【正文】 關(guān)鍵技術(shù)；又介紹了國(guó)內(nèi) 外欠平衡鉆井的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀和技術(shù)水平；最后針對(duì)欠平衡鉆井技術(shù)的應(yīng)用條件， 例舉了國(guó)內(nèi)外成功使用欠平衡鉆井的 應(yīng)用實(shí)例，同時(shí)也提出了我國(guó)欠平衡鉆井技術(shù)的前景和面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)。利用自然條件，是指地層壓力較高，采用常規(guī)鉆井液就能夠在井筒內(nèi)形成負(fù)壓。 國(guó)內(nèi)大多數(shù)油田都有利用自然條件進(jìn)行欠平衡鉆井的區(qū)塊。造成地層低壓的原因，或者是地層原始?jí)毫Ρ旧砭捅容^低 ， 或者是老開發(fā)區(qū)內(nèi)長(zhǎng)期開采使儲(chǔ)層壓力大幅度降低。常用的鉆井液減輕劑包括氮?dú)狻⑻烊粴?、二氧化碳、空?、泡沫、柴油等。 欠平衡鉆井技術(shù)的優(yōu)勢(shì) 應(yīng)用欠平衡鉆井技術(shù)可避免鉆井液侵入儲(chǔ)層 ， 有效解決儲(chǔ)層污染問(wèn)題，大大提高產(chǎn)層的初期產(chǎn)量，延長(zhǎng)儲(chǔ)層的開采期；同時(shí)，有利于提高機(jī)械鉆速，減少和避免井漏和壓差卡鉆事故的發(fā)生，提高鉆井效率。 2 欠平衡鉆井技術(shù)的分類 常規(guī)的鉆井屬于過(guò)平衡鉆井，鉆井液壓力大于地層流體壓力，小于地層破 裂壓力。 欠平衡鉆井時(shí)，鉆井液壓力略小于底層流體壓力，仍大于地層破裂壓力。欠平衡鉆井系列分為： 1． 氣體鉆井，包括空氣、天然氣和 氮?dú)忏@井 ，密度適用范圍 0~克 /立方厘米； 2． 霧化鉆井，密度適用范圍 ~ /立方厘米； 3． 泡沫鉆井液鉆井，包括穩(wěn)定和不穩(wěn)定泡沫鉆井，密度適用范圍~ /立方厘米； 4． 充氣鉆井液鉆井，包括通過(guò)立管注氣和井下注氣兩種方式。其密度適用范圍為 ~ 克 /立方厘米，是應(yīng)用廣泛的一種欠平衡鉆井方法； 5． 水或鹵水鉆井液鉆井，密度適用范圍 1~ /立方厘米； 6． 油包水或水包油鉆井液鉆井，密度適用范圍為 ~ 克 /立方厘米； 7． 常規(guī)鉆井液鉆井（采用密度減輕劑），密度適用范圍大于 /立方厘米； 8． 泥漿帽鉆井，國(guó)外稱之為浮動(dòng)泥漿鉆井，用于鉆地層較深的高壓裂縫層 或高含硫化氫的氣層。 欠平衡鉆井技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)： 欠平衡鉆井技術(shù)主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： 1． 有效的保護(hù)油氣層 采用欠平衡鉆井，能做到鉆井液液柱壓力小于地層壓力，鉆井液對(duì) 3 油氣層基本不會(huì)污染，從而有利于發(fā)現(xiàn)和保護(hù)油氣層，提高油氣井的產(chǎn)能 。 3． 減少水敏性泥頁(yè)巖的水化 采用欠平衡鉆井，能極大的減少鉆井液特別是鉆井液濾液進(jìn)入地層，有效的控制泥頁(yè)巖的水化膨脹及坍塌，使井眼比較穩(wěn)定 。 適合采用欠平衡鉆井的地層 正確采用欠平衡鉆井技術(shù)，可以取得巨大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益，反之則可能造成一系列負(fù)面效應(yīng)。所以在進(jìn)行欠平衡鉆井設(shè)計(jì)之前，要認(rèn)真 進(jìn)行調(diào)查研究，選準(zhǔn)地層。以下情況不能進(jìn)行欠平衡鉆井作業(yè)： 1． 探井（野貓子井）； 2． 井壁不穩(wěn)定； 3． 地層孔隙壓力不清； 4． 流體中含 H2S； 5． 地層壓力高、裂縫性、產(chǎn)量大、風(fēng)險(xiǎn)大的井； 6． 同一裸眼壓力系數(shù)差別太大的井。斜坡鉆桿。 5 第 2章 欠平衡鉆井技術(shù)的發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀 欠平衡鉆井技術(shù)的發(fā)展歷程 欠平衡鉆井技術(shù)開始于 20世紀(jì) 50年代，美國(guó)在 1953年使用空氣作為循環(huán)介質(zhì)成功地完成了一口鉆井 ，而 后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)由于設(shè)備和技術(shù)的限制因素欠平衡鉆井技術(shù)并沒(méi)有得到很好的發(fā)展。據(jù) 1997年資料統(tǒng)計(jì)，美國(guó) 1997年采用欠平衡鉆井技術(shù)完成 4000余口井。加拿大 1997年采用欠平衡鉆井技術(shù)鉆 1500口。另外在墨西哥灣、加拿大北部油田、北海油田、伊朗、也門、俄羅斯及印度尼西亞、澳大利亞和歐洲等地區(qū)欠平衡鉆井已經(jīng)成為一種降低開發(fā)成本、保護(hù)油氣層必不可少的技術(shù)了。各油田相繼引進(jìn)了美國(guó)先進(jìn)的欠平衡鉆井設(shè)備，截止目前為止，我國(guó)購(gòu)買了各種欠平衡設(shè)備 25套。其中大港油田應(yīng)用效果最好。 1． 高壓旋轉(zhuǎn)分流器 防噴器系統(tǒng) 6 高壓旋轉(zhuǎn)分流器 防噴器系統(tǒng)又稱旋轉(zhuǎn)防噴器（ BOP）。該公司供應(yīng)的高壓系統(tǒng)有 7000 型和 7100型兩種： 7000型的靜試驗(yàn)壓力為 21MPa，工作壓力為 ； 7100型包括旋轉(zhuǎn)控制頭總成、熱傳遞 潤(rùn)滑裝置、遙控監(jiān)控臺(tái)和遙控防爆電源設(shè)備。 2． 液流導(dǎo)向系統(tǒng) 國(guó)外研制了一種電磁閥導(dǎo)向系統(tǒng)，可增加鉆深 。 3． 地面分離系統(tǒng) 2021 年前后，國(guó)外加強(qiáng)了地面分離系統(tǒng)研制，包括壓力額定值為35MPa 的地面分離裝置、自動(dòng)節(jié)流系統(tǒng)及各種分離器，這些設(shè)備可處理大量液體、巖屑和鉆井液。委內(nèi)瑞拉 Mamdbo 湖有一口近岸井，為了降低化學(xué)劑成本，首次使用密封循環(huán)地面分離系統(tǒng)，還使用配有全套連續(xù)油管的駁船和 2021bbl（原油標(biāo)準(zhǔn)桶）容量的泡沫裝置。 4． 隔水管帽旋轉(zhuǎn)防噴器系統(tǒng) 一種回流裝置，所用主要設(shè)備是旋轉(zhuǎn)控制頭，裝在水上隔水管頂部，可代替隔水管系統(tǒng)的滑動(dòng)接頭、球形接頭和分流器。高壓機(jī)械密封 裝 置 置 于鉆臺(tái)下面的鉆桿與隔水管之間，鉆井液通過(guò)軟管回流井下。其元件是一個(gè) 3m 長(zhǎng)的密封，置于 ~ 套管里面，用遙控船可遙控該封隔器。該系統(tǒng)可在鉆井作業(yè)時(shí)，通過(guò)與現(xiàn)有鉆井控制與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接口，提供實(shí)時(shí)信息，還可與動(dòng)態(tài)多相流量模型接口，允許將實(shí)際參數(shù)與計(jì)算參數(shù)加以比較。效益最好的只有美國(guó)和加拿大，其它地區(qū)和國(guó)家所進(jìn)行的欠平衡鉆井作業(yè)也基本是美、加兩國(guó)的專業(yè)技術(shù)服務(wù)公司。因此，不采用欠平衡鉆井技術(shù)一些油氣田就根本無(wú)法開采；所以，針對(duì)這些油氣田開采，又迅速發(fā)展了霧化鉆井、泡沫鉆井、空氣、天然氣鉆井和氮?dú)忏@井。連續(xù)油管和頂驅(qū)在水平井鉆進(jìn)中也廣泛采用欠平衡鉆井技術(shù)。我們所參觀的 Nothland公司近年來(lái)就進(jìn)行了 2200多口井的欠平衡鉆井作業(yè)，無(wú)論油公司還是服務(wù)公司都獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。新疆局還引進(jìn)了 1套霧化鉆井裝置。效益最好的是大港油田，在千米橋古潛山所開展的欠平衡鉆井，發(fā)現(xiàn)了一個(gè) 1億噸級(jí)的油田，因此大港油田花 3000萬(wàn)元引進(jìn)3套裝置。目前，已有 315MPa、 5MPa、 7MPa產(chǎn)品在現(xiàn) 8 場(chǎng)使用。 國(guó)內(nèi)欠平衡鉆井技術(shù)近年來(lái)發(fā)展較快。新疆、中原、大港、勝利等油田引進(jìn)了一批設(shè)備，鉆成了一批欠平衡井，具有了一定的經(jīng)驗(yàn)。截止到目前，大港油田已經(jīng)先后引進(jìn)了三套主要欠平衡裝置，成立了專業(yè)化技術(shù)服務(wù)隊(duì)伍，從設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)上都具有了 很好的基礎(chǔ)。隨著國(guó)內(nèi)欠平衡技術(shù)認(rèn)識(shí)的不斷加深，該技術(shù)開始逐漸被應(yīng)用于老油田的開發(fā)，今后欠平衡技術(shù)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用范圍將逐漸擴(kuò)大，設(shè)備配套國(guó)產(chǎn)化的進(jìn)程將逐漸加快，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程欠平衡將成為今后國(guó)內(nèi)各油田發(fā)展的目標(biāo) [2]。要想獲得最佳效果，在設(shè)計(jì)欠平衡鉆井之前，必須首先了解儲(chǔ)層一些相關(guān)特性參數(shù)，如地層的壓力、滲透率、孔隙度以及孔喉分布尺寸、地層流體物性等參數(shù)，然后在室內(nèi)引進(jìn)欠平衡鉆井評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，分析欠平衡鉆井可能造成的傷害種類及程度，并以此作為篩選欠平衡鉆井是否合理的重要依據(jù)。該油田為裂縫性油藏，油層孔隙度為 4%~9%，滲透率為103~103μm2，井深約 2500m左右。其中 21口采用常規(guī)鉆井液鉆井（ 19口井為普通鉆井液， 2口為加重鹽水鉆井液）， 3口采用低壓鉆井（ 2口是霧化， 1口是輕質(zhì)鹽水）。 在德克薩斯州西南有個(gè)開采 20年的老氣田，儲(chǔ)層壓力降到 ，井深 4267m，壓力系數(shù)為 。因?yàn)樗豌@井液會(huì)傷害和淹沒(méi)氣井。在裸眼完井后還未進(jìn)行酸化壓裂，這口井的產(chǎn)氣量就達(dá) 70800m3/d。 10 欠平衡鉆井技術(shù)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用實(shí)例 我國(guó)的 欠 平衡鉆井技術(shù)主要應(yīng)用于： 1． 油 /氣層，預(yù)防置換性漏失傷害儲(chǔ)層 一些油田的碳酸鹽巖、火成巖儲(chǔ)層，由于構(gòu)造作用和后期成巖作用，縫洞特別發(fā)育，鉆井過(guò)程中時(shí)常會(huì)出現(xiàn)置換性漏失，多數(shù)時(shí)候表現(xiàn)為只進(jìn)不出，有的則是泵入鉆井液，甚至是稠化水都會(huì)發(fā)生大規(guī)模漏失，但停泵后時(shí)常因油氣密度較鉆井液或鹽水小而將縫洞中的油或氣置換出來(lái)，即表現(xiàn)為先前漏失了大量的鉆井液或鹽水，而后井口又返出大量油 /氣。 2． 低滲儲(chǔ)層，提高單井產(chǎn)量 吐哈油田三塘湖地區(qū)石炭系火山巖裂縫性儲(chǔ)層屬 “三低 ”儲(chǔ)層，在常規(guī)鉆井條件下易于發(fā)生惡性漏失。 2021年推廣應(yīng)用氮?dú)馇菲胶忏@井后，有效避免了漏失，保護(hù)了儲(chǔ)層，牛東 812井等 15口井的單井產(chǎn)量顯