气体欠平衡钻井井壁稳定性研究

刘　闯（中石化中原石油工程有限公司钻井三公司50750队，河南 濮阳 457004）

气体欠平衡钻井井壁稳定性研究

刘闯
（中石化中原石油工程有限公司钻井三公司50750队，河南 濮阳 457004）

摘要：近几年气体欠平衡钻井技术在国内油气田的勘探中得到了广泛的开发与应用。气体欠平衡钻井技术主要是用气体作为钻井的流体，并没有用液柱压力来支撑平衡地层压力和井壁。在负压差的作用之下地层流体流入井内，在这种情况之下才使得井周围应力的分布，制约气体欠平衡钻井技术应用的最大因素主要是井壁稳定的问题。近年来对于气体欠平衡钻井技术的研究越来越多，和一般的钻井技术相比较，在提高机械钻速、保护油气层等方面气体欠平衡钻井技术有着不可替代的优势。

关键词：气体欠平衡；钻井；井壁稳定

井壁稳定问题是气体欠平衡钻井技术中难以回避的问题，在之前的施工之中，只能运用坍塌压力窗口与孔隙压力来确定钻井液密度。如果在施工的时候出现了井壁坍塌的问题，则施工将没有办法继续。

一、气体欠平衡钻井技术的现状以及未来发展趋势。

1气体欠平衡钻井技术的现状分析

气体欠平衡钻井技术在降低钻井成本、缩短勘探开发周期、保护油气储层、提高勘探开发水平等各个方面都有很明显的优势。在低压储层勘探、老油田改造挖潜、难动用储量开发等各个方面都有比较独特的优势。自20世纪80年代开始，气体欠平衡钻井技术的成功研制，使这个技术得到了非常充分的应用。使得这个技术得到的广泛的发展。在不断钻研的过程中使得气体欠平衡钻井技术的钻井技术以及工艺得到了进一步的发展提高。就现在而言，这项技术已经比较成熟。在很多比较发达的国家气体欠平衡钻井技术已经得到了广泛的应用，被当成常规的技术来使用。近几年国内的气体欠平衡钻井技术发展也很快，气体欠平衡钻井技术的使用量在不断地增加。

2气体欠平衡钻井技术的发展趋势

气体欠平衡钻井技术如今已经形成了比较有效、系统、完备、稳定的体系。气体欠平衡钻井技术发展的主要趋势是：

（1）随着气体欠平衡钻井技术的不断发展，泡沫钻进、雾化钻井、空气钻井等技术将会得到广泛的应用和推广。

（2）按压欠平衡钻井技术将会得到进一步的发展。

（3）在气体欠平衡钻井技术研究的全过程之中，将作为欠平衡钻井的主要技术将会的到广泛的应用。

（4）气体欠平衡钻井技术将会得到快速的发展。

（5）气体欠平衡钻井技术得到了LED测量技术的进一步推动。

（6）套管钻井和欠平衡钻井技术将会得到进一步的完善。

二、气体欠平衡钻井技术的优点、缺点

1气体欠平衡钻井技术的优点

气体欠平衡钻井技术能够快速发展的主要原因就是：气体欠平衡钻井技术可以很好地避免在钻井的过程中一些复杂问题的产生。可以降低开发是所需要的成本。在气体欠平衡钻井技术的过程中，井内的循环液体的密度比较低，气体欠平衡钻井技术可以避免复杂事故发生，降低钻井的成本，提高钻井的速度。在常规的气体欠平衡钻井技术中钻井液的密度比较高，可以有效地减轻对地层的伤害，提高油井的产能。在进行钻井的过程中，井内的压力要比地层的压力小，可以充分的暴漏油气层，保护储层，有利于增加油井产量和油气层。实时发现地质异常情况以及评价油藏。在气体欠平衡钻井技术过程中，允许地层的流体流入到井眼当中，有利于达到良好的地层信息得到勘探的目的。还可以降低井漏的风险，节约钻井时的成本。

2气体欠平衡钻井技术的局限性

气体欠平衡钻井技术的主要局限性包括技术上的局限性以及经济上的局限性

首先在气体欠平衡钻井技术我们要考虑的就是安全因素，在任何的工程中都存在一定的安全因素：空气和可燃气体混合在一起很容易会发生爆炸，虽然发生爆炸的几率是很小的，但是一旦发生后果将不堪设想，井下的钻具很有可能会被炸断或者会融化。使用氮气等不可燃的气体可以避免井下着火的现象，但是会增加钻井的成本。在气体欠平衡钻井技术过程中还会出现定向钻井的问题，井眼稳定的问题，技术经济上的考虑，以及液体侵入等问题。

三、气体欠平衡钻井技术井壁稳定性问题

石油钻井工程中很重要的一个问题就是气体欠平衡钻井技术井壁稳定性问题，井壁失稳的问题如果不能够得到改善将会造成很严重的经济损失。世界各大石油公司都消耗了很多的物力、人力、财力来解决这个问题。井壁的不稳定性主要表现在两个方面，一个是由于钻井液压力太低不能够有效地支撑井壁围岩造成的剪切破坏，第二种则是由于井眼内液柱压力太高而造成张性破裂。影响井壁稳定性的因素有很多种，还包括很多的人为因素，天然因素。人为因素主要包括：井眼裸露时间，钻井液性能、钻进液的成分钻柱振动对井壁的冲击以及钻井液环空返速对井壁的冲蚀。天然因素主要包括：原地应力、岩石孔隙性、地层岩石性质、含黏土矿物类型、岩石胶结情况、裂缝发育程、渗透性等。

结语

井壁稳定问题是气体欠平衡钻井技术中难以回避的问题，在之前的施工之中，只能运用坍塌压力窗口与孔隙压力来确定钻井液密度。如果在施工的时候出现了井壁坍塌的问题，则施工将没有办法继续。气体欠平衡钻井井壁稳定性研究，在近几年气体欠平衡钻井技术在国内油气田的勘探中得到了广泛的开发与应用。确立了井壁岩石的破坏准则和力学参数，对气体欠平衡条件下地层出水情况进行分析。井壁失稳的问题如果不能够得到改善将会造成很严重的经济损失。岩石抗拉强度小则会很容易引起井壁失稳，井壁稳定性很容易受到气体欠平衡钻井时流体拖拽力形成流固耦合作用由欠平衡钻井向过平衡钻井过渡时井壁所受应力由拉应力逐渐向压应力过渡，同时流固耦合影响变弱，井壁稳定性也变强。流固耦合的作用是不可忽略的。

参考文献

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中图分类号：TE242

文献标识码：A