目前,石油工業(yè)的特點是,勘探開發(fā)的難度越來越大,勘探開發(fā)投入的成本越來越高,而原油的價格卻在中低價位徘徊。這種勘探開發(fā)的新形勢產生了兩條基本要求:一是要求技術進步,以滿足越來越高的難度需求;二是要求降低成本,以適應目前油價體系的需求。在勘探開發(fā)過程中,鉆井投資往往占總投資的三分之一至三分之二,因此,提高鉆井技術,降低鉆井成本則成了第一位應考慮的問題。欠平衡鉆井技術,正是在這樣的背景下應運而生。

 

  欠平衡鉆井的優(yōu)點在常規(guī)過平衡或近平衡鉆井中,鉆井液除具攜帶巖屑、穩(wěn)定井壁、冷卻鉆頭等作用以外,更為重要的是平衡地層壓力,防止地層流體進入井筒。而欠平衡鉆井則有意識地改變井底循環(huán)壓力,使其低于產層壓力,當繼續(xù)鉆進時,這個欠平衡壓力使產層流體流入井筒,從而避免了流體漏失和降低地層傷害等系列問題。歸納起來,欠平衡鉆井的主要優(yōu)點是:

 

  1.減少地層傷害欠平衡鉆井過程中,驅使鉆井液中的固相和液相進入產層的正壓差消除了,因此,減少了固相與液相侵入產層近井地帶造成的地層傷害。尤其在鉆水平井井段時,產層長時間被浸泡在鉆井液中,欠平衡鉆井更能較好地保護產層。如果鉆遇儲層能量較低的衰竭油氣藏時,井筒周圍一旦發(fā)生傷害,這些傷害是不易消除的,而欠平衡鉆井技術則是非常好的保護技術。

 

  2.提高鉆速欠平衡鉆井井筒液柱壓力降低,使得井底正在被鉆的巖石更容易破碎,也有助于減少/壓持作用0,使鉆頭繼續(xù)切削新巖石而不是碾壓已破碎的巖屑,從而提高了機械鉆速,尤其是水平井更為明顯。另外,人們發(fā)現(xiàn)在鉆水平井時,鉆速隨著水平井段長度的增加而降低,這主要是因為井眼摩阻的增加,減少鉆采工藝與裝備了有效鉆壓,而欠平衡鉆井只需要較低的鉆壓,就能維持較高的鉆速。

 

  3.避免井漏井漏可能大大增加鉆井工程的成本,若鉆井液漏進裂縫、低壓油層或高滲透性油藏,就增加了額外的鉆井液成本,同時堵漏費工費錢,更不用說漏失的鉆井液會造成嚴重的地層傷害帶來的損失。而欠平衡鉆井可以減小或避免井漏問題。

 

  4.減少壓差卡鉆常規(guī)鉆井時,在正壓差作用下,鉆井液的濾失會在井壁上形成濾餅,若鉆柱被擠靠在濾餅上就可能發(fā)生壓差卡鉆。而欠平衡鉆井在井壁不會形成濾餅,也沒有正壓差力的作用,因此不用擔心壓差卡鉆。

 

  5.隨鉆油藏評價欠平衡鉆井流體進入井筒,為我們獲得油氣藏信息提供了機會,特征數(shù)據的獲得與分析,使工程及地質人員能夠即時識別地層流體的性質,產層大致的地質情況,為即時規(guī)劃完井方式,確定將來開發(fā)井的數(shù)量及方位,都是十分重要的。

 

  此外,欠平衡鉆井還具有延長鉆頭壽命,利于發(fā)現(xiàn)油氣藏和保護環(huán)境以及降低增產措施作業(yè)成本等優(yōu)點。能否達到上述要求,則取決于油氣藏的性質以及具體的欠平衡設計方案和施工作業(yè)。

 

  欠平衡鉆井的實現(xiàn)方法鉆井過程中,創(chuàng)造欠平衡條件的常用技術有:邊噴邊鉆;泥漿帽鉆井;立管氣體注入鉆井;環(huán)空氣體注入鉆井;閉循環(huán)鉆井;連續(xù)油管鉆井;不壓井鉆井。

 

  按循環(huán)介質的種類,欠平衡鉆井可分為:

 

  1.氣基流體欠平衡鉆井氣體鉆井(空氣、氮氣、天然氣、煙道氣);霧化鉆井;不穩(wěn)定泡沫鉆井;穩(wěn)定泡沫鉆井;硬膠泡沫鉆井;充氣鉆井。

 

  2.水基流體欠平衡鉆井常規(guī)泥漿;重泥漿;玻璃微珠;塑料微珠。