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摘 要：随着欠平衡钻井技术在陆地钻井的推广和应用，海上欠平衡钻井也得到了一定程度的发展。虽然欠平衡钻井有成功有失败，但其发展是不可阻挡的趋势。我国应抓住其发展机遇，积极运用此技术优势为新世纪油气勘探创造更大效益。
关键词：海上 欠平衡 钻井 优点 限制条件
近几年来，国际石油市场竞争日益激烈，于是为了迎合市场需要，国内外石油公司不断进行石油勘探技术创新，开拓了一系列钻井新技术，比如垂直钻井、套管钻井、实体膨胀管技术、欠平衡钻井技术等，从而提高了钻井技术及钻井综合效益。其中，欠平衡钻井是一项新的钻井技术，并于21世纪在海上得到了广泛应用，但它的使用需要具备一定的条件和技术，同时也要客观认识到此技术的优点及限制条件，应用其优点为我国石油开发服务，同时克服其缺点从而改进此技术。
一、欠平衡技术概述
欠平衡钻井这一新技术始于20世纪50年代的美国，但由于当时技术和设备的限制，此技术没有得到很好地传播；到80年代后期发展起来，90年代得到推广和应用。据不完全统计，目前，全世界欠平衡钻井的总数已达到1万多口，美国和加拿大的陆上油田大约三分之一的钻井是应用欠平衡技术完成的。与世界同步，在我国，20世纪50年代开始运用欠平衡钻井技术，但最终因为设备能力不足等问题而放弃。进入80年代以来，我国陆地油田陆续推广欠平衡技术，目前新疆、大港、胜利等油田都有专门从事欠平衡钻井作业的服务公司，并逐渐取得了显著的经济效益。但是，海上欠平衡钻井由于作业环境比较特殊，起步较晚。从2000年起，海上欠平衡钻井在亚太地区得到了快速发展。
海上勘探石油由来已久，但把欠平衡钻井技术应用于海上勘探在本世纪才推广开来。什么是欠平衡钻井呢？在钻井过程中，利用自然条件或采取人工方法，在可以控制的条件下，使井筒内钻井液液柱压力低于所钻地层的压力，从而在井筒内形成负压，通过这一方式形成的钻井叫欠平衡钻井。采用人工方法在井筒内形成负压，主要是因为地层压力较低，采用常规钻井液无法形成负压，需要向钻井液中冲入使钻井液密度降低的外加剂。采用人工方式进行欠平衡钻井，需要在钻井液中加入减轻剂和使用减轻剂制备与冲入设备，以及对返出钻井液进行处理的外围设备，因而钻井成本较高。而利用自然条件，是指地层压力较高，采用常规钻井液就能够在井筒内形成负压。采用这种方式进行欠平衡钻井，不需要向钻井液中加入使密度降低的外加剂，也不需要向钻井液中冲入外加剂的辅助设备及其它外围辅助设备，因而钻井成本也较低。国内大多数油田都有利用自然条件进行欠平衡钻井的区块，减少了石油勘探的成本。欠平衡钻井技术是一项保护油气层的钻井新技术，它开辟了保护油气层的最佳途径，改变了用钻井液液柱压力来平衡地层压力的常规钻井方法，在提高勘探成功率和增加产量方面具有常规钻井不可比拟的优越性。所以说，欠平衡钻井以超越常规钻井方法的技术同时降低了石油勘探成本而具有极大的优越性，在现代社会石油勘探中得到了广泛应用。海上欠平衡钻井由于特殊的作业环境，起步较晚，但随着一些关键设备与工具的开发与应用，欠平衡钻井在海上推广应用的障碍正在逐步减少，拥有非常广阔的前景。
二、海上欠平衡钻井的必备条件
欠平衡钻井能超越常规钻井的局限性，提高石油勘探的效率，但是此种钻井的形成也需要有一些条件，海上欠平衡钻井也需要具备这些基础与技术条件。首先是一些基础条件的要求，比如井眼和地面装备条件。欠平衡钻井井段应该是在地层压力清楚、压力系数单一、不会坍塌的稳定的地层中进行，其套管应该下在这一井段的顶部。以下情况不能进行欠平衡钻井作业：探井（即夜猫子井）；井壁不稳定；地层孔隙压力不清；流体中含H2S；地层压力高、裂缝性、产量大、风险大的井；同一裸眼压力系数差别太大的井。同时地面装备也需要一定的条件。除具有常规钻井井控装置和节流管汇外，井口还应增加一个相应尺寸的单闸板防喷器和旋转控制头（旋转防喷器）、液体闸阀及四相分离器、真空除气器，防喷火炬管及火炬、安全可靠的点火系统，防回火装置、循环系统的各种电器防爆装置、流量计、六方（三方）钻杆和18度斜坡钻杆。当地层压力系数小于1.10时，要实现欠平衡钻井还应另配充气（或雾化、泡沫、氮气）装置。
其次，欠平衡钻井对技术条件也有很大要求。欠平衡钻井技术是一项复杂技术，该技术钻井液材料消耗量大，又有很大风险，涉及多项不确定因素。因此，应在钻井作业之前、之中和之后必须进行综合工程评价，确保获得最大效益。对任何一口进行欠平衡钻井作业的井都应要求地质、油藏、钻井、采油（气）和服务公司等專业人员组成多学科小组协同工作。首先要搞好欠平衡井眼设计，并有专人组织、协调现场施工，以确保作业顺利进行，努力提高作业成功率。其关键技术应包括：按照欠平衡钻井的基本条件，搞好欠平衡钻井设计。欠平衡条件的产生，根据地层压力确定是自然法产生还是人工诱导，从而做出不同的选择作业等。
三、海上欠平衡钻井优点及其限制条件
根据欠平衡钻井含义，欠平衡钻井中井筒液柱压力始终小于所钻地层孔隙压力，这样可提高机械钻速从而延长钻头寿命；另外，还能减少或消除漏失和压差卡钻，从而能够极大提高钻井效率、降低钻井直接成本；最终，钻井服务公司可获得直接效益，这也是钻井服务公司为什么要积极推广和采用这项技术的根本原因。换一个角度，从油公司的利益来讲，欠平衡钻井与常规钻井相比，能减轻或消除钻井液直接对地层的侵入伤害。这是因为，在欠平衡钻井中，地层流体流入井筒而不是钻井液流入地层，从而可大大提高产层的初期产量；同时，还可延长有效储层的开采期和发现新的产层；因此，油公司也积极主动推广采用这项技术。从另一个角度来看，近年来，由于水平井的数量急剧增加，水平井在产层中钻进时间长，产层与钻井液接触面积成倍增加，造成无法有效保护产层。而欠平衡钻井用于水平井的钻井中，能有效保护产层。这些都成为欠平衡钻井包括海上欠平衡钻井相较于常规钻井的优点。但是，海上欠平衡钻井由于平台环境的特殊性，需要考虑的因素大大增多，对设备和人员的要求也更高，具体应该考虑的重要因素包括平台甲板空间、安全与环保、组织管理模式等。
总之，欠平衡钻井技术在近十年间已经得到了迅速的推广和应用，尤其是在陆地。但是，并不是所有的欠平衡钻井都得到了预期效果，有些甚至是失败的。这就要求我们善于分析失败的原因，总结经验教训，以使海上欠平衡技术更好地为新世纪海上油气勘探服务。
参考文献：
[1]四川局到美国和加拿大进行欠平衡钻井技术考察的资料.
[2]1999年全国昆明井控会的资料.
关键词：海上 欠平衡 钻井 优点 限制条件
近几年来，国际石油市场竞争日益激烈，于是为了迎合市场需要，国内外石油公司不断进行石油勘探技术创新，开拓了一系列钻井新技术，比如垂直钻井、套管钻井、实体膨胀管技术、欠平衡钻井技术等，从而提高了钻井技术及钻井综合效益。其中，欠平衡钻井是一项新的钻井技术，并于21世纪在海上得到了广泛应用，但它的使用需要具备一定的条件和技术，同时也要客观认识到此技术的优点及限制条件，应用其优点为我国石油开发服务，同时克服其缺点从而改进此技术。
一、欠平衡技术概述
欠平衡钻井这一新技术始于20世纪50年代的美国，但由于当时技术和设备的限制，此技术没有得到很好地传播；到80年代后期发展起来，90年代得到推广和应用。据不完全统计，目前，全世界欠平衡钻井的总数已达到1万多口，美国和加拿大的陆上油田大约三分之一的钻井是应用欠平衡技术完成的。与世界同步，在我国，20世纪50年代开始运用欠平衡钻井技术，但最终因为设备能力不足等问题而放弃。进入80年代以来，我国陆地油田陆续推广欠平衡技术，目前新疆、大港、胜利等油田都有专门从事欠平衡钻井作业的服务公司，并逐渐取得了显著的经济效益。但是，海上欠平衡钻井由于作业环境比较特殊，起步较晚。从2000年起，海上欠平衡钻井在亚太地区得到了快速发展。
海上勘探石油由来已久，但把欠平衡钻井技术应用于海上勘探在本世纪才推广开来。什么是欠平衡钻井呢？在钻井过程中，利用自然条件或采取人工方法，在可以控制的条件下，使井筒内钻井液液柱压力低于所钻地层的压力，从而在井筒内形成负压，通过这一方式形成的钻井叫欠平衡钻井。采用人工方法在井筒内形成负压，主要是因为地层压力较低，采用常规钻井液无法形成负压，需要向钻井液中冲入使钻井液密度降低的外加剂。采用人工方式进行欠平衡钻井，需要在钻井液中加入减轻剂和使用减轻剂制备与冲入设备，以及对返出钻井液进行处理的外围设备，因而钻井成本较高。而利用自然条件，是指地层压力较高，采用常规钻井液就能够在井筒内形成负压。采用这种方式进行欠平衡钻井，不需要向钻井液中加入使密度降低的外加剂，也不需要向钻井液中冲入外加剂的辅助设备及其它外围辅助设备，因而钻井成本也较低。国内大多数油田都有利用自然条件进行欠平衡钻井的区块，减少了石油勘探的成本。欠平衡钻井技术是一项保护油气层的钻井新技术，它开辟了保护油气层的最佳途径，改变了用钻井液液柱压力来平衡地层压力的常规钻井方法，在提高勘探成功率和增加产量方面具有常规钻井不可比拟的优越性。所以说，欠平衡钻井以超越常规钻井方法的技术同时降低了石油勘探成本而具有极大的优越性，在现代社会石油勘探中得到了广泛应用。海上欠平衡钻井由于特殊的作业环境，起步较晚，但随着一些关键设备与工具的开发与应用，欠平衡钻井在海上推广应用的障碍正在逐步减少，拥有非常广阔的前景。
二、海上欠平衡钻井的必备条件
欠平衡钻井能超越常规钻井的局限性，提高石油勘探的效率，但是此种钻井的形成也需要有一些条件，海上欠平衡钻井也需要具备这些基础与技术条件。首先是一些基础条件的要求，比如井眼和地面装备条件。欠平衡钻井井段应该是在地层压力清楚、压力系数单一、不会坍塌的稳定的地层中进行，其套管应该下在这一井段的顶部。以下情况不能进行欠平衡钻井作业：探井（即夜猫子井）；井壁不稳定；地层孔隙压力不清；流体中含H2S；地层压力高、裂缝性、产量大、风险大的井；同一裸眼压力系数差别太大的井。同时地面装备也需要一定的条件。除具有常规钻井井控装置和节流管汇外，井口还应增加一个相应尺寸的单闸板防喷器和旋转控制头（旋转防喷器）、液体闸阀及四相分离器、真空除气器，防喷火炬管及火炬、安全可靠的点火系统，防回火装置、循环系统的各种电器防爆装置、流量计、六方（三方）钻杆和18度斜坡钻杆。当地层压力系数小于1.10时，要实现欠平衡钻井还应另配充气（或雾化、泡沫、氮气）装置。
其次，欠平衡钻井对技术条件也有很大要求。欠平衡钻井技术是一项复杂技术，该技术钻井液材料消耗量大，又有很大风险，涉及多项不确定因素。因此，应在钻井作业之前、之中和之后必须进行综合工程评价，确保获得最大效益。对任何一口进行欠平衡钻井作业的井都应要求地质、油藏、钻井、采油（气）和服务公司等專业人员组成多学科小组协同工作。首先要搞好欠平衡井眼设计，并有专人组织、协调现场施工，以确保作业顺利进行，努力提高作业成功率。其关键技术应包括：按照欠平衡钻井的基本条件，搞好欠平衡钻井设计。欠平衡条件的产生，根据地层压力确定是自然法产生还是人工诱导，从而做出不同的选择作业等。
三、海上欠平衡钻井优点及其限制条件
根据欠平衡钻井含义，欠平衡钻井中井筒液柱压力始终小于所钻地层孔隙压力，这样可提高机械钻速从而延长钻头寿命；另外，还能减少或消除漏失和压差卡钻，从而能够极大提高钻井效率、降低钻井直接成本；最终，钻井服务公司可获得直接效益，这也是钻井服务公司为什么要积极推广和采用这项技术的根本原因。换一个角度，从油公司的利益来讲，欠平衡钻井与常规钻井相比，能减轻或消除钻井液直接对地层的侵入伤害。这是因为，在欠平衡钻井中，地层流体流入井筒而不是钻井液流入地层，从而可大大提高产层的初期产量；同时，还可延长有效储层的开采期和发现新的产层；因此，油公司也积极主动推广采用这项技术。从另一个角度来看，近年来，由于水平井的数量急剧增加，水平井在产层中钻进时间长，产层与钻井液接触面积成倍增加，造成无法有效保护产层。而欠平衡钻井用于水平井的钻井中，能有效保护产层。这些都成为欠平衡钻井包括海上欠平衡钻井相较于常规钻井的优点。但是，海上欠平衡钻井由于平台环境的特殊性，需要考虑的因素大大增多，对设备和人员的要求也更高，具体应该考虑的重要因素包括平台甲板空间、安全与环保、组织管理模式等。
总之，欠平衡钻井技术在近十年间已经得到了迅速的推广和应用，尤其是在陆地。但是，并不是所有的欠平衡钻井都得到了预期效果，有些甚至是失败的。这就要求我们善于分析失败的原因，总结经验教训，以使海上欠平衡技术更好地为新世纪海上油气勘探服务。
参考文献：
[1]四川局到美国和加拿大进行欠平衡钻井技术考察的资料.
[2]1999年全国昆明井控会的资料.