欠平衡钻井技术全套.docx
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1、欠平衡钻井技术一.欠平衡钻井的类型欠平衡钻井分为两种类型,即流钻和人工诱导欠平衡钻井。流钻欠平衡钻井,就是用合适密度的钻井液(包括清水、混油钻井液、原油、柴油、添加空心固体材料钻井液等)进行的欠平衡钻井;而人工诱导欠平衡钻井,就是用充气钻井液、泡沫、雾、气体作为循环介质进行的欠平衡钻井。一般而言,当地层压力当量密度大于或等于LlOg/cm3时,用流钻欠平衡钻井,否则可用人工诱导欠平衡钻井。这两类方法不是绝对的,实际应用时应根据具体情况进行选择。经过几十年的发展,目前已经发展了空气钻井、氮气钻井、天然气钻井、雾化钻井、泡沫钻井、充气钻井液钻井、边喷边钻等多种欠平衡钻井技术。1.气体钻井技术气体钻
2、井技术是指采用空气、天然气、废气和氮气钻井,密度适用范围为00.02gCm3。采用空气欠平衡钻井可较大地节约钻井材料费用。采用氮气钻井,主要优点是氮气和烧气的混合物不易燃烧,可消除井下着火的可能性。采用天然气钻井,天然气排放到大气时,会形成易燃的混合物,存在着火的潜在危险,对大气也有污染。2 .雾化钻井技术雾化钻井技术的密度适用范围为0.0020.040gcm3,气体体积为混合物体积的96.0%99.9%。在空气钻井过程中,如出现少量的地层水,通常做法是将空气钻井转变成雾化钻井。雾化钻井的具体做法是,在压缩的空气流未注入钻柱之前,向其注入少量的含有起泡剂的水。注入的这种液体与地层产出的水就会分
3、散成不连续的液滴。3 .泡沫钻井技术泡沫钻井技术的密度适用范围为0.040.60gcm3,井口加回压时可达到0.8gcm3以上,气体体积为混合物体积的55%96%泡沫用作钻井的循环流体,它具有静液柱压力低、漏失量小、携屑能力强、对油气层损害小等特点,适用于低压、易漏、水敏性地层。欠平衡泡沫钻井技术是应用较为广泛的一项钻井技术。4 .充气钻井液钻井技术充气钻井液钻井技术包括通过钻杆和井下注气两种方式。井下注气是通过寄生管、同心管在钻进的同时向钻井液中连续注气。其密度适用范围为0.70.9gcm3或更高,气体体积低于混合物体积的55%。充气钻井液的连续相通常为未稠化的液体,如水、盐水、柴油或原油等
4、,气相为氮气、空气或其他气体。充气钻井液一般不含有表面活性剂,在井下具有较高的液体体积分数。5 .高压地层的欠平衡钻井技术随着欠平衡钻井技术的进一步发展及能承受高压的旋转防喷器引入油田,发展了使用液体钻井液对高压地层进行欠平衡钻井技术,这种技术国外称为FlowDrilling(国内译为“边喷边钻”)。欠平衡钻井作业的关键技术包括产生和保持欠平衡条件、井控技术、产出流体的地面处理和电磁随钻测量技术等。近年来,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
5、力小于目标油气层压力。欠平衡连续油管钻井技术与常规钻井技术相比,具有钻井效率高,在整个作业过程中因不连接钻杆,可始终保持负压条件,能有效地减少地层损害和钻井安全可靠等优点,适合其他欠平衡钻井方法不适合的高压和含H2S地层的钻井。同时,欠平衡钻井技术也越来越多地与水平井、开窗侧钻、多分支井及小井眼钻井技术相结合,有效地开发了一些新老油田,其应用范围日益广泛。欠平衡完井是欠平衡钻井的延伸,如欠平衡钻井后不能进行欠平衡完井,那么就不能充分发挥欠平衡钻井发现和保护油气层的优势。二.欠平衡钻井的必备条件1.准确掌握地层压力欠平衡钻井必须首先准确掌握所钻地层的三个压力系数(破裂、孔隙、坍塌)。只有准确掌握
6、地层压力系数,特别是地层孔隙压力,才能有效确定井身结构、钻井流体密度、欠压值、所采用的井口装置及钻井施工措施,否则易使欠平衡钻井达不到预期目的。2 .所钻井或井段井壁稳定、储层适合欠平衡钻井经验认为,实施欠平衡井段以上地层应是稳定的,或对不稳定井段下入技术套管加以封隔。同时要掌握欠平衡井段层位的物化性能,判定是否可进行欠平衡钻井。3 .配备相应的地面装备除具有常规钻井井口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防喷器、液动闸阀及液气分离器、油水分离器、真空除气器、燃烧管线及火炬、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、流量计等。当地层压力系数较小时
7、,要实现欠平衡钻井还应另配充气(或雾化、泡沫、氮气)装置。在条件允许的情况下,应配备强行起下管串设备,以满足低压低渗产层欠平衡钻井作业不压井强行起下管柱的需要。4 .配备相应的监测仪器该种钻井需配备地质录井仪、套压表、立管压力表、环空压力测试仪、二氧化碳、硫化氢、天然气报警仪、天然气流量计等仪器仪表。5 .制定一套安全操作规程和因地制宜的施工措施该种钻井需制定行之有效的工艺技术措施、应急措施、井控操作规程和HSE规定等。6 .配齐训练有素的技术人员和熟练的操作人员在欠平衡井场,要求指令下达果断、准确和及时,人员操作熟练、持证上岗、态度端正、工作细致,组织分工明确、管理严格。三.欠平衡钻井工艺技
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