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摘要：随着全球石油工业的飞速发展，陆上石油钻采面临的压力不断攀升：一方面，油气
供求关系日趋紧张；另一方面，随着多年来的勘探开发，大部分油田储层已进入低压、低渗储层、衰竭储层、难采储层，欠平衡钻井技术以其独特的优势一举解决了上述地质和工程两大难题，成为各大钻井公司的“新宠”。本文分析了钻井技术的研究现状及发展趋势，望大家参考。
关键词：欠平衡钻井技术 研究现状 趋势
随着全球石油工业的飞速发展，陆上石油钻采面临的压力不断攀升：一方面，油气供求关系日趋紧张；另一方面，随着多年来的勘探开发，大部分油田储层已进入低压、低渗储层、衰竭储层、难采储层，就国内而言，难动用的储量就高达60多亿吨。与此同时，各油田钻井过程中处理井漏、井斜、卡钻、出水、井壁坍塌等井下复杂情况不但占去大量钻井时间，而且成为钻井成本居高不下的主要因素。也因处理上述复杂情况导致钻井速度慢、周期长、成本高，对勘探开发造成严重的瓶颈制约。欠平衡钻井技术以其独特的优势一举解决了上述地质和工程两大难题，成为各大钻井公司的“新宠”。本文分析了钻井技术的研究现状及发展趋势，望大家参考。
一、欠平衡钻井技术的研究现状
1、国际欠平衡钻井技术的研究现状
欠平衡钻井技术是继水平井技术之后的另一大发展方向，加上不断完善的配套设备和技术：井口旋转控制系统、高压注气系统、地面分离系统、监测仪表系统、支持软件系统，使得欠平衡技术在美国、加拿大、欧洲被广泛采用，从而在世界范围内形成一股欠平衡钻井热潮，并以充气液和低密度钻井液的欠平衡水平井为主要形式，尤其以美国和加拿大两国最为突出。在国外，该项技术已经成为一种成熟的钻井工艺。
（1）控压钻井. 英国Deutag Northland（Deutag北部欠平衡钻井服务公司）研究出一种新的动态井控技术，其方法是在已下套管的井段下入一尾管并通到井口，这样就给钻井液增加了另一条循环通道，在钻进中，钻井液可以通过钻杆进行循环，还可通过调节尾管～套管这第二环空的注入量达到井下压力控制的目的。该方法的优越性是利用了欠平衡钻井的地面设备，而且对地层压力无要求。该技术满足了在不需要较高的井口压力或改变钻井液密度的情况下达到迅速和精确控制井下压力的需求。
（2）微泡型钻井液
美国Acti Systems公司研制成一种适用于欠平衡钻井的微泡钻井液，这种钻井液体
系在不注入空气和天然气的情况下可产生均匀、非聚集和可再循环的微气泡，因此，它
能产生比水低的密度。首次应用微泡泥浆是在得克萨斯西部的Fusselman油田侧钻一口
水平井，在造斜段钻遇大的裂缝（钻头放空0.3m）并发生了漏失时，换用了黄原胶体系，
当钻头接近井底时，产生了微泡，当微泡喷出钻头后，泵压开始增加，说明钻井液没有
漏入裂缝，并有返出，并逐步恢复钻进。
2、国内欠平衡钻井技术的研究现状
国内欠平衡技术起步较晚，发展很快。但在欠平衡钻井方式、欠平衡完井技术、欠平衡钻井相关软件、欠平衡钻井装备及配套工具等方面还落后于国外。进入90年代以后，我国部分油田从国外引进欠平衡钻井设备，开始了欠平衡钻井的试验，该技术在国内得到迅速发展。自1996年我国首次引进美国Williams高压旋转头并成功地完成JFl28水平井的欠平衡钻井以来，至今全国已经引进高压旋转头25套，并取得了明显的效果。1999年大港油田应用欠平衡钻井技术发现了千米桥亿吨级油气田。
总体来说，国内实现欠平衡钻井所需的关键设备还是主要依靠进口，但我国自己的欠平衡钻井装备与技术也有所发展，四川石油管理局为提高欠平衡钻井装备性能和满足欠平衡钻井技术发展的要求，开展了10.5MPa和17.5MPa旋转控制头、ZQF.1400/1.5钻井液气分离器、真除气器、600kN不压井起下井内管串的配套装备、欠平衡钻井数据自动采集系统、大通径节流管汇、欠平衡取芯工具、不压井测井专用工具、油管单向定压阀和旋转控制头的胶芯等欠平衡钻井装备的攻关，推动了国内欠平衡钻井技术和装备的发展，实现了我国从单一欠平衡钻进技术到不压井起下钻、欠平衡取芯、不压井测井和欠平衡完井等现代欠平衡钻井配套技术的发展。
计算软件方面由中国石油大学（华东）石油工程学院孙宝江教授主持完成的“欠平衡钻井多相流动水力参数设计和计算软件系统”，建立了一套比较系统、科学的充气欠平衡钻井、泡沫欠平衡钻井、气体欠平衡钻井多相流流动的计算模型。适用于常规钻井液、泡沫钻井液、充气钻井液和气体钻井液4种欠平衡钻井方式，可用于直井和定向井欠平衡多相流动水力设计和计算。该软件经过大港等5个油田13口井的数据验证，满足了工程需要，取得了显著的经济效益。该系统实用性强，达到了国际先进水平。
国内欠平衡井数方面：从2000到2007年中石油共完成欠平衡井369口、气体钻井94口，国内各油气田2007年完成欠平衡钻井155口，其中气体钻井39口，全过程欠平衡24口，欠平衡水平井10口。2008年度股份公司各油气田气体、欠平衡钻井数量达到210口以上，发展速度迅猛。效果十分明显。
二、欠平衡钻井技术的发展趋势
在未来钻井技术发展中，欠平衡钻井技术将同水平井、分支井、连续管钻井一样，成为一种趋势，而他们之间的结合应用是经济有效开发新老油藏的发展方向。欠平衡技术加水平井、导向钻井，用于提高勘探成功率；欠平衡技术加水平井、分支井、超长水平井，用于提高开发效益；欠平衡技术与连续软管钻机、老井加深、老井侧钻、小井眼钻井技术，用于老油气田改造挖潜；欠平衡技术加超长水平井、分支水平井，用于低渗、强水敏油气田增产改造，部分代替水力压裂。钻井技术和井控技术的进步已经使欠平衡钻井技术成为开采油气的一种既安全又经济的手段，尤其是针对油气田开发后期的低压低渗油藏。
欠平衡钻井技术的发展趋势是：
1、全过程欠平衡钻井技术随着欠平衡配套装备的改进将得到广泛应用；
2、控制压力钻井（MPD）技术以其精确控制全井筒环空压力的特点得到迅速发展；
3、欠平衡钻井水力分析模型会更加完善，计算结果将更切合实际；
4、随钻井底压力、地层压力测量技术将迅速发展；
5、与套管钻井相结合的欠平衡钻井技术将日臻完善；
6、空气钻井、泡沫钻井、雾化钻井等技术将广泛推广和应用。
欠平衡钻井技术对于发现低孔低渗储层油气、保护油气层、提高钻井速度具有重要
意义，将广泛用于低压低渗油田和老油田。
三、结论
总之，分析欠平衡钻井技术的研究现状，利于找到我国和世界上的差距，在技术上搞创新，寻求技术上的突破，助推我国石油钻井技术的发展。
参考文献
[1]周英操，王广新，唐丽华，刘武斌，翟洪军，刘永贵. 欠平衡技术在汪深1井中的应用[J]. 钻采工艺. 2005（05）
[2]刘维钦，陈平，杨芮珍，邓元洲. 浅谈欠平衡钻井过程中的油气层损害与保护[J]. 西部探矿工程. 2006（07）
[3]丁振龙，刘绘新，宋建雪，梁益，熊玉霞. 平衡钻井井底压力自动控制技术研究[J]. 天然气工业. 2007（07）
[4]朱忠喜，李军，刘颖彪，雷万能，蒋记伟. 欠平衡钻井可行性论证与设计[J]. 钻采工艺. 2010（06）
供求关系日趋紧张；另一方面，随着多年来的勘探开发，大部分油田储层已进入低压、低渗储层、衰竭储层、难采储层，欠平衡钻井技术以其独特的优势一举解决了上述地质和工程两大难题，成为各大钻井公司的“新宠”。本文分析了钻井技术的研究现状及发展趋势，望大家参考。
关键词：欠平衡钻井技术 研究现状 趋势
随着全球石油工业的飞速发展，陆上石油钻采面临的压力不断攀升：一方面，油气供求关系日趋紧张；另一方面，随着多年来的勘探开发，大部分油田储层已进入低压、低渗储层、衰竭储层、难采储层，就国内而言，难动用的储量就高达60多亿吨。与此同时，各油田钻井过程中处理井漏、井斜、卡钻、出水、井壁坍塌等井下复杂情况不但占去大量钻井时间，而且成为钻井成本居高不下的主要因素。也因处理上述复杂情况导致钻井速度慢、周期长、成本高，对勘探开发造成严重的瓶颈制约。欠平衡钻井技术以其独特的优势一举解决了上述地质和工程两大难题，成为各大钻井公司的“新宠”。本文分析了钻井技术的研究现状及发展趋势，望大家参考。
一、欠平衡钻井技术的研究现状
1、国际欠平衡钻井技术的研究现状
欠平衡钻井技术是继水平井技术之后的另一大发展方向，加上不断完善的配套设备和技术：井口旋转控制系统、高压注气系统、地面分离系统、监测仪表系统、支持软件系统，使得欠平衡技术在美国、加拿大、欧洲被广泛采用，从而在世界范围内形成一股欠平衡钻井热潮，并以充气液和低密度钻井液的欠平衡水平井为主要形式，尤其以美国和加拿大两国最为突出。在国外，该项技术已经成为一种成熟的钻井工艺。
（1）控压钻井. 英国Deutag Northland（Deutag北部欠平衡钻井服务公司）研究出一种新的动态井控技术，其方法是在已下套管的井段下入一尾管并通到井口，这样就给钻井液增加了另一条循环通道，在钻进中，钻井液可以通过钻杆进行循环，还可通过调节尾管～套管这第二环空的注入量达到井下压力控制的目的。该方法的优越性是利用了欠平衡钻井的地面设备，而且对地层压力无要求。该技术满足了在不需要较高的井口压力或改变钻井液密度的情况下达到迅速和精确控制井下压力的需求。
（2）微泡型钻井液
美国Acti Systems公司研制成一种适用于欠平衡钻井的微泡钻井液，这种钻井液体
系在不注入空气和天然气的情况下可产生均匀、非聚集和可再循环的微气泡，因此，它
能产生比水低的密度。首次应用微泡泥浆是在得克萨斯西部的Fusselman油田侧钻一口
水平井，在造斜段钻遇大的裂缝（钻头放空0.3m）并发生了漏失时，换用了黄原胶体系，
当钻头接近井底时，产生了微泡，当微泡喷出钻头后，泵压开始增加，说明钻井液没有
漏入裂缝，并有返出，并逐步恢复钻进。
2、国内欠平衡钻井技术的研究现状
国内欠平衡技术起步较晚，发展很快。但在欠平衡钻井方式、欠平衡完井技术、欠平衡钻井相关软件、欠平衡钻井装备及配套工具等方面还落后于国外。进入90年代以后，我国部分油田从国外引进欠平衡钻井设备，开始了欠平衡钻井的试验，该技术在国内得到迅速发展。自1996年我国首次引进美国Williams高压旋转头并成功地完成JFl28水平井的欠平衡钻井以来，至今全国已经引进高压旋转头25套，并取得了明显的效果。1999年大港油田应用欠平衡钻井技术发现了千米桥亿吨级油气田。
总体来说，国内实现欠平衡钻井所需的关键设备还是主要依靠进口，但我国自己的欠平衡钻井装备与技术也有所发展，四川石油管理局为提高欠平衡钻井装备性能和满足欠平衡钻井技术发展的要求，开展了10.5MPa和17.5MPa旋转控制头、ZQF.1400/1.5钻井液气分离器、真除气器、600kN不压井起下井内管串的配套装备、欠平衡钻井数据自动采集系统、大通径节流管汇、欠平衡取芯工具、不压井测井专用工具、油管单向定压阀和旋转控制头的胶芯等欠平衡钻井装备的攻关，推动了国内欠平衡钻井技术和装备的发展，实现了我国从单一欠平衡钻进技术到不压井起下钻、欠平衡取芯、不压井测井和欠平衡完井等现代欠平衡钻井配套技术的发展。
计算软件方面由中国石油大学（华东）石油工程学院孙宝江教授主持完成的“欠平衡钻井多相流动水力参数设计和计算软件系统”，建立了一套比较系统、科学的充气欠平衡钻井、泡沫欠平衡钻井、气体欠平衡钻井多相流流动的计算模型。适用于常规钻井液、泡沫钻井液、充气钻井液和气体钻井液4种欠平衡钻井方式，可用于直井和定向井欠平衡多相流动水力设计和计算。该软件经过大港等5个油田13口井的数据验证，满足了工程需要，取得了显著的经济效益。该系统实用性强，达到了国际先进水平。
国内欠平衡井数方面：从2000到2007年中石油共完成欠平衡井369口、气体钻井94口，国内各油气田2007年完成欠平衡钻井155口，其中气体钻井39口，全过程欠平衡24口，欠平衡水平井10口。2008年度股份公司各油气田气体、欠平衡钻井数量达到210口以上，发展速度迅猛。效果十分明显。
二、欠平衡钻井技术的发展趋势
在未来钻井技术发展中，欠平衡钻井技术将同水平井、分支井、连续管钻井一样，成为一种趋势，而他们之间的结合应用是经济有效开发新老油藏的发展方向。欠平衡技术加水平井、导向钻井，用于提高勘探成功率；欠平衡技术加水平井、分支井、超长水平井，用于提高开发效益；欠平衡技术与连续软管钻机、老井加深、老井侧钻、小井眼钻井技术，用于老油气田改造挖潜；欠平衡技术加超长水平井、分支水平井，用于低渗、强水敏油气田增产改造，部分代替水力压裂。钻井技术和井控技术的进步已经使欠平衡钻井技术成为开采油气的一种既安全又经济的手段，尤其是针对油气田开发后期的低压低渗油藏。
欠平衡钻井技术的发展趋势是：
1、全过程欠平衡钻井技术随着欠平衡配套装备的改进将得到广泛应用；
2、控制压力钻井（MPD）技术以其精确控制全井筒环空压力的特点得到迅速发展；
3、欠平衡钻井水力分析模型会更加完善，计算结果将更切合实际；
4、随钻井底压力、地层压力测量技术将迅速发展；
5、与套管钻井相结合的欠平衡钻井技术将日臻完善；
6、空气钻井、泡沫钻井、雾化钻井等技术将广泛推广和应用。
欠平衡钻井技术对于发现低孔低渗储层油气、保护油气层、提高钻井速度具有重要
意义，将广泛用于低压低渗油田和老油田。
三、结论
总之，分析欠平衡钻井技术的研究现状，利于找到我国和世界上的差距，在技术上搞创新，寻求技术上的突破，助推我国石油钻井技术的发展。
参考文献
[1]周英操，王广新，唐丽华，刘武斌，翟洪军，刘永贵. 欠平衡技术在汪深1井中的应用[J]. 钻采工艺. 2005（05）
[2]刘维钦，陈平，杨芮珍，邓元洲. 浅谈欠平衡钻井过程中的油气层损害与保护[J]. 西部探矿工程. 2006（07）
[3]丁振龙，刘绘新，宋建雪，梁益，熊玉霞. 平衡钻井井底压力自动控制技术研究[J]. 天然气工业. 2007（07）
[4]朱忠喜，李军，刘颖彪，雷万能，蒋记伟. 欠平衡钻井可行性论证与设计[J]. 钻采工艺. 2010（06）