【正文】 衡狀態(tài)，逆流自吸，地層液體配伍，出砂等）井壁穩(wěn)定性（力學，物理，化學作用）安全問題（井下爆炸或燃燒，井控問題， H2S 腐蝕）經(jīng)濟因素（設(shè)備，材料，環(huán)境問題） 本文研究思路 本文主要建立在文獻調(diào)研的基礎(chǔ)上，通過翻閱大量的關(guān)于欠平衡鉆井技術(shù)和各油氣田開發(fā)建設(shè)方面的文獻資料，結(jié)合自己所學的專業(yè)知識，研究以下內(nèi)容： 欠平衡鉆井技國內(nèi)外技術(shù)設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀，優(yōu)缺點 欠平衡鉆井相關(guān)理論 欠平衡鉆井過程中關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，主要是欠壓值的如何確定，欠平衡鉆井液技術(shù)和井底壓力控制技術(shù) 欠平衡鉆井信息實時采集分析處理系統(tǒng)研究與應(yīng)用 第 2章 欠平衡鉆井相關(guān)理論 油氣藏篩 適合欠平衡鉆井的油氣藏 具有潛在井漏或鉆 井液侵害的油氣藏 具有巖石 流體敏感性的地層 具有液 液敏感性的地層 具有潛在自吸能力的地層 油藏性質(zhì)高度易變的地層 具有活躍的地下水并且對水錐進敏感的地層 低鉆速地層 不適合欠平衡鉆井的地層 高壓和高滲透率相結(jié)合地層 受壓力約束的地層 常 油氣藏篩選程序?qū)τ谥本蛩骄那菲胶忏@井來說，篩選合理的油氣藏是非常必要的。欠平衡鉆井的主要技術(shù)特點適合開發(fā)這類油田。如大港油田于 1998 年采用欠平衡鉆井技術(shù)在板橋地區(qū)的勘探上取得了重大突破，發(fā)現(xiàn)了億噸級整裝油氣田。 早在 20 世紀 50 年代，國內(nèi)的四川油田就開始運用欠平衡鉆井技術(shù)，但由于設(shè)備能力不足、地層出水等問題而放棄。 現(xiàn)在已有 20 多個國家應(yīng)用欠平衡技術(shù)鉆井，技術(shù)先進的國家包括美國、加拿 大、英國、阿根廷、墨西哥等國。 欠平衡鉆井技術(shù)是 20世紀 90年代在國際上成熟并迅速發(fā)展的一項鉆井新技術(shù) 圖 1 。高油價促使世界各國進一步增強了對石油資源重要性的認識，加強了對自己國內(nèi)石油資源的勘探開發(fā)和利用，增加國內(nèi)石油供應(yīng)，減少對國際石油的依賴程度，其關(guān)鍵因素就是石油的勘探開發(fā)成本，因而降低石油的勘探開發(fā)成本則是目前石油工業(yè)上游 領(lǐng)域的重要任務(wù)之一。分析和總結(jié)了欠平衡鉆井相關(guān)理論研究成果，為技術(shù)的應(yīng)用提供理論依據(jù)。鉆井畢業(yè)論文 欠平衡鉆井技術(shù)概況 目 錄 第 1 章 緒論 1 研究欠平衡鉆井技術(shù)的意義 1 欠平衡鉆井技術(shù)國內(nèi)外進展歷史及現(xiàn)狀 1 第 2 章 欠平衡鉆井相關(guān)理論 4 油氣藏篩選理論 4 欠平衡鉆井地層穩(wěn)定性理論 5 欠平衡鉆井兩相流理論 6 欠平衡鉆井井下爆燃基礎(chǔ)理論 8 裂縫性儲層欠平衡鉆井流動規(guī)律 9 第 3 章 欠平衡鉆井關(guān)鍵技術(shù) 10 欠平衡負壓值的確定及控制 10 欠平衡鉆井液技術(shù) 10 第 4 章 欠平衡鉆井信息采集處理系統(tǒng)以及應(yīng)用 14 研究欠平衡鉆井參數(shù)采集與分析處理系統(tǒng)的意義 14 方案設(shè)計 14 系統(tǒng)軟件的主要功能 15 系統(tǒng)軟件的應(yīng)用 15 欠平衡鉆井技術(shù)應(yīng)用事例 16 致 謝 23 參考文獻 24 摘 要欠平衡鉆井是國際上 90 年代初再次興起的提高勘探開發(fā)效益的鉆井新技術(shù)近幾年我國來在油、氣田勘探開發(fā)方面已進行了大量技術(shù)研究和現(xiàn)場試驗，并取得了顯著的成果。從三個方面入手：在考慮了影響負壓值各方面的因素后，提出了合理的設(shè)計程序；通過計算出的鉆井液密度選擇適應(yīng)于實際條件的最優(yōu)鉆井液類型；分析了井底壓力波動和氣侵后的環(huán)空壓力變化，給出了一些井底壓力控制措施。欠平衡鉆井技術(shù)不但能有效地降低油氣田的勘探開發(fā)成本，最大限度得保護油氣層，而且能很好地克服鉆井作業(yè)過程中的難題和避免一些復雜情況的發(fā)生；有利于中小型油氣田、非常規(guī)油氣藏，低壓低滲油氣藏得勘探開發(fā)；有利于油田中后期改造挖潛。欠平衡鉆井分為：氣體鉆井、霧化鉆井、泡沫鉆井、充氣鉆井、淡水或鹵水鉆井液鉆井、常規(guī)鉆井液鉆井和泥漿帽鉆井。這些欠平衡技術(shù)先進的國家，創(chuàng)造欠平衡條件采用的常用技術(shù)有：邊噴邊鉆、泥漿帽鉆井、立管氣體注入、環(huán)空氣體注人、連續(xù)油管鉆井。進入 80 年代以來，新疆石油管理局首先開展了泡沫鉆井技術(shù)的研究與應(yīng)用，于 1984 年在克拉瑪依油 田紅一 29 井成功地進行了我國第一口泡沫鉆井。四川油田從1999 年～ 2020 年間，從單一欠平衡鉆井技術(shù)初步發(fā)展形成了欠平衡鉆井、欠平衡取心、不壓井起下鉆、不壓井測井、欠平衡完井等全過程欠平衡鉆井完井配 套技術(shù)，推動了國內(nèi)欠平衡鉆井技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)了欠平衡鉆井技術(shù)的重大突破。因此，欠平衡鉆井自身具有的技術(shù)優(yōu)勢與世界石油工業(yè)勘探開發(fā)形式的需求決定了欠平衡鉆井技術(shù)必定具有廣闊的應(yīng)用前景。通過研究油氣藏的構(gòu)造圖以及收集和分析相關(guān)的數(shù)據(jù)，可以描述出油氣藏為均質(zhì)油氣藏還是非均質(zhì)油氣藏需要提供和研究的油氣藏數(shù)據(jù)參數(shù)包括油氣比原油的 API密度、平均 孔隙度、平均滲透率、地層體積指數(shù)、壓力、溫度和含水量。這個篩選程序為： 用簡單的欠平衡鉆井技術(shù)能否完成這口井； 以我們現(xiàn)有的數(shù)據(jù)能否證明欠平衡鉆井技術(shù)在此油氣層中優(yōu)于過平衡鉆井技術(shù)； 用欠平衡鉆井技術(shù)潛在的風險和事故； 該地層能否承受住壓力降低而不坍塌； 欠平衡鉆井技術(shù)與長期的油氣層優(yōu)選相比較費用是否劃算； 多學科工作組是否對油氣藏已經(jīng)做了足夠的研究工作； 初始油井設(shè)計是否能滿足油氣藏開發(fā)標準； 現(xiàn)有的井控設(shè)備能否滿足預(yù)期的油氣層條件。這其中有兩個制約因素：材料（巖體）和應(yīng)力 巖體：破碎巖體和含弱面的巖體；塑性巖體，如鹽膏層、軟泥巖等；泥頁巖（以硬脆性為主） 應(yīng)力：深部地層的上覆巖層壓力引起的地應(yīng)力；強烈地質(zhì)構(gòu)造作用引起的地質(zhì)構(gòu)造力；異常熱應(yīng)力、循環(huán)溫度應(yīng)力、流固耦合應(yīng)力破碎巖體和含弱面的巖體由于本身強度低而導致井壁失穩(wěn)；塑性巖體由于液柱壓力不夠時而出現(xiàn)蠕動變形；埋藏很深的地層由于巨大的上覆巖層壓力使水平應(yīng)力增 大；強烈的地質(zhì)構(gòu)造作用造成很大的殘余構(gòu)造力使井壁失穩(wěn)。泥頁巖的水化應(yīng)力大小及水化后強度降低多少，是由鉆井液的體系和性質(zhì)來決定的；而井壁的最終穩(wěn)定性很大程度上還取決于鉆井液密度的提高。 欠平衡鉆井兩相流理論 多相流動是幾個相處于一個系統(tǒng)內(nèi)流動的體系。因此，可以分為單組分兩相流動和雙組分兩相流動。 雙組分兩相流動和單組分兩相流動定義雖有一些差異，但從流動相態(tài)的數(shù)學抽象，亦既從基本守衡方程的數(shù)學模型來看是相同的。根據(jù) Taitel等人的研究成果，典型 的直井流態(tài)通?？煞譃榕轄盍?，段塞流，過渡流和環(huán)狀流。 在本模型的建立中，應(yīng)用了以下假設(shè)： 在本文的研究中，假設(shè)井眼截面為圓形且與井內(nèi)鉆柱同心。 兩相流體動力學研究提供了描述一元兩相 流動基本方程，既保證能夠計算求解，又保證了兩相流的重要特點。而預(yù)混氣體燃燒則是在著火前燃料與空氣已經(jīng)混合，一旦著火，其燃燒速度很快，通 常表現(xiàn)為失火爆炸形式。反應(yīng)的加速又近一步使反應(yīng)熱增大，使可燃混合物的溫度進一步增高，如此反應(yīng)，在很短的時間內(nèi)致使反應(yīng)速度急劇升高，從而由緩慢的氧化過程轉(zhuǎn)化為燃燒過程直至爆炸。以下將介紹引起井下失火的可能方式，即熱自燃、平板點火、熱球點火、火花點火的燃燒分析。尤其是探井打開產(chǎn)層，產(chǎn)層同時又是漏層。地層中的孔隙、裂縫或溶洞以及地層壓力和破裂壓力，是在地層沉積、構(gòu)造運動或地下水溶蝕過程中天然形成的，因其成因不同又分為滲透性漏失和裂縫 溶洞 性漏失。而且漏失量大，漏失速度快。漏失的層位則從沙溪苗到志留系，從地表到 5000 米以下，幾乎每個層位都發(fā)生過井漏，但不同層位其漏失的嚴重程度和普遍程度有很大差異。雷口坡、二疊系、石炭系三個漏層，裂縫網(wǎng)絡(luò)發(fā)育，也有高角度裂縫發(fā)育，但裂縫規(guī)模比嘉陵江、飛仙關(guān)、茅口組要小，溶洞不太發(fā)育。欠平衡鉆井關(guān)鍵技術(shù) 欠平衡負壓值的確定及控制 確定井底負壓值應(yīng)考慮的因素及 產(chǎn)油、氣量 負壓井段不同壓力體系的地層壓力 水平段的長度 井口設(shè)備性能 井眼穩(wěn)定性地層傷害、壓 負壓差設(shè)計流程 欠平衡鉆井負壓差的設(shè)計流程在設(shè)計時，油藏地質(zhì)部門必須提供該井不同負壓差下的油、氣和水的產(chǎn)量以及地層的堅固程度判別式，并有必要對井壁穩(wěn)儲層傷害進行評價。采用人工誘導方式產(chǎn)生欠平衡條件，有兩種實現(xiàn)方法。還要考慮鉆井液基液本身的物理性質(zhì)，比如粘度效應(yīng)低、無腐蝕性、毒性低等。關(guān)于各種地層壓力的監(jiān)測方法 dc 指數(shù)法、聲波時差法、 C 指數(shù)法等的計算結(jié)果誤差很大 ,深井中誤差遠遠超過了負壓差值。因此按式可以計算層流時鉆井液的環(huán)空壓耗。對于一口欠平衡井來說，井底負壓差確定之后，如何確定鉆井液密度是實現(xiàn)井底的負壓差范圍重要手段。 氣流體 氣流體是指空氣或天然氣 ,氮氣、二氧化碳、防腐劑及干燥劑等組成的循環(huán)流體。其缺點是易引起井下著火與爆炸，造成井下鉆具破壞，所以氣流體鉆井選擇氣體類型很重要。用充氣鉆井液鉆井時。油田用泡沫鉆井液一般為硬膠泡沫和穩(wěn)定泡沫。泡沫鉆井液現(xiàn)已在我國新疆、長慶、華北、二連、遼河等油田的低壓油層使用，取得較好效果?？招牟Ａ蜚@井液的成本要比普通鉆井液的高。要求研發(fā)的采集