關(guān)于欠平衡鉆井技術(shù)的研究

孫曉晶

[摘 要]隨著我國(guó)油田勘探開發(fā)的不斷深入，欠平衡鉆井技術(shù)得到了較廣泛的應(yīng)用，技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯。本文分析了欠平衡鉆井技術(shù)的特點(diǎn)，并闡述了技術(shù)實(shí)施關(guān)鍵點(diǎn)，以期為我國(guó)欠平衡鉆井技術(shù)的完善與發(fā)展，提供一定參考。

[關(guān)鍵詞]欠平衡；鉆井技術(shù)；油氣井；優(yōu)化實(shí)施；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TE242 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）07-0014-01

引言

隨著全球經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，油氣供應(yīng)關(guān)系日趨緊張，而油田儲(chǔ)層的開發(fā)難度也越來越大。同時(shí)，各油田鉆井過程中應(yīng)付井漏、卡鉆、塌陷等事故，不僅延長(zhǎng)了鉆井的時(shí)間，還增加了開發(fā)成本。這種情況下，欠平衡鉆井技術(shù)獨(dú)具優(yōu)勢(shì)，得到了很好的應(yīng)用。目前，這項(xiàng)技術(shù)正趨于完善，它對(duì)于解決開發(fā)難題、提升油氣資源的勘探效果具有重要意義。

1.欠平衡鉆井技術(shù)的特點(diǎn)分析

1.1 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

欠平衡鉆井技術(shù)自應(yīng)用以來，優(yōu)勢(shì)較為顯著。它是以井筒的負(fù)壓差作為基礎(chǔ)，能夠避免鉆機(jī)重復(fù)切削巖石，由此大大提高了鉆進(jìn)的速度。這項(xiàng)技術(shù)用于難以鉆進(jìn)的水敏性和漏失性層段中，有效降低了井眼循環(huán)漏失、坍塌、卡鉆等事故的發(fā)生率。與此同時(shí)，欠平衡鉆井技術(shù)還能夠在開采過程中發(fā)現(xiàn)新的油氣儲(chǔ)層并對(duì)油氣層提供保護(hù)，其綜合效益良好，提高單井產(chǎn)量的效果非常明顯。

1.2 技術(shù)適用情況

適宜采用欠平衡鉆井技術(shù)作業(yè)的地層包括：微裂縫地層、對(duì)水基鉆井液敏感度較高的地層、與鉆井液的濾液不相容地層、低束縛水的脫水地層、枯竭的油氣層，等等。這項(xiàng)技術(shù)實(shí)施的關(guān)鍵在于，應(yīng)用合適的鉆井液與完井液，而常用的鉆井液包括液體和氣體兩種。

欠平衡鉆井技術(shù)的常見實(shí)施方法主要包括兩種：第一，自然條件法。即地層壓力系數(shù)在1.10以上時(shí)，人為降低普通鉆井液的密度來進(jìn)行欠平衡鉆井技術(shù)施工。第二，人工誘導(dǎo)法。即油氣田的地層壓力系數(shù)在1.10以下，當(dāng)普通鉆井液難以完成鉆井作用時(shí)，人為充入各種氣體以進(jìn)行欠平衡鉆井技術(shù)的施工。另外，在技術(shù)設(shè)備方面，應(yīng)配備上防噴器組、氣液固相分離裝置、油氣處理設(shè)備以及安全防護(hù)設(shè)備等，目的在于滿足欠平衡鉆井工藝的特殊要求以及保障安全性。

2.欠平衡鉆井技術(shù)的優(yōu)化實(shí)施

針對(duì)采用常規(guī)手段無(wú)效的油氣資源，欠平衡鉆井技術(shù)的開發(fā)效果良好，但是，想要讓技術(shù)過關(guān)，需要保證鉆井過程中井壁穩(wěn)定、鉆井液、完井等技術(shù)過硬。這就要求結(jié)合地質(zhì)的實(shí)際情況，事先做好油藏精細(xì)描述、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及調(diào)整技術(shù)、校正導(dǎo)眼井等工作。

2.1 施用欠平衡鉆井技術(shù)

在施用工藝之前，先要計(jì)算出合理的欠壓值，據(jù)此選擇性能合適的鉆井液與完井液。應(yīng)當(dāng)依據(jù)鉆井方式和工藝參數(shù)來確定鉆井液的粘度，并通過添加防腐劑來保證鉆井液的抗腐蝕性。之后，依據(jù)不同的油藏類型，選擇井口裝置及配套工藝。在鉆進(jìn)過程中，要求井口回壓控制的穩(wěn)定效果貫穿始終，只能在壓力正常的狀態(tài)下作業(yè)，還要保證軌跡一直處于最佳的位置，保證鉆進(jìn)精準(zhǔn)。

與此同時(shí)，合理確定井身結(jié)構(gòu)。鑒于合理的井身結(jié)構(gòu)對(duì)于欠平衡鉆井技術(shù)順利實(shí)施所發(fā)揮的重要作用，在設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu)之前，需要綜合分析本區(qū)域內(nèi)臨近井的各項(xiàng)地質(zhì)資料，剖析其空隙壓力、漏失壓力、坍塌壓力等數(shù)值，還要做好探井過程中的壓力預(yù)測(cè)工作，由此確定井身的結(jié)構(gòu)。

2.2 合理選井

施用欠平衡鉆井技術(shù)的油氣井，需要符合相應(yīng)的條件，如：地層的穩(wěn)定性良好、預(yù)測(cè)坍塌發(fā)生率低，地質(zhì)資料較清晰，儲(chǔ)層中不含有硫化氫，儲(chǔ)層能量逐漸衰竭的老氣田，欠平衡鉆井的井段也不宜過長(zhǎng)。在鉆井過程中，要特別注意井壁的穩(wěn)定性。在開展穩(wěn)定性的分析時(shí)，應(yīng)當(dāng)綜合地層的油、氣、水、巖屑以及注入氣等因素，并結(jié)合溫度、壓力等變化情況，建立模型，以探究地層不同巖性的井壁穩(wěn)定性。

2.3 欠平衡鉆井技術(shù)取芯與完井

開展取芯作業(yè)，是在不壓井的狀態(tài)下下入取芯工具，將放噴工具加入到鉆具上。在確定取芯的長(zhǎng)度時(shí)，要保證巖心能夠反應(yīng)出地層的真實(shí)情況、直觀反應(yīng)出儲(chǔ)層的原始特征。下入襯管之后，進(jìn)行射孔投產(chǎn)及試油。在下入尾管后，為了避免固井對(duì)產(chǎn)層造成傷害，采取不固井的方式，這樣還能夠防止投產(chǎn)后發(fā)生垮塌而填埋產(chǎn)層。

2.4 欠平衡鉆井相關(guān)系統(tǒng)

數(shù)據(jù)自動(dòng)采集系統(tǒng)，是應(yīng)用欠平衡鉆井技術(shù)時(shí)的必備條件之一。整套系統(tǒng)安裝在控制室內(nèi)，它兼具數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、監(jiān)控等功能。數(shù)據(jù)自動(dòng)采集系統(tǒng)是通過采集井壓、氣體流量與溫度、井深、鉆進(jìn)時(shí)間、鉆井液液面等數(shù)據(jù)，來控制相關(guān)的機(jī)器部件動(dòng)作，由此保證工藝的良好應(yīng)用。另一方面，欠平衡鉆井技術(shù)較為復(fù)雜、風(fēng)險(xiǎn)高，施工中要求各個(gè)協(xié)作單位在開展每一項(xiàng)作業(yè)前，都要進(jìn)行必要的技術(shù)交流，并保證工人培訓(xùn)到位。

3.欠平衡鉆井技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

在二十世紀(jì)五十年代后，我國(guó)引入了國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，開始對(duì)欠平衡鉆井技術(shù)進(jìn)行研發(fā)。雖然我國(guó)欠平衡鉆井技術(shù)起步較晚，但發(fā)展速度很快。近年來，欠平衡鉆井技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，其發(fā)現(xiàn)油氣層和保護(hù)油氣層的功效也越發(fā)被肯定，逐步實(shí)現(xiàn)了配套技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用?，F(xiàn)階段，雖然我國(guó)在欠平衡鉆井的方式、完井技術(shù)、設(shè)備工具及相關(guān)軟件等方面，仍然落后于國(guó)外水平，但實(shí)踐表明，這項(xiàng)工藝在我國(guó)油氣開發(fā)中具有巨大的發(fā)展?jié)撃堋?/p>

今后，欠平衡鉆井技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要在于：帶動(dòng)隨鉆井底壓力、地層壓力測(cè)量技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展；欠平衡配套裝備有所改進(jìn)，以擴(kuò)大技術(shù)的應(yīng)用范圍；欠平衡鉆井水力分析模型將更加完善，計(jì)算結(jié)果更加精準(zhǔn)；控制壓力鉆井技術(shù)得以發(fā)展，進(jìn)而精確控制全井筒環(huán)空壓力，等等。由此可見，欠平衡鉆井技術(shù)的發(fā)展空間廣大，該工藝帶動(dòng)起的技術(shù)革新也有利于我國(guó)油田勘探開發(fā)水平的提升，將來，這項(xiàng)技術(shù)會(huì)更加安全便捷、有力提升我國(guó)油田的采收率。

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