欠平衡钻井技术破解钻井棘手难题
发布时间：2008-04-13
欠平衡钻井技术和控制压力钻井技术的问世，部分解决了一些难钻井的问题。通过欠平衡、近平衡和控制压力钻井技术已经解决了诸如钻穿复杂层等棘手的钻井问题。
各种形式的欠平衡钻井技术已有２０年的使用历史。而从１９８９年就已逐步开始用欠平衡钻井方法钻油层。与常规钻井和完井技术相比，欠平衡钻井的主要优点是对油层表皮的损害小。欠平衡钻井并不适用于钻所有的储层，但是在枯竭油层钻加密井对产量的影响很小或没有影响；在高渗地层和裂缝性地层采用欠平衡钻井，可以限制钻井液侵入地层，防止渗透率下降；在硬地层采用欠平衡钻井可以大幅度提高机械钻速。
威德福公司认为欠平衡钻井系统的关键设备是：旋转头、欠平衡钻井的节流管汇、井下分流阀和带有防回流阀的钻柱。
为了设计和钻出产量最高的油井，需要对钻井队操作人员和技术专家进行分析和测验。在分析和设计时要特别注意下列问题：油井的产层在哪里；如何以最佳方式钻入产层以提高油井的产量；在建井过程中可能发生哪些事故，怎样解决这些问题；怎样才可以减少钻井事故；怎样预测次要的事故和油井的长期产能。
在某些地层，钻井液液柱压力不能达到地层支撑的压力，是发生地层失稳和井壁坍塌的主要原因。为此在欠平衡钻井过程中普遍遇到地层坍塌问题。在易坍塌页岩地层中有几种补救措施可以解决该问题。这些措施是使用控制压力钻井、实体膨胀管以及使用套管或尾管钻井技术。有时即使是使用了控制压力钻井，但处理易坍塌地层仍然是很棘手的问题。可以采用下常规衬管的方式来解决这一问题，但下衬管很困难，因坍塌页岩填埋井眼使衬管无法下到井底，而且要损失井眼尺寸。在这些井中使用过实体膨胀管，但因下部扩眼器需要的起下钻次数多而耗时较长，而且增加了卡井底钻具组合的风险。
使用套管钻井解决这种问题是很成功的，并能保证套管或衬管顺利下到井底。
欠平衡钻井系统使用６１／８英寸钻头和定向井下钻具组合，钻具组合穿过井下分流阀，然后以造斜的方式钻水平段。在钻进期间若要更换钻头和钻井马达，须取出井底钻具组合。
导向系统中的随钻压力传感器和自然伽马传感器除能输出工具面、井斜角和方位的读值外，还能维持适当的欠平衡压力和钻具的位置。在钻前和钻井作业期间，多相流模式保证钻井液以理想当量循环密度和充足的排量循环。钻井液的密度可通过氮的注入量来调节。
在直井或水平井中，膨胀防砂网是防砂和提高油井产能的有效手段。膨胀防砂网能保证地层的表皮系数和不损害地层。在欠平衡井中使用膨胀防砂网还能保持产层段的井径较大，而且降低了膨胀防砂网与井壁之间的间隙。井下分流阀保证了膨胀防砂网的安装。