常东山
中石化中原石油工程公司西南钻井分公司，四川 成都，610051
摘要欠平衡钻并是国际上90年代初再次兴起的提高勘探开发效益的钻井新技术。我国在总结以往经验教训的基础上．近几年来在油、气田勘探开发方面已有一些单位进行了技术研究和现场试验．并取得了显著的效益。文中介绍欠平衡钻并的基本概念、条件、优点；实现欠平衡钻井的主要方法、关键技术；欠平衡钻井主要装备及其作用；国内外欠平衡钻井现状和技术水平
关键词：欠平衡钻井钻井液工艺技术设备
欠平衡钻井的基本概念有多种表述，无论哪种表述都应包含以下两个主要内容：第一，井筒藏柱压力一定要小于所钻储层的孔隙压力；第二，地层流体一定要有控制地流人井筒。因此，地层流体在储层压力下向井筒连续流动所进行的有控制的钻井，叫做欠平衡钻井。欠平衡钻井技术是在勘探开发难度日益增加，国际石油市场激烈竞争的条件下应运而生的。应用该技术解决了许多困难和复杂的勘探开发问题，提高了产量、降低了成本．正在成为继水平井技术之后的第二个钻井技术发展热点。
1欠平衡钻井的优点
在常规过平衡或近平衡钻井中，钻井液除具携带岩屑、稳定井壁、冷却钻头等作用以外，更为重要的是平衡地层压力，防止地层流体进入井筒。而欠平衡钻井则有意识地改变井底循环压力，使其低于产层压力，当继续钻进时，这个欠平衡压力使产层流体流入井筒，从而避免了流体潺失和降低地层伤害
1.1减少地层伤害
欠平衡钻井过程中，驱使钻井液中的固相和液相进入产层的正压差消除了．因此，减少了固相与液相侵入产层近井地带造成的地层伤害。尤其在钻水平井井段时，产层长时间被浸泡在钻井液中．欠平衡钻井更能较好地保护产层。如果钻遇储层能量较低的衰竭油气藏时，井筒周围一旦发生伤害．这些伤害是不易消除的，而欠平衡钻井技术则是非常好的保护技术。
1.2提高钻速
欠平衡钻井井筒液柱压力降低，使得井底正在被钻的岩石更容易破碎，也有助于减少“压持作用”．使钻头继续切削新岩石而不是碾压已破碎的岩屑，从而提高了机械钻速，尤其是水平井更为明显。另外，人们发现在钻水平井时，钻速随着水平井段长度的增加而降低，这主要是因为井眼摩阻的增加，减少了有效钻压．而欠平衡钻井只需要较低的钻压，就能维持较高的钻速。
1.3避免井漏
井漏可能大大增加钻井工程的成本，若钻井液漏进裂缝、低压油层或高渗透性油藏．就增加了额外的钻井液成本，同时堵漏费工费钱．更不用说漏失的钻井液会造成严重的地层伤害带来的损失。而欠平衡钻井可以减小或避免井漏问题。
1.4减少压差卡钻
常规钻井时，在正压差作用下，钻井液的滤失会在井壁上形成滤饼，若钻柱被挤靠在滤饼上就可能
发生压差卡钻。而欠平衡钻井在井壁不会形成滤饼，也没有正压差力的作用，因此不用担心压差卡钻。
1.5随钻油藏评价
欠平衡钻井流体进入井筒．为我们获得油气藏信息提供了机会，特征数据的获得与分析，使工程及
地质人员能够即时识别地层流体的性质，产层大致的地质情况，为即时规划完井方式，确定将来开发井的数量及方位，都是十分重要的。此外．欠平衡钻井还具有延长钻头寿命，利于发现油气藏和保护环境以及降低增产措施作业成本等优点。能否达到上述要求，则取决于油气藏的性质以及具体的欠平衡设计方案和施工作业。
2实现欠平衡钻井的主要方法和关键技术
2.1自然法
当地层压力系数大于1.1可采用常规钻井藏，用降低钻井液密度来实现欠平衡钻井作业。也就是所谓的边喷边钻。
2.2人工诱导法
当地层压力系数小于1.1，采用常规钻井液无法实现欠平衡钻井作业，这时必须采用充气(或雾化、泡沫、空气、天然气、氮气)等钻井作业，实现欠平衡钻井条件。目前，美国和加拿大所进行的欠平衡钻井作业的油气田地层压力普遍较低，因此普遍采用人工诱导法。
2.3欠平衡钻井的关键技术
欠平衡钻井技术是一项复杂技术，该技术钻井液材料消耗量大，又有很大风险，涉及多项不确定因素。因此，应在钻井作业之前、之中和之后必须进行综合工程评价，确保获得最大效益。对任何一口进行欠平衡钻井作业的井都应要求地质、油藏、钻井、采油(气)和服务公司等专业人员组成多学科小组协同工作。首先要搞好欠平衡井眼设计，并有专人组织、协调现场施工，以确保作业顺利进行，努力提高作业成功率。
3应用欠平衡钻井技术应注意的问题
尽管欠平衡钻井可能带来众多的好处，但应用不当，会适得其反。应用欠平衡钻井时应注意以下
几个问题：
3.1地层是否适用欠平衡钻井
不是所有的储层都适合欠平衡钻井．经验表明．只有为适合的地区精心制定欠平衡钻井计划，才能获得显著的技术经济效益，与设计合理的常规过平衡钻井相比，设计与施工不当的欠平衡钻井往往反而增加作业费用，加重地层伤害，降低油井产量。要想获得最佳效果，在设计欠平衡钻井之前，必须首先了解储层一些相关特性参数，如地层的压力、渗透率、孔隙度以及孔喉分布尺寸、地层流体物性等参数，然后在室内引进欠平衡钻井评价实验，分析欠平衡钻井可能造成的伤害种类及程度．并以此作为筛选欠平衡钻井是否合理的重要依据。
3.2选择合理的钻井液
在欠平衡钻井作业中．要始终维持欠平衡压力状态是很困难的．有时甚至是不可能的。因为有许多因素可能导致欠平衡状态的丧失。而在欠平衡钻井中．又没有滤饼充当防止伤害性流体和固相颗粒侵入地层的屏障。因此．如果欠平衡状态时不时地遭到破坏，即使是短时间遭到破环，伤害性流体及其
中的固相颗粒也会非常迅速地侵入地层．由此可能造成严重的地层伤害。所以，我们一方面要尽可能维持欠平衡状态．另一方面，钻井液的选择对欠平衡钻井的成败也很重要。设计欠平衡钻井液时所考虑的因素之一就是同地层流体的相容性。
3.3安全问题
欠平衡钻井不同于常规钻井，主要就在于在钻进过程中，地层流体，甚至有害气体，如H2S等进入井筒，可能造成井下着火爆炸或在地面引起事故，造成生命财产伤害。灾平衡钻井对井控也提出了特殊的要求，因此，人们总是担心钻井的安全性问题。要防止欠平衡钻井意外事故的发生，首先对地层要有较为完善而准确的了解，精心进行欠平衡钻井的优化设计，钻前进行欠平衡钻井数值模拟或仿真，可以及时发现问题或隐患。这一点对欠平衡钻井尤为重要。第二，强化施工组织管理．精心安排，定岗定责；其次注意灾平衡钻井过程的监测与预报工作，尤其地层压力的预测，因为地层压力是决定是否欠平衡，欠多少的最重要因素之一，因此，随钻地层压力预测是十分必要的。另外，作好可能发生事故的防范措施。按这样进行欠平衡钻井，安全应该具有保障。
4总结与建议
(1)目前的石油工业勘探开发形势决定了必须发展新技术以适应低成本地开发特殊油气藏的需
要，欠平衡钻井以其自身独特的技术优势，展示了良好的应用前景，从国内外的已有应用来看，欠平衡钻井比常规钻井具有更为显著的技术经济效益，难怪国外如加拿大，美国等如此重视此项技术，具有专门的技术服务公司和培训计划。而在我国，许多人并不熟悉或了解该项技术。实际上，这也正是束缚欠平衡技术在我国开展实践的重要因素。因此有必要在我国开展欠平衡作业技术培训班，讲座或研讨会和编写技术教材，便于专业人员学习。
(2)积极开展欠平衡作业技术的研究工作。目前，尽管国外欠平衡技术应用已相当多，人们发现这
项技术还存在着不足的地方，使用的效果不稳定。进一步的研究表明，在这项技术的实施过程中，使用不当仍然存在一定程度的地层伤害，而且有时是严重的地层伤害。
参考文献
1四川局到美国和加拿大进行欠平衡钻井技术考察的资料
2季洪乾兜平衡钻井及其井控中的动态蛀应，国外钻井鞋采，1998e9～15