欠平衡钻井钻井技术现状分析及发展建议.ppt

欠平衡钻井技术现状分析 及发展建议,一、欠平衡钻井技术现状分析 二、欠平衡钻井目前存在的问题和发展建议,汇报内容,欠平衡钻井发展历程,1284 在中国第一次顿钻钻井 1880s 第一次用空压机钻矿井 1920s 第一次用空压机钻油气井 1895 用水进行旋转钻井 1920 第一次用泥浆钻井 1928 第一次使用防喷器 1932 第一次应用充气泥浆钻井 1955 空气钻井开始被广泛应用 1960s 四川油田磨溪构造用清水进行 “边喷边钻” 1970s 第一次应用稳定泡沫钻井 1988 第一次应用欠平衡技术在Austin Chalk钻高压气井 1993 第一次应用连续管钻欠平衡井, 1995年开始用于欠平衡水平井 1997 第一次在海上应用欠平衡钻井 1990s 中石油欠平衡钻井技术迅速发展,欠平衡钻井在勘探开发中的作用主要体现在： 勘探上：提高低压、复杂岩性、水敏性、裂缝性等类储层油气的发现和保护 开发上：通过有效地保护储层，提高单井产量，降低开发综合成本 钻井工程上：提高了钻速，减少了井漏,欠平衡钻井技术在勘探开发中发挥了重要作用,美国历年欠平衡钻井统计,美国专家调查预测，未来几年欠平衡钻井仍然有较高的潜力。

陆上使用欠平衡钻井的比例将达到37%，海上将达到12%,美国历年欠平衡钻井数统计,,欠平衡和气体钻井技术是九十年代在国际上被广泛应用起来的一项钻井新技术，在北美地区尤为突出欠平衡及气体钻井技术已成为继水平井技术之后的第二个钻井技术发展热点2006年世界欠平衡钻井领域排行榜,不同岩石类型中进行的欠平衡钻井产量增加的幅度 （BP公司）,不同岩石类型中进行的欠平衡钻井产量增加的幅度,,平均数 360%大多数 200％,MPD是一种利用密闭承压的流体循环系统中的可调式节流阀回压实现对井底压力准确控制的一项先进的钻井工艺技术 用于解决恶性井漏问题 解决当量循环密度（ECD）引发的钻井问题，如窄密度安全窗口问题 解决长水平段水平井钻井过程中因过高的超平衡压力引发的钻井液对储层伤害问题,各技术之间的关系,1 、控压钻井技术（Managed Pressure Drilling，MPD）,控压钻井技术是解决窄密度窗口问题的有效技术,控压钻井（MPD）通过随钻测量井底压力与地层压力，在地面自动控制节流压力来达到控制环空流体压力的目的 控压钻井的压力控制方法包括采用密闭流体循环系统，通过调节环空回压、施加泥浆帽等措施来实现压力控制。

控压钻井与欠平衡钻井、气体钻井关系,AD,UBD,MPD,CPD,,泥浆储层欠平衡,气体非储层欠平衡,窄泥浆密度窗口钻井,泥浆帽钻井,充气钻井,空气 氮气 天然气钻井,旋转控制头 气体处理装置 节流管汇 单流阀,1 – Rotating Control Device 2 – Compact Drilling Choke Manifold 3 – Remote Control and Display,BHP = MW + AFP + SBPFlows in and out are monitoredSystem is ready for action if neededControl pressure if desired,NDS由斯伦贝谢公司研发，它是一个综合的服务包，通过风险管理，对油井进行设计和实时处理，从而使井身结构最优化；从而可以及早发现事故复杂发生的预兆，及时采取措施，预防复杂与事故的发生,NDS可以实现 井眼稳定性控制 孔隙压力控制 漏失控制 井眼摩阻控制 套管柱合理化,NDS工作原理图,2 、无风险钻井系统（No Drilling Surprise，简称NDS）,3 、电磁波传输式随钻测量技术（EM MWD）,近年来为适应气体钻井、泡沫钻井和控压钻井等新技术快速发展的需要，电磁波传输MWD技术（Electromagnetic MWD tools）研究与应用已有很大进展 壳牌公司已在北海南部成功将电磁波EMWD用于测量深度4420m的井中，创下新的纪录,4 、井下随钻诊断系统（DWD）,美国开发出了井下随钻诊断系统（Diagnostics-While-Drilling简称DWD），包括井下温度、压力、钻头钻压、钻头扭矩、井斜方位、地层参数等各种参数测量仪器；将井下地层和钻井状况与地面数据实时联系起来，指导钻井作业。

提高钻速，获取最大钻井效果,,5 、随钻井底环空压力测量（APWD）,为适应欠平衡钻井监测的需要，哈里伯顿公司研制出了随钻井底环空压力测量仪（Annular Pressure Measurement While Drilling简称APWD），在钻井过程中可以实时测量井底环空压力数据，通过MWD或EMMWD实时将数据传送到地面，指导欠平衡钻井作业斯伦贝谢公司、威得福等公司也研制出APWD类似工具,,中石油欠平衡钻井技术现状分析,欠平衡钻井是近年来中国石油集团重点攻关、试验、推广的钻井技术经过各油田的共同努力，已研究、试验和推广了各种循环介质的欠平衡钻井技术以及全过程欠平衡钻井技术特别是四川、大港、大庆、吉林、辽河、新疆、吐哈等油田应用欠平衡钻井技术在勘探上取得了重大突破，在四川的邛西、广安，大庆、吉林松辽深层天然气,辽河古潜山,大港千米桥、北大港东等一批重要的发现中起到了关键作用中石油欠平衡钻井技术现状分析,通过多年的攻关，形成了以下欠平衡钻井技术： 发展了空气、天然气、氮气、微泡沫作为循环介质的欠平衡钻井技术； 开发了不压井起下钻装置、井下套管阀，在多口井尝试了欠平衡钻井套管阀技术的应用；进行了欠平衡取心； 发展了欠平衡钻井的完井方式，尝试了非透式筛管，不压井下油管技术； 开发了环空测压装置，分析了欠平衡钻井过程中井底压力和环空当量泥浆密度； 尝试了欠平衡水平井技术。

中石油2000-2006年共完成欠平衡井308口,其中气体钻井共完成55口2005年完成欠平衡井81口，2006年完成80口尽管技术上已取得了一批成果，但欠平衡技术应用不平衡，除四川外，其它油田都还处在零星应用状态计划),中石油欠平衡钻井技术现状分析,四川油田欠平衡钻井技术应用情况,1990s 中石油欠平衡钻井技术迅速发展,欠平衡钻井分类,目前中石油已试验与应用了各种类型的欠平衡钻井技术,欠平衡钻井是指井筒环空中循环介质的井底压力低于地层孔隙压力，允许地层流体有控制地进入井筒并将其循环到地面进行有效处理的钻井技术各油田欠平衡钻井技术类型应用情况,欠平衡钻井技术现状,总434口,3,共计434,3,共计434,2007年欠平衡井计划目标,（工作目标140口，努力目标200口）股份公司油勘函字〔2007〕48号文,2007年各油田申报欠平衡钻井中 井别统计: 预探井82口/59.4%，评价井22口/16%，开发井34口/24.6% 欠平衡钻井类型:液相72口/52.2%,气体钻井59口/42.8%,气液两相7口/5%,2007年欠平衡钻井计划,中石油欠平衡典型实例井,四川油田邛西3井、白浅111H井、七北101井、平落19井、天井1井、龙岗1井 大港油田板深7井、板深8井、歧深1井 大庆油田宋深101井、卫深5井、徐深2井 吉林油田长深1井 辽河油田马古1井、兴古5井 新疆油田夏72井、夏202井 塔里木油田解放128井、满东2井、塔中62-27井、轮古35井 长庆油田陕242井 吐哈油田红台2-15井 玉门油田窿9井以上典型井代表着中石油欠平衡钻井技术发展的水平和效果,1 、欠平衡钻井技术在勘探开发中发挥了重要作用 ----四川油气田,欠平衡钻井技术近年来在四川油气田得到全面推广应用，尤其在邛西、广安地区须家河低渗、水敏性地层勘探开发中发挥了重要作用。

大港油田1999年在千米桥地区板深7井等井进行了欠平衡钻井，取得重大地质发现2006年又在歧深1井三开、四开采用低密度泥浆钻进五开欠平衡油层专打泥浆密度1.20~ 1.35g/cm3欠平衡井段4826~5066m，进尺240m钻井过程中点火，火焰高度5.5~0.3m1 、欠平衡钻井技术在勘探开发中发挥了重要作用 ----大港油田,,1 、欠平衡钻井技术在勘探开发中发挥了重要作用 ---- 大港油田歧深1井,岐深1井通过实施欠平衡钻井，降低了钻井液密度，不仅取得了深层沙三段天然气的重要发现，还对东营、沙一段地层含油气性取得了新的认识，指导邻井港深67井重新试油，在浅层获得新发现大庆油田在徐家围子深层天然气勘探中，应用欠平衡钻井技术在徐深2 、5 、4 、7、3 、1-1等多口井钻井过程中均见到了良好显示，提高了对火山岩复杂岩性储层的认识，加快了深层火山岩气藏的勘探步伐1 、欠平衡钻井技术在勘探开发中发挥了重要作用 ---- 大庆油田,辽河油田在古潜山油藏采用低密度无固相钻井液和水包油钻井液先后进行了马古1井等11口井的欠平衡钻井技术现场试验与应用马古1井、马古1－8－8井实现了整个欠平衡钻进井段火炬连续点火。

1 、欠平衡钻井技术在勘探开发中发挥了重要作用 ----辽河油田,马古1井燃烧火炬,,吉林长深1井进入火山岩地层采用水包油泥浆进行欠平衡钻井，泥浆密度0.9，地层压力系数1.17欠平衡钻井过程中点火成功，及时发现了天然气藏 中途测试，油嘴6.35mm，天然气日产19万方油嘴9.52mm，天然气日产46万方 长深1井的钻探成功，是松辽盆地南部深层天然气勘探的重大突破，展示了吉林油田深层天然气勘探的广阔前景1 、欠平衡钻井技术在勘探开发中发挥了重要作用 ---- 吉林油田,氮气欠平衡技术应用 吐哈油田在红台2-15井三间房组储层段（2294~2420米）进行了充氮气全过程欠平衡钻井，中途测试获得日产天然气6~8万方、日产油50方（该区块常规钻井日产天然气1万方、日产油2~5方） ，首次取得该构造的产量突破，重新认识了红台构造含油气状况，也为吐哈油田开发其它低压低渗区块提供了技术手段吐哈红台2-15井氮气钻井现场试验,1 、欠平衡钻井技术在勘探开发中发挥了重要作用 ---- 吐哈油田,塔里木油田满东2井6080m地层压力99.6MPa，该井自5820m ~6200m实施了氮气钻井，不仅准确评价了该地区深层含油气情况，还大幅度提高了钻井速度。

平均钻速达到6.08m/h该井创国内欠平衡气体钻井最深与地层压力最大(100.06MPa)的纪录1 、欠平衡钻井技术在勘探开发中发挥了重要作用 ---- 塔里木油田,平落19井位于平落坝、邛西过渡带，地层压力系数0.7采用天然气欠平衡方式，欠平衡井段为3695～3761m不压井完井后对须二段进行测试，井口流动压力14.84MPa(地层压力25.51MPa),日产天然气47.27×104m3，产量明显高于邻井对于低压储层的开发，探索出了一条提高单井产量的有效手段欠平衡钻井在低压储层中的应用,1 、欠平衡钻井技术在勘探开发中发挥了重要作用 ---- 低压储层气体欠平衡钻井技术,白浅111H同一构造上生产井产量对比表,,,四川油田白浅111H井位于四川盆地白马庙蓬Ⅳ顶界构造南端，目的层为蓬Ⅳ段主砂层白浅111H通过天然气欠平衡水平井(天然气钻进井段1103.1～1325m)的实施，测试产量达到68500m3/d，明显高于邻近直井压裂和常规水平井压裂后产量，探索了低压低渗储层的高效开发方式1 、欠平衡钻井技术在勘探开发中发挥了重要作用 ---- 欠平衡水平井钻井技术,气体钻井时井底岩石剪切强度随欠平衡而降低、最易于破碎，并且不受压持效应的影响，因此气体钻井是提高钻井速度最好的钻井方式。

气体钻井包括空气、氮气、天然气、柴油机尾气等 气体钻井是集团公司重点支持的项目，2003年在玉门窿9井逆掩推覆体地层进行了气体钻井提速试验，后在玉门、四川、长庆、大庆等油田多口井开展了气体钻井提速试验，大幅度提高了机械钻速 气体钻井的技术核心包括：地层出水／出气定量判断、空气锤的应用、气体钻井防斜技术、泥浆安全转化技术等。