欠平衡钻井过程中的风险分析及对策研(3)

⑤ 经济上的考虑

虽然许多井可以采用欠平衡钻井，但是出于经济上的考虑，绝大多数这样的井还是不采用这项技术。主要考虑的因素就是提高钻速和油井产量带来的效益与处理这些水和油气所消耗的费用的对比情况。在许多地区，环境保护的要求很严格，水处理的费用很高。提高钻速带来的效益不能弥补处理这些液体所消耗的费用。欠平衡钻井带来的效益不是总能补偿钻井费用，特别是那些采用欠平衡钻井后仍旧需要水力压裂的井。另外，当设计欠平衡钻井项目时还要考虑设备的能力和后勤保障问题。

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1.3欠平衡钻井技术现状及发展

1.3.1.国外主要钻井技术发展应用情况

欠平衡钻井作业的关键技术包括产生和保持欠平衡条件(有自然和人工诱导两种基本方法)、井控技术、产出流体的地面处理和电磁随钻测量技术等。到2006年，欠平衡钻井技术的进展主要集中在井控、钻井液、程序设计、特殊工具等方面。国外已经能成熟运用新一代欠平衡钻井技术，即在钻进、接单根、换钻头、起下钻等全部作业过程中始终保持井下循环系统中流体的静水压力小于目标油气层压力，同时欠平衡钻井技术也越来越多地与水平井多分支井及小井眼钻井技术相结合，有效开发了一些新老油田，其应用范围日益广泛，美国已将其列为21世纪急需的钻井技术。

国外已经实现了全过程的欠平衡钻井、完井。欠平衡钻井技术发展有如下几个关键方向：钻井模型分析；更有效的钻井液；更有效的井底导向系统与马达；有利于新的钻井液的井控与地面分离系统；集成化趋势。未来欠平衡钻井技术将进一步朝安全、简便和适用的方向发展。这项技术对于保护油层和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。

1.3.2中国主要钻井技术发展应用情况

中国欠平衡钻井技术自进入21世纪以来发展较快。到2006年末，已采用该项技术完成60余口井，所用设备主要以引进为主。新疆、中原、大港、胜利等油田引进了一批设备，钻成了一批欠平衡井，具有了一定的经验。“九五”期间大港油田针对前第三系深层勘探进行了欠平衡钻井完井技术综合研究，在千米桥潜山和乌马营潜山采用低密度无固相钻

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井液体系实施了欠平衡钻井工艺技术，完井采用射孔完成，成功的发现了千米桥潜山亿吨级的凝析油气田，揭示了乌马营潜山储油气藏特征。截止到2006年，大港油田已经先后引进了三套主要欠平衡装置，成立了专业化技术服务队伍，从设备和经验上都具有了很好的基础。在以液体为介质进行欠平衡钻井施工上，从设计及施工人员的水平、欠平衡装备、现场施工中井口回压控制等技术上都取得了一定的成功经验，在中国国内产生了良好的影响。

随着中国欠平衡技术认识的不断加深，该技术开始逐渐被应用于老油田的开发，今后欠平衡技术在中国的应用范围将逐渐扩大，设备配套国产化的进程将逐渐加快，实现全过程欠平衡将成为今后中国各油田发展的目标。

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第2章 欠平衡钻井主要风险及原因分析

2.1井喷事故后果介绍

井喷，是一种地层中流体喷出地面或流入井内其他地层的现象，大多发生在开采石油天然气的现场。引起井喷的原因有多种：地层压力掌握不准、泥浆密度偏低、井内泥浆液柱高度降低；起钻抽吸，以及其他不当措施等。井喷有的是正常现象，但出现井喷事故，天然气喷出后与空气摩擦，容易发生燃烧，因此非常危险。常见的抢险方法是将密度大的重晶石粉灌到井里，以增加压力，止住井喷继续发生。

井喷是石油或石油气开采中非常忌讳的意外事故，钻井时要把泥浆注入井管来平衡地下地层对油气的压力。但是当勘测时对地下压力测试不准或注入的泥浆密度太低或出现地层压力突然变大等情况时，井管中的油或气喷出地面或流入井内的其他地层就发生了井喷，井喷往往伴随着有毒气体的着火，造成对环境和人较大的危害。井喷发生后对其控制的方法叫压井，压井主要有司钻压井法和工程师压井法，司钻压井法是先把井里的气或油排出来，再用重泥浆替换原来太轻的泥浆，这种方法需要时间较长，在加重设备不足的时候时常使用。工程师压井法是在计算好需要泥浆的量以后一次性打入井管的方法，这种方法较快，但物资上必须有保证。

2.2 欠平衡钻井井喷事故原因分析

2.2.1 钻井液的选择失当

（1）钻井液选择主要依据及影响因素

① 钻井液与地层流体的相容性

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在欠平衡钻井中，如实现了真正的欠平衡，地层流体中的油水气就会进入井眼，同循环的钻井液接触，可能出现生成高粘度乳状液、润湿反转、结垢和沉淀物以及注入介质的氧化作用问题。

1）地层产出水和循环油紊流混合，形成极稠的稳定乳状液，增加了泵压，导致欠平衡状态破坏，且气体难以分离。另外高黏也破坏了环空流体的紊流状态。

2）在大多数欠平衡钻井作业中，一般使用表面活性剂来抑制稳定乳状液的形成。对油基钻井液体系，如果表面活性剂搭配不当，可能导致钻屑分离不良，钻屑成团或卡钻。而且含有表面活性剂的钻井液漏失到地层，易引起地层的润湿性转变为亲油性。

3）不相容的地层产出水和水基钻井液滤液混合，生成结垢和混合物。如果注入气中含有二氧化碳，二氧化碳溶解在产出油和循环油中，在很高的井底循环压力下就可能产生沥青，出现结垢和沉淀物。

4）欠平衡钻井作业中，如果使用空气、隔膜产生的氮气或柴油机烟道气作为注入气，也可能发生氧化反应。在高温下钻井液与氧接触，也会产生沥青和高粘性的污泥。如含氧量超过5%，就可能发生井下或地面着火，甚至爆炸。

② 地层产出流体对钻井液的稀释

在任何欠平衡钻井作业中，循环流体会被地层产出的混相流体迅速稀释，即便使用闪点调控的很好的油基钻井液系也可能受到污染。多数泡沫钻井液体系与油和地层盐水接触后会迅速稀释，并产生不良反应。应测量储层中产出的原油苯胺点和浊点，以确定产出油是否会影响到钻井液的重复使用。另外还要确定产出液与温度较低的循环钻井液接触时，石蜡不会结晶析出。

③ 钻井液的粘度

在人工诱导的欠平衡钻井作业中，一般不考虑使用高粘度的钻井液，

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这是因为高粘度的钻井液难以维持充分清洁井眼所需要的紊流，而且难以控制固相和分离气体。另外泵送高粘度钻井液产生的高摩擦压力也可能导致钻头处欠平衡状态的丧失。

（2）欠平衡钻井液的关键技术

欠平衡钻井液的技术关键在于基液的选择，而基液的选择应综合考虑储层、流体、作业和经济因素。

油藏压力。油藏压力越低，钻井液液柱压力越低，欠平衡钻井液选择的种类越有限。对大位移水平井和深直井，由于摩擦压力降很大，不宜使用泡沫或粘性更大的基液；对于严重衰竭的地层，则应选择泡沫、气体或雾钻井液。

钻井液、产出储层流体、注入气、产出气的相容性以及安全问题。 钻井液和储层岩石的相容性。欠平衡压力状态万一丧失，钻井液就会在过平衡压力下侵入地层。

储层润湿性。通常推荐非润湿性基液，作为一种最大限度的减少钻井液自发吸入地层的方法。另外，选择精确的循环模式对注气钻井液非常重要，这是保证欠平衡钻进的关键。合适的循环模式必须根据钻井液流变性、环空形状、深度、井眼方位和井下条件等 …… 此处隐藏：2153字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……