【正文】 地層孔隙壓力的 預測技術為前提，預測的精確程度直接關系到鉆井液密度設計及鉆井作業(yè)的成敗。 地層孔隙壓力 油藏地質工程提供的地層孔隙壓力主要是試油靜壓、鉆桿測試壓力及RFTMFT）測試壓力，所鉆井的壓力可根據油層深度校正。 欠平衡鉆井液技術 欠平衡鉆井液技術是能否實現(xiàn)欠平衡鉆井的關鍵技術，是實施欠平衡鉆井的主要內容。、延伸很遠 的非填充裂縫），同時地下溶洞發(fā)育，故經常出現(xiàn)嚴重漏失和惡性漏失。在鉆進滲透率大于 14m2 或砂、礫巖的平均粒徑大于鉆井液固相顆粒直徑三倍的孔隙性地層時，若井底壓力超過地層壓力就會發(fā)生滲透性漏失。井漏嚴重制約著勘探開發(fā)速度和鉆井成功率。 任何可燃混合物（燃料與空氣或其他氧化劑的混合物）的燃燒都必須著火后才能產生快速的燃燒爆炸。 本文只討論沿流動方向的一維非定常流動問題，用截面的平均特性和分布系數修正方法來表征過流斷面的流動參數分布。 相流流態(tài)分類及其判別方法 在欠平衡鉆井過程中，井筒中的多相流在流動時其流態(tài)是變化的。僅有兩種相態(tài)同處于一個體系內的流動便稱為兩相流動，它是多相流動中最常見的一種流動組合。由上述綜合分析所得到的結論，如果井壁能保持穩(wěn)定，則可以采用給定參數的欠平衡鉆井；如果井壁不能保持穩(wěn)定，則應加大鉆井液密度直至井壁穩(wěn)定，必要時放棄欠平衡鉆井的方法。在油氣藏篩選問題上，應該由一個有鉆井工程師、油藏工程師、地質學家、地球物理學家、巖石物理學家、采油工程師、欠平衡鉆井專家、安全專家、經濟師等組成的多學科工作組來完成。同時，還有相當一部分開發(fā)中、后期油田由于壓力遞減而進入低壓油田范疇。散裝或膜濾氮氣、工業(yè)廢氣、空氣、氮氣和空氣的混合氣、天然氣和空心玻璃球都作為減輕劑或發(fā)泡劑。欠平衡鉆井技術是 21 世紀油氣資源開發(fā)中必不可少的主干技術之一，又是一項涉及面寬、投資大、風險大的系統(tǒng)工程，也是繼水平井技術之后在鉆井技術上的另一大發(fā)展方向和熱點，應盡快掌握和發(fā) 展欠平衡鉆井技術更好地作為發(fā)現(xiàn)和保護油氣藏的重要戰(zhàn)略措施。 本文介紹了欠平衡鉆井技術國內外的發(fā)展狀況，實施欠平衡鉆井的優(yōu)缺點。最后介紹了欠平衡鉆井的信息采集處理系統(tǒng)，通過全過程的監(jiān)測和指導保證欠平衡鉆井的安全進行欠平衡；鉆井液；信息采集第 1 章 緒論 高壓和常規(guī)壓力、中高滲均質砂巖 等良好勘探開發(fā)條件轉移到了復雜中小油田、斷塊油田、薄油層、低壓低滲低產能、老油田改造、復雜儲層條件、非常規(guī)油氣等惡劣的開發(fā)勘探條件，這種形勢迫使勘探開發(fā)必須要有新的思路和方法，同時由于非封固完井的水平井數量增多，強化了對防止儲層損害的關注。在美國，欠平衡鉆井技術被稱為上游石油工業(yè)新技術，已經成為鉆井技術發(fā)展熱點，并越來越多地與水平井、多分支井及小井眼鉆井技術相結合。為了滿足不同地層對欠平衡鉆井的需要，隨后又相繼開發(fā)了空氣鉆井、霧化鉆井、充氣鉆井和低密度泥漿鉆井等欠平衡鉆井技術。 欠平衡鉆井優(yōu)點和缺點欠平衡鉆井技術能夠迅速發(fā)展是因為它能很好的克服鉆井作業(yè)過程中的難題并避免一些復雜情況的發(fā)生、能有效地降 低油氣田的勘探開發(fā)成本。 欠平衡鉆井地層穩(wěn)定 井壁失穩(wěn)機理 采用欠平衡鉆井，首先要使鉆井液液柱壓力低于儲層壓力，此時鉆井液密度降低后，井壁的穩(wěn)定性是否可以保證。在常規(guī)的過平衡鉆井中，人們常常是在給定鉆井液密度的前提下，調整鉆井液體系和性質達到一個合適的狀態(tài)，使該狀態(tài)下泥頁巖水化應力、水化下降程度在給定鉆井液密度條件下能保持井壁穩(wěn)定。單組分兩相流動是由同一種化學成分但不同的相態(tài)混合在一起的流動體系。 氣液兩相的相態(tài)主要受各項速度、密度等參數的影響外，氣液兩相的流動的形成過程、少量雜質的存在等可能對流態(tài)有一定的影響。 三相攜屑研究井眼凈化能力是否滿足正常鉆井需要，取決于鉆井環(huán)空流體的有效上返速度，只要有效上返速度大于巖屑的沉降速度和巖屑的最低上返速度，巖屑就可以被攜帶到地面上來。使可燃混合物著 火的方法一般有兩種：自燃與點燃。產層漏失除了造成時效成本損失外，漏入產層的工作液還造成了嚴重的儲層傷害。鉆井過程中發(fā)生井漏，除了地層本身存在孔隙、裂縫或溶洞，具有鉆井液通行的條件外。這些層位經常發(fā)生嚴重井漏，但惡性井漏較為少見。第一種是直接用低密度的空氣、霧化、泡沫等鉆井液；另一種是往鉆井液基液中注入一種或多種不凝氣，以降低鉆井液密度，實現(xiàn)欠平衡鉆井的目的。因此 ,這些監(jiān)測方法對于鉆井液密度確定意義不大。經過研究實踐，得出一套完整的欠平衡鉆井液密度的確定方法如圖（ 32）所示。 霧流體 霧流體是空氣、發(fā)泡劑、防腐劑和少量水混合組成的循環(huán)流體，其中空氣是連續(xù)相，液體是非連續(xù)相，適于鉆開出液量低于 24m3/h 低壓油氣層，如果地層出液量大于 24m3/h，則采用泡沫鉆井液鉆進。硬膠泡沫是氣體、粘土、穩(wěn)定劑和發(fā)泡劑配成的穩(wěn)定性比較強的分散體系，用于需要泡沫壽命長、攜帶能力強 的情況，如解決大直徑鉆井巖屑攜帶和清洗井底或防漏、堵漏、堵水等問題，其成本低，但它對電解質及油品的污染較敏感，一般不宜在油氣井中應用。 表 32 地層壓力系數 優(yōu)化鉆井液類型 地層壓力系數 優(yōu)化鉆井液類型 空氣 /天然氣 /氮氣 ~ 油或油基鉆井液 ~ 霧化鉆井液 ~ 水（鹽水） ~ 泡沫鉆井液 以上 常規(guī)水基鉆井液 ~ 充氣鉆井液 第 4 章 欠平衡鉆井信息采集處理系統(tǒng)以及應用 研究欠平衡鉆井參數采集與分析處理系統(tǒng)的意義 鉆井過程中的事實數據監(jiān)測是科學打井的前提性工作，對于欠平衡鉆井尤其重要。 方案設計 欠平衡鉆井的采集有兩種方式，第一是按常規(guī)的方法獲取現(xiàn)場數據，即配套地面?zhèn)鞲衅鳌祿杉蹇ǖ姆绞讲杉菲胶忏@井數據。 系統(tǒng)軟件是有十幾個功能模塊組成。自動采集其他相關數據或者參與計算，或者可以直接分析處理現(xiàn)場相應的情況。反之，當計算的井底實際壓力 設定值 +設定誤差時，發(fā)出開大節(jié)流閥開度指令，減少套壓值；在等待一個壓力傳播延遲后根據變化了的泵壓 和其它數據重新計算井底壓力，再把計算的井底實際壓力與設定值進行對比到井底壓力在設定值177。設計欠平衡井段是3087~3670 米，預測目的層地層壓力系數 。 現(xiàn)場施工 氣體上竄速度預測技術與現(xiàn)場鉆實鉆中的應用 （ 1）氣體上竄速度預測 設鉆井液以速度穩(wěn)定流動，侵入井內的氣泡主要受浮力，黏滯表 41 不同鉆井液密度下的井底壓力計算表 序號 塑性粘度 mPa s 動切力 Pa 零切力 Pa 密度 g/cm3 井深 m 排量 L/s 泵壓 MPa 環(huán)空壓耗 MPa 靜欠壓值 MPa 動欠壓值 MPa 1 18 9 2 3095 3620 30 30 2 18 9 2 3095 3620 30 30 3 20 9 2 3095 3620 30 30 4 20 10 2 3095 3620 30 30 5 20 10 2 3095 3620 30 30 6 20 10 2 3095 3620 30 30 7 22 11 3 3095 3620 30 30 8 25 12 3 3095 3620 30 30 阻力和重力作用。運用計算機軟件對實際地層壓力進行計算，在次基礎上進行了井底循環(huán)壓力，井底靜壓差和動壓差的計算 ，計算結果見下表（ 42）： 表 42 實鉆井底壓力計算 序號 井深 m 環(huán)空壓力 MPa 地層壓力 MPa 地層壓力系數 井底靜壓差 MPa 井底動壓差 MPa 環(huán)空鉆井液密度 g/cm3 1 2 3 4 5 6 7 3010 3110 3210 3310 3410 3510 3575 平均值 由表可以看出，三開欠平衡段計算壓力系數 ，中途測試實測 ，誤差為％。因此，在此期間決不能因油氣量的增加而 繼續(xù)增大回壓，以免造成過平衡鉆進或壓滿、壓死目的層。 4 欠平衡鉆井過程中井筒流動是一個氣、液、固三相流動，文中用兩相流動模型研究了直井筒的流態(tài)和攜巖問題，建立了兩相流數學模型。 7 欠平衡鉆井中井底負壓值的設計涉及到油藏、地質以及地面設備的工作能力等因素設計過程中應對每項因素精確分析，以完成井底負 壓值的合理設計，一般經驗是欠平衡鉆井井底負壓值應維持在 13M