欠平衡钻井技术.ppt

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1、欠平衡压力钻井技术2002.011、欠平衡压力钻井的概念2、欠平衡压力钻井的优越性3、欠平衡压力钻井适用的地层4、欠平衡压力钻井技术、负压差设计与控制5、欠平衡条件的产生6、欠平衡压力钻井装备7、欠平衡钻井作业8、欠平衡压力钻井完井技术9、胜利油田欠平衡钻井试验情况提纲欠平衡压力钻井是指在钻井过程中钻井液的循环压力（包括液柱压力和循环回压），低于地层的孔隙压力，允许产层流体流入井眼，并可将其循环到地面，地面可有效控制，这一技术称为欠平衡压力钻井技术。一、欠平衡压力钻井的概念1、钻井液的循环压力（包括液柱压力

2、和循环流动阻力）低于地层的孔隙压力2、允许产层流体进入井眼3、在有效控制下将其循环到地面井钻规常为了防止井喷液柱压力>地层压力在井底形成一个正压差钻井液侵入地层对油层造成污染油气层液柱压力<地层压力井钻力压衡平欠油气层泵入泥浆在井底形成负压差，不仅可以有效地防止钻井液侵入地层，而且允许产层流体（石油和天然气）流入井眼，在井口有效控制下循环到地面。极大地减轻钻井过程中钻井液对油气层的污染，对于提高低渗透储层、潜山灰岩裂缝性油藏的产能以及探井的勘探成功率具有十分重要的意义。二、欠平衡钻井的优越性1、防止地层伤害

3、、提高油井产能欠平衡钻井可防止常规钻井造成的地层损害，常规钻井造成地层损害的原因主要有以下几个方面：（1）钻井液滤失速度高，造成地层细颗粒和粘土颗粒的运移；（2）钻井液中加入的固相或钻井中产生的固相侵入地层；（3）存在可能发生钻井液严重侵入的高渗层；（4）地层对侵入的水相、油相敏感，导致钻井液滤液留在地层中，影响了近井眼地区的渗透率，产生永久性产能下降；（5）侵入液与产层或地层液发生不利反应（如粘土膨胀、化学吸附、润湿性改变、乳化沉淀、结垢等）。2、良好的产层显示：欠平衡作业中由于钻井液循环压力低于地层压力

4、，钻井过程中地层流体会进入井眼。在井口可以检测产出液，可以提供良好的产层显示；二、欠平衡钻井的优越性二、欠平衡钻井的优越性3、减轻工程复杂、提高机械钻速（1）提高了防喷能力，防止井喷失控;（2）降低了液柱压力，减轻井漏和压差卡钻；（3）消除压持效应，有利于提高机械钻速。三、适合欠平衡钻井的地层压力衰竭储层低机械钻速的硬地层井漏地层老井重入和修井敏感性损害地层高渗高孔地层裂缝和溶洞好选择三、适合欠平衡钻井的地层差选择高渗高压未知储层或地层高产疏松地层薄弱塑性地层，盐，膨胀页岩有硫化氢压力系数不同的多套储层四、

5、欠平衡钻井技术、负压差设计与控制目前采用欠平衡压力钻井技术：2）低压欠平衡钻井：干空气钻井、氮气钻井、天然气钻井、雾钻井泡沫钻井、充气钻井1）控流钻井技术：使用常规钻井液（水基钻井液）进行欠平衡钻井：Flowdrilling在地层压力系数小于1.05的地层采用充气(氮气）欠平衡钻井技术欠平衡钻井两种主要的技术在地层压力系数大于1.05的地层采用常规钻井液施工的控流欠平衡钻井技术Flowdrilling负压差的确定涉及多个因素，主要包括地面设备的分离能力、井口装置的承压能力、井壁稳定、气液两相流的不稳定性、速

6、敏、应力敏感性以及地层压力的不确定性等；其中，气液两相流的不稳定性因素要求负压差不能太小，以防止由于压力波动造成周期性的瞬时正压差，而其他因素则要求负压差小一些为好。负压差设计Flowdrilling欠平衡钻井技术在停钻接单根时，因失去了环空摩阻，负压差会增加，因此只要在循环钻进时达到欠平衡就能满足欠平衡钻井的要求，负压差选择低一些为好对于高油气比或气井，动负压差（指没有油气侵）可选为0，因为产出的气会使环空静液柱压力急剧减小，控制产气量可实现对井口压力的控制一般推荐动负压为0.7MPa。负压差的确定与欠平

7、衡钻井方式有关充气(氮气）欠平衡钻井由于环空多相流系统的不稳定性，充气(氮气）欠平衡钻井负压差要求大一些为好，一般大于2.1MPa为佳。井底负压差地层孔隙压力钻井液循环压力=-=钻井液循环压力钻井液静液柱压力循环阻力+钻井液循环压力的计算这是一个复杂的课题，涉及到多相流的理论，国内外多采用多相流数值模拟的方法进行求解。美国莫尔工程公司Mutelite水力设计软件，可进行欠平衡压力钻井环空多相流设计、计算。我们正在研究动态的欠平衡钻井多相流水力设计软件，在该软件中，考虑了油气产量对环空循环压力的影响。Flow

8、drilling欠平衡钻井：通过调节钻井液密度和节流回压控制井底压力；充气(氮气）欠平衡钻井：依据多相流数值模拟或多相流水力计算结果,通过调节液体和气体流量控制井底压力。欠平衡钻井负压差和井口压力控制方法：五、欠平衡条件的产生1）正常压力储层V孔=1.05-1.202）高压储层V孔>1.20通过降低钻井液密度，使循环系统的压力低于正钻地层的孔隙压力，井底处于欠平衡状态。Flowdrilling欠平衡钻井3）低压储