第四章　鉆井過程壓力控制（一）

第四節(jié)欠平衡鉆井技術(shù)欠平衡鉆井（Underbalanceddrilling）是在鉆井過程中井筒流體有效壓力低于地層壓力，允許地層流體進入井筒，并可將其循環(huán)到地面可控的鉆井技術(shù)。

第四章鉆井過程壓力控制2024/2/18欠平衡鉆井的優(yōu)勢及特點（1）防止儲集層污染，提高采收率（2）早期發(fā)現(xiàn)油、氣層（3）提高鉆速（4）防止和減少壓差卡鉆及井漏（5）隨鉆油氣藏評價第四節(jié)欠平衡鉆井技術(shù)第四章鉆井過程壓力控制2024/2/18欠平衡鉆井類型低密度單相液體欠平衡鉆井

以低密度單相液體（清水、油、低密度泥漿等）為循環(huán)介質(zhì)獲得欠壓差值的欠平衡鉆井。干氣欠平衡鉆井以干氣（空氣、氮氣、天然氣等）為循環(huán)介質(zhì)獲得欠壓差值的欠平衡鉆井。第四節(jié)欠平衡鉆井技術(shù)第四章鉆井過程壓力控制2024/2/18欠平衡鉆井欠壓差值第四節(jié)欠平衡鉆井技術(shù)第四章鉆井過程壓力控制2024/2/18一．空氣鉆井空氣鉆井是利用空氣或天然氣、氮氣、煙道氣等作為循環(huán)介質(zhì)的一種欠平衡鉆井技術(shù)。由于空氣密度小，空氣鉆井中井內(nèi)流體靜水壓力大大低于常規(guī)鉆井液靜水壓力。因而極易在井底形成欠壓差，這樣不但有效防止液相和固相進入儲集層，而且能極大的提高機械鉆速，實踐表明空氣鉆井比用常規(guī)鉆井液鉆井提高機械鉆速3～4倍。第四節(jié)欠平衡鉆井技術(shù)第四章鉆井過程壓力控制2024/2/18空氣鉆井流體力學(xué)參數(shù)設(shè)計可按以下程序及步驟：(1)確定攜帶巖屑所需的最小空氣排量qgmin；(2)計算井底壓力PB；(3)計算鉆柱內(nèi)鉆頭處壓力Pa；(4)計算注入壓力Pj；(5)由設(shè)計最小空氣排量qgmax、注入壓力Pj，選擇壓風(fēng)機和增壓器。第四節(jié)欠平衡鉆井技術(shù)第四章鉆井過程壓力控制2024/2/18空氣鉆井的二大難題：井下起火解決辦法：惰性氣體；阻斷接頭地層出水解決辦法：霧化鉆井(飽和霧）第四節(jié)欠平衡鉆井技術(shù)第四章鉆井過程壓力控制2024/2/18第四節(jié)欠平衡鉆井技術(shù)第四章鉆井過程壓力控制2024/2/18二．泡沫鉆井泡沫鉆井是利用穩(wěn)定泡沫作為循環(huán)介質(zhì)的一種欠平衡鉆井技術(shù)。穩(wěn)定泡沫是由氣體、液體和表面活性劑配制的一種流體，密度一般為0.032～0.064g/cm3，泡沫流體靜壓力是水的1/20～1/50，可獲得高的機械鉆速。泡沫具有較高的攜巖能力，約為水的10倍，一般鉆井液的4～5倍。泡沫為一次性流體，鉆進中固相不會重新進入井內(nèi)，可以減少固相對儲集層的損害。第四節(jié)欠平衡鉆井技術(shù)第四章鉆井過程壓力控制2024/2/18泡沫流體欠平衡鉆井流體動力學(xué)參數(shù)設(shè)計可按以下步驟：(1)確定有效攜屑的泡沫質(zhì)量；(2)計算注入排量；(3)根據(jù)井口控制裝置能力、儲層壓力、產(chǎn)出量確定井口回壓(4)計算鉆柱內(nèi)、鉆頭、環(huán)空流動壓降；(5)計算注入壓力；(6)由注入壓力、排量選擇壓風(fēng)機及增壓器。第四節(jié)欠平衡鉆井技術(shù)第四章鉆井過程壓力控制2024/2/18泡沫鉆井的二大難題：泡沫穩(wěn)定解決辦法：穩(wěn)定泡沫重復(fù)使用解決辦法：破泡（化學(xué)劑、機械裝置）第四節(jié)欠平衡鉆井技術(shù)第四章鉆井過程壓力控制2024/2/18三．充氣鉆井充氣鉆井是目前國內(nèi)外油田常用的欠平衡鉆井方式。1．常規(guī)鉆柱充入方式即氣相和液相在地面混合，兩相流體由鉆柱經(jīng)鉆頭而進入環(huán)空獲得欠平衡鉆井欠壓差。第四節(jié)欠平衡鉆井技術(shù)第四章鉆井過程壓力控制2024/2/182．寄生管柱氣方式在下入的中間套管柱外寄生一根一定尺寸的充氣管柱，在欠平衡鉆井時，液相由鉆柱注入，氣相由地面寄生管注入，二者在環(huán)空混合的欠平衡鉆井。第四節(jié)欠平衡鉆井技術(shù)第四章鉆井過程壓力控制2024/2/183．

同心管注氣方式在下完中間套管固井后，再下入同心管柱，氣相從同心管柱與中間套管環(huán)空充入，而液相則由鉆柱注入，液相在上返過程中與來自同心管與中間套管環(huán)空的氣相混合而形成欠平衡鉆井，從鉆柱與同心管環(huán)空返出地面。

第四節(jié)欠平衡鉆井技術(shù)第四章鉆井過程壓力控制2024/2/18相互關(guān)系第四節(jié)欠平衡鉆井技術(shù)第四章鉆井過程壓力控制2024/2/18四、低壓頭鉆井一般指鉆井液密度比地層壓力系數(shù)低0.05～0.10g/cm3的鉆井技術(shù)（LowHeadDrilling）。低壓頭鉆井適用于裂縫性油氣藏或裂縫——孔隙型雙重介質(zhì)油氣藏，這對鉆井過程發(fā)現(xiàn)不同壓力體系的油氣藏都非常有好處。第四節(jié)欠平衡鉆井技術(shù)第四章鉆井過程壓力控制2024/2/18五．欠平衡鉆井與常規(guī)鉆井的主要差異1、設(shè)備方面井口設(shè)備1）旋轉(zhuǎn)控制頭或旋轉(zhuǎn)防噴器（RBOP）2）井口防噴器組（BOP)3）節(jié)流管匯4）地面三相（或四相）分離系統(tǒng)第四節(jié)欠平衡鉆井技術(shù)第四章鉆井過程壓力控制2024/2/18第四節(jié)欠平衡鉆井技術(shù)第四章鉆井過程壓力控制2024/2/18旋轉(zhuǎn)控制頭或旋轉(zhuǎn)防噴器（RBOP）組成方鉆桿補心軸承總成彈簧膠套快速鎖封及三通第四節(jié)欠平衡鉆井技術(shù)第四章鉆井過程壓力控制2024/2/18空氣壓縮機組第四節(jié)欠平衡鉆井技術(shù)第四章鉆井過程壓力控制2024/2/18排氣點火裝置第四節(jié)欠平衡鉆井技術(shù)第四章鉆井過程壓力控制2024/2/182、工藝方面多相流動氣、液、固多相流動用多相流理論計算流動問題第四節(jié)欠平衡鉆井技術(shù)第四章鉆井過程壓力控制2024/2/18流形多相流體流動形態(tài)受狀態(tài)方程、流道幾何特性及多相流體本構(gòu)關(guān)系影響，其流動形態(tài)在不同流道段形成波狀流、段塞流、環(huán)霧流。第四節(jié)欠平衡鉆井技術(shù)第四章鉆井過程壓力控制2024/2/18

掌握壓力控制鉆井中的幾個概念，