。欠平衡鉆井技術是既水平井鉆井技術后，發展起來的鉆井工藝技術措施，優化欠平衡鉆井工藝技術措施，不斷提高石油鉆探的效率。

一、欠平衡鉆井概述

欠平衡鉆井技術措施是一項特殊的鉆井工藝技術，通過保持井筒的液柱壓力略低于地層壓力的條件，實施鉆井施工，有效地保護了地層，防止發生地層污染的事件。欠平衡鉆井工藝技術措施的應用，能夠提高機械鉆速，降低鉆井施工過程中對儲層的危害，避免發生井漏的事故，減少鉆井液的消耗，降低壓差卡鉆事故的風險，提高石油鉆探施工的效率。

但是欠平衡鉆井施工存在一定的缺陷，鉆井施工的成本比較高，增加了井壁坍塌的風險，取芯的難度增大，增大井控的難度和風險，極易發生井噴及井噴失控事故。欠平衡鉆井充氣的方法包括井下管柱充氣、小環空充氣、在地面直接往鉆井液中充氣等方式，保持欠平衡的條件，才能達到鉆井施工的目的。

欠平衡的鉆井液是非常重要的，必須減小鉆井液的密度，才能保證井筒鉆井液的壓力略低于油層的壓力，保持欠平衡的條件，否則會產生壓井的作用，影響到欠平衡鉆井施工的順利進行。

二、欠平衡鉆井工藝技術措施

隨著欠平衡鉆井技術在油氣田礦場上的應用，獲得一定的鉆井經驗，采取最佳的技術措施，對欠平衡鉆井技術進行改進，不斷提高欠平衡鉆井的效率。

（一）欠平衡鉆井的條件

選擇能夠適應欠平衡鉆井的井筒實施鉆井施工，否則很難達到預期的鉆探施工的效率。針對地層情況比較清楚的井位，可以實施欠平衡鉆井作業。地層的穩定性能耗，不容易發生垮塌事件的井筒，可以選擇欠平衡鉆井的工藝技術措施。地層孔隙壓力較高，滲透率較低的井筒，可以實施欠平衡鉆井。井筒流體中不含有硫化氫成分的情況，可以選擇欠平衡鉆井。

實現欠平衡鉆井施工的過程中，必須分析是否適合欠平衡鉆井的條件，設計或者施工不當的欠平衡鉆井作業，會增加鉆井施工的成本。只有選擇合適的鉆井液才能達到欠平衡鉆探的條件，設計鉆井液體系時，必須考慮鉆井液的腐蝕性，廢棄鉆井液的回收利用等問題，盡可能節約鉆井施工的成本，才能提高欠平衡鉆井施工的效率。

（二）實現欠平衡鉆井的方法

為了達到欠平衡鉆井的條件，通過各種方式控制鉆井液的密度，才能保證井筒液柱的壓力略低于油層的壓力，有效地防止鉆井液對儲層的傷害。應用自然的方法實施欠平衡鉆井，降低鉆井液的密度，可以在鉆井液中加入玻璃球等，減少加重劑的使用量，保持井筒的欠平衡條件，滿足正常鉆探施工的需要。人工誘導的方法是采用充氣鉆井的方式，或者采取霧化鉆井的方式，實現欠平衡鉆井的條件，達到預期的鉆探效率。

（三）欠平衡鉆井設備優選

為了達到欠平衡鉆井的技術要求，優選最佳的欠平衡鉆井設備，使其滿足欠平衡鉆井的需要。除了常規鉆井井口裝置外，還需要特殊的欠平衡鉆井的井口設備，實現井筒返回的鉆井液的分離，達到廢棄鉆井液不落地的處理效果，滿足環保的技術要求。

針對充氣鉆井的特點，在井口需要設計充氣設備，制氮的設備，結合空氣壓縮機和分散的工具設備，才能達到充氣鉆井的技術要求。如典型的井口防噴器組，針對欠平衡鉆井的特殊性，將一個環形的防噴器和三個閘板防噴器組合起來，對于地層裂縫發育的井筒鉆井施工過程中，顯得尤為重要。

（四）欠平衡鉆井的安全保障措施

欠平衡鉆井對井控技術提出更高的要求，如果有硫化氫氣體進入到井筒內，極易發生火災事故，給鉆井施工帶來危害。在進行欠平衡鉆井施工前，進行精細的地質研究，對預鉆探的地層有所了解。精心設計欠平衡鉆井施工程序，強化事故組織管理，建立安全風險管理機制，對欠平衡鉆探施工的全過程，進行安全隱患排查制度，確定安全風險的等級，采取必要的應對措施，及時解決安全隱患問題，防止發生安全事故，導致人身傷害及財產損失，給鉆井施工帶來巨大的經濟損失。

對欠平衡鉆井施工的全過程進行安全監測和管理，建立事故應急處理預案，一旦發生安全事故，立即啟動應急預案，將損失降至最低。在欠平衡鉆井施工的全過程進行安全監督管理，提高安全監管人員的素質，使其掌握欠平衡鉆井的技術及操作規程，及時糾正不安全的操作行為，保證欠平衡鉆井的安全。

（五）欠平衡鉆井技術的發展方向

為了提高欠平衡鉆井施工的效率，提高欠平衡鉆探施工的安全性，采取必要的技術措施，不斷改善欠平衡鉆井的條件，保證石油鉆探施工的順利進行。

加強對欠平衡鉆井設備、鉆井液體系及配套技術的研究，使其滿足國產化的要求，提高我國欠平衡鉆探施工的水平，降低欠平衡鉆井施工的成本，達到預期的生產效率。建立健全欠平衡鉆井施工的標準和規章制度，使欠平衡鉆井施工標準化，達到數字化管理的技術要求。降低崗位員工的勞動強度，不斷提高專業人員的素質，保證欠平衡鉆井施工全過程的標準化，避免發生人為的安全事故，達到預期的鉆井施工質量。

三、結論

通過對欠平衡鉆井工藝技術措施的探討，采用欠平衡鉆井的條件，鉆探出更多優質的井筒，滿足油氣田開發的技術要求。針對欠平衡鉆井施工的特殊性，優選最佳的鉆井液體系，實施充氣鉆井液、泡沫鉆井液體系，使鉆井施工過程中滿足欠平衡的條件，防止鉆井液對儲層造成污染。優選最佳的鉆井設備，尤其井口防噴器的設計，必須保證安全鉆探，防止發生井噴及井噴失控的事故，降低欠平衡鉆井施工的成本，實現安全鉆探的目標。