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【摘要】石油天然气作为一种非常重要的不可再生能源在国民经济及生活中占有举足轻重的地位，而随着其长期开采已逐步枯竭，且开采难度逐步增加这使得人们不得不将眼光投向以前不具备开采价值的低效油气藏。
【关键词】欠平衡 钻井 吐哈油田
欠平衡钻井技术就是顺应油气田高效开发而提出的，自80年代以来，由于研制出旋转防喷头、空气钻井马达等设备，又研究出各种往井筒内注氮的方法，使欠平衡钻井工业开始投入工业使用，于90年代在国际上成熟并迅速发展的一项新技术。
1 随着欠平衡技术的发展，欠平衡钻井技术的优势也开始越来越受到人们的关注。较常规钻井，它具有以下几个明显优势
（1）减少或防止地层污染；
（2）提高钻速，提高钻头寿命；
（3）杜绝或减少井漏；
（4）杜绝或减少压差卡钻等井下复杂；
（5）提前生产，降低完井及增产作业成本；
（6）提高初期产量。
（7）延长有效储层开采期和发现新的产层。
吐哈油田柯柯亚区块处于山前构造带，地层研磨性强，可钻性差，夹层多，常规钻井其钻井液密度达到了1.30-1.45g/cm3之间，存在严重的压实作用，机械钻速低。提高钻压，钻头蹩跳严重，机械钻速有了一定程度的提高，但井斜难以有效控制，大量时间用于稳斜。曾先后在该区块采用了液力加压防斜打快技术，脉冲空化喷射钻井技术等新技术，效果均不太理想。在柯19-3井实施充气欠平衡钻井，大幅度提高了侏罗系中统J2q、J2s、J2x的钻井速度，加大对上部浅气层的发现和保护，提高井身质量并解决部分钻井工程难题。
2 欠平衡钻井技术在柯19-3的应用
2.1 试验目的及意义
柯柯亚区块处于山前构造带，地层研磨性强、可钻性差、夹层多，常规钻井其密度达到了1.30-1.45g/cm3之间，井底围压大，机械钻速低。若提高钻压，机械钻速虽有一定程度的提高，但跳钻现象加剧，且井斜难以有效控制，导致大量周期用于控制井深质量。为实现柯柯亚区块中上部井段（即侏罗系中统J2q、J2s、J2x）的钻井提速，加大对上部浅气层的发现和保护，在该区块柯19-3井煤层以上地层（800-2500m）实施充气欠平衡钻井提速试验。实施欠平衡钻进井段上部地层岩性以细砂岩、粉砂岩和泥岩为主，下部以薄层或块状细砂岩与灰色泥岩互层发育，夹煤线或薄煤层，岩石可钻性差。
3 基本概况
3.1 井身结构
375mm钻头*800m/273mm套管*800m+216mm钻头*3960m/139.7mm套管*3960m，其中800m-2500m为欠平衡钻进井段。
3.2 试验用钻具组合
Ф2 1 5 . 9 m m钻头+Ф1 6 5 m m浮阀（430*410）+Ф1 6 5 m m箭形单流阀+Ф165mm钻铤×18根+Ф127mm斜坡钻杆（至井口）+Ф165mm旋塞阀+Ф165mm箭形单流阀+Ф127mm斜坡钻杆（单根）+Ф165mm下旋塞+Ф133mm六方方钻杆。
3.3 井口装置
TFφ273.1mm×φ139.7mm套管头+FS35-35钻井四通+2FZ35-35双闸板防喷器+FH35-35环形防喷器FX35-10.5/21旋转控制器。
3.4 欠平衡钻井地面流程及装置示意图
4 施工概况
柯19-3井于2009年10月13日00：00开始一开钻进，钻头尺寸Φ375mm，10月17日00：00钻至井深805m，井段0-805m，纯钻时间86：25，平均机械钻速9.32m/h。下入Ф273mm套管至804.45m固井，水泥返至地面。该井于2009年10月20日23：00正式开始二开充气欠平衡钻进，钻头尺寸Φ216mm，于2009年11月6日13：12钻至井深2331.72m停止欠平衡钻进，改为常规钻井。欠平衡钻进井段805.00m-2331.72m，累计进尺1526.72m，纯钻时间286：37，平均机械钻速5.33m/h。
5 欠平衡钻井试验效果阶段评价
5.1 第一趟钻效果评价
充气欠平衡钻井提速试验第一趟钻效果很好，机械钻速提高了3.76m/h，提高幅度为73%；单只钻头纯钻时间增加了14.36h，增加幅度为43.2%；单只钻头进尺提升了252.9m，提升了147.8%。以下是第一趟钻试验效果与同区块Φ215.9mm已钻井眼同井段对比情况。
5.2 第二趟钻效果评价
充气欠平衡钻井提速试验第二趟钻效果也很好，机械钻速提高了2.51m/h，提高幅度为59.8%；单只钻头纯钻时间增加了10.82h，增加幅度为21.1%；单只钻头进尺提升了201.2m，提升了93.2%。以下是第二趟钻试验效果与同区块Φ215.9mm已钻井眼同井段对比情况。
5.3 第三趟钻效果评价
充气欠平衡钻井提速试验第三趟钻效果较好，机械钻速提高了1.68m/h，提高幅度为62.7%；单只钻头纯钻时间减少了18.06h，减少幅度为31.8%（主要是由于换PDC钻头所导致）；单只钻头进尺提升了16.53m，提升了10.8%。以下是第三趟钻试验效果与同区块Φ215.9mm已钻井眼同井段对比情况。
5.4 第四趟钻效果评价
充气欠平衡钻井提速试验第四趟钻效果也较好，机械钻速提高了1.41m/h，提高幅度51.6%；单只钻头纯钻时间增加了24.26h，增加幅度52.4%；单只钻头进尺提升了165.54m，提升幅度130.9%。以下是第四趟钻试验效果与同区块Φ215.9mm已钻井眼同井段对比情况。
6 认识与建议
（1）柯19-3井二开充气欠平衡钻井试验井段805-2500m，取得了4.5m/h的较高平均机械钻速，提速幅度达60%，为柯柯亚区块中上部井段钻井提速开辟了新道路，为在此区块推广欠平衡钻井技术奠定了坚实的基础、积累了宝贵的经验。
（2）欠平衡钻井试验过程中始终保持钻井液密度在1.09-1.12g/cm3之间，井底动欠压值保持在了0.7-1.4MPa之间，实现了全过程的欠平衡钻进，在正常钻进和测后效过程中油气显示活跃，几乎每个单根都能点火成功，达到了及时发现和保护J2x上部油气层的目的。
参考文献
[1] 赵业荣，孟英峰，雷桐，编著. 气体钻井理论与实践.北京：石油工业出版社，2007，9
[2] 王新纯，编著.钻井施工工艺技术.北京：石油工业出版社，2005，6
[3] 鄢捷年，编著.钻井液工艺学.东营：石油大学出版社，2001，5
[4] 郝立军，编著.钻井井控技术和井控设备.克拉玛依：新疆石油报社印刷厂
[5] 范强，编著. 国内外钻井工程新技术.成都：西南石油大学出版社，2007，12
作者简介
吴平（1972—） 男，汉，甘肃渭源人，助理工程师，主要从事石油钻井工程、定向井施工等工作。
【关键词】欠平衡 钻井 吐哈油田
欠平衡钻井技术就是顺应油气田高效开发而提出的，自80年代以来，由于研制出旋转防喷头、空气钻井马达等设备，又研究出各种往井筒内注氮的方法，使欠平衡钻井工业开始投入工业使用，于90年代在国际上成熟并迅速发展的一项新技术。
1 随着欠平衡技术的发展，欠平衡钻井技术的优势也开始越来越受到人们的关注。较常规钻井，它具有以下几个明显优势
（1）减少或防止地层污染；
（2）提高钻速，提高钻头寿命；
（3）杜绝或减少井漏；
（4）杜绝或减少压差卡钻等井下复杂；
（5）提前生产，降低完井及增产作业成本；
（6）提高初期产量。
（7）延长有效储层开采期和发现新的产层。
吐哈油田柯柯亚区块处于山前构造带，地层研磨性强，可钻性差，夹层多，常规钻井其钻井液密度达到了1.30-1.45g/cm3之间，存在严重的压实作用，机械钻速低。提高钻压，钻头蹩跳严重，机械钻速有了一定程度的提高，但井斜难以有效控制，大量时间用于稳斜。曾先后在该区块采用了液力加压防斜打快技术，脉冲空化喷射钻井技术等新技术，效果均不太理想。在柯19-3井实施充气欠平衡钻井，大幅度提高了侏罗系中统J2q、J2s、J2x的钻井速度，加大对上部浅气层的发现和保护，提高井身质量并解决部分钻井工程难题。
2 欠平衡钻井技术在柯19-3的应用
2.1 试验目的及意义
柯柯亚区块处于山前构造带，地层研磨性强、可钻性差、夹层多，常规钻井其密度达到了1.30-1.45g/cm3之间，井底围压大，机械钻速低。若提高钻压，机械钻速虽有一定程度的提高，但跳钻现象加剧，且井斜难以有效控制，导致大量周期用于控制井深质量。为实现柯柯亚区块中上部井段（即侏罗系中统J2q、J2s、J2x）的钻井提速，加大对上部浅气层的发现和保护，在该区块柯19-3井煤层以上地层（800-2500m）实施充气欠平衡钻井提速试验。实施欠平衡钻进井段上部地层岩性以细砂岩、粉砂岩和泥岩为主，下部以薄层或块状细砂岩与灰色泥岩互层发育，夹煤线或薄煤层，岩石可钻性差。
3 基本概况
3.1 井身结构
375mm钻头*800m/273mm套管*800m+216mm钻头*3960m/139.7mm套管*3960m，其中800m-2500m为欠平衡钻进井段。
3.2 试验用钻具组合
Ф2 1 5 . 9 m m钻头+Ф1 6 5 m m浮阀（430*410）+Ф1 6 5 m m箭形单流阀+Ф165mm钻铤×18根+Ф127mm斜坡钻杆（至井口）+Ф165mm旋塞阀+Ф165mm箭形单流阀+Ф127mm斜坡钻杆（单根）+Ф165mm下旋塞+Ф133mm六方方钻杆。
3.3 井口装置
TFφ273.1mm×φ139.7mm套管头+FS35-35钻井四通+2FZ35-35双闸板防喷器+FH35-35环形防喷器FX35-10.5/21旋转控制器。
3.4 欠平衡钻井地面流程及装置示意图
4 施工概况
柯19-3井于2009年10月13日00：00开始一开钻进，钻头尺寸Φ375mm，10月17日00：00钻至井深805m，井段0-805m，纯钻时间86：25，平均机械钻速9.32m/h。下入Ф273mm套管至804.45m固井，水泥返至地面。该井于2009年10月20日23：00正式开始二开充气欠平衡钻进，钻头尺寸Φ216mm，于2009年11月6日13：12钻至井深2331.72m停止欠平衡钻进，改为常规钻井。欠平衡钻进井段805.00m-2331.72m，累计进尺1526.72m，纯钻时间286：37，平均机械钻速5.33m/h。
5 欠平衡钻井试验效果阶段评价
5.1 第一趟钻效果评价
充气欠平衡钻井提速试验第一趟钻效果很好，机械钻速提高了3.76m/h，提高幅度为73%；单只钻头纯钻时间增加了14.36h，增加幅度为43.2%；单只钻头进尺提升了252.9m，提升了147.8%。以下是第一趟钻试验效果与同区块Φ215.9mm已钻井眼同井段对比情况。
5.2 第二趟钻效果评价
充气欠平衡钻井提速试验第二趟钻效果也很好，机械钻速提高了2.51m/h，提高幅度为59.8%；单只钻头纯钻时间增加了10.82h，增加幅度为21.1%；单只钻头进尺提升了201.2m，提升了93.2%。以下是第二趟钻试验效果与同区块Φ215.9mm已钻井眼同井段对比情况。
5.3 第三趟钻效果评价
充气欠平衡钻井提速试验第三趟钻效果较好，机械钻速提高了1.68m/h，提高幅度为62.7%；单只钻头纯钻时间减少了18.06h，减少幅度为31.8%（主要是由于换PDC钻头所导致）；单只钻头进尺提升了16.53m，提升了10.8%。以下是第三趟钻试验效果与同区块Φ215.9mm已钻井眼同井段对比情况。
5.4 第四趟钻效果评价
充气欠平衡钻井提速试验第四趟钻效果也较好，机械钻速提高了1.41m/h，提高幅度51.6%；单只钻头纯钻时间增加了24.26h，增加幅度52.4%；单只钻头进尺提升了165.54m，提升幅度130.9%。以下是第四趟钻试验效果与同区块Φ215.9mm已钻井眼同井段对比情况。
6 认识与建议
（1）柯19-3井二开充气欠平衡钻井试验井段805-2500m，取得了4.5m/h的较高平均机械钻速，提速幅度达60%，为柯柯亚区块中上部井段钻井提速开辟了新道路，为在此区块推广欠平衡钻井技术奠定了坚实的基础、积累了宝贵的经验。
（2）欠平衡钻井试验过程中始终保持钻井液密度在1.09-1.12g/cm3之间，井底动欠压值保持在了0.7-1.4MPa之间，实现了全过程的欠平衡钻进，在正常钻进和测后效过程中油气显示活跃，几乎每个单根都能点火成功，达到了及时发现和保护J2x上部油气层的目的。
参考文献
[1] 赵业荣，孟英峰，雷桐，编著. 气体钻井理论与实践.北京：石油工业出版社，2007，9
[2] 王新纯，编著.钻井施工工艺技术.北京：石油工业出版社，2005，6
[3] 鄢捷年，编著.钻井液工艺学.东营：石油大学出版社，2001，5
[4] 郝立军，编著.钻井井控技术和井控设备.克拉玛依：新疆石油报社印刷厂
[5] 范强，编著. 国内外钻井工程新技术.成都：西南石油大学出版社，2007，12
作者简介
吴平（1972—） 男，汉，甘肃渭源人，助理工程师，主要从事石油钻井工程、定向井施工等工作。