全过程欠平衡钻井技术课件.ppt

全过程欠平衡钻井技术新疆石油管理局钻井工艺研究院陶冶 刘伟 罗维1/7/20231一、摘要一、摘要 二、二、概述概述 三、三、井壁稳定分析、合理压差计算是全过程欠平衡钻井的核心井壁稳定分析、合理压差计算是全过程欠平衡钻井的核心 四、四、套管阀（套管阀（DDV）的开发和应用是全过程欠平衡作业的硬件基础的开发和应用是全过程欠平衡作业的硬件基础 五、五、带压测井接头的研制和使用完善了欠平衡测井工艺带压测井接头的研制和使用完善了欠平衡测井工艺 六、数据采集监测系统是欠平衡钻井施工的保证六、数据采集监测系统是欠平衡钻井施工的保证 七、七、夏夏72井、夏井、夏202井三开欠平衡钻井工艺的应用特点井三开欠平衡钻井工艺的应用特点 八、八、认识及建议认识及建议 目目 录录1/7/20232一一、摘、摘 要要 所谓全过程欠平衡钻井技术，就是在钻进、起下钻、所谓全过程欠平衡钻井技术，就是在钻进、起下钻、完井、完井、测井等多种测井等多种工况作业中均实现欠平衡，从而达到最大限度地保护储层的目的。这就对配工况作业中均实现欠平衡，从而达到最大限度地保护储层的目的。这就对配套技术、相关设备及入井工具提出了更高的要求。近年来，新疆局钻研院在套技术、相关设备及入井工具提出了更高的要求。近年来，新疆局钻研院在这方面取得突破，继这方面取得突破，继20032003年在夏年在夏7272井三开井段井三开井段首次首次实现了全过程欠平衡钻井实现了全过程欠平衡钻井施工，裸眼段施工，裸眼段钻进钻进长度达到了长度达到了15111511m m，创全国欠平衡钻井进尺最高记录创全国欠平衡钻井进尺最高记录之后，之后，20042004年在克年在克8989井、夏井、夏202202井应用全过程欠平衡钻井技术再获成功。井应用全过程欠平衡钻井技术再获成功。实践表明：井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心；井下实践表明：井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心；井下封井器（套管阀封井器（套管阀DDVDDV）的开发和应用是全过程欠平衡作业的硬件基础；带压的开发和应用是全过程欠平衡作业的硬件基础；带压测井接头的研制和使用使欠平衡测井得以完善；数据采集监测系统的应用是测井接头的研制和使用使欠平衡测井得以完善；数据采集监测系统的应用是整个欠平衡钻井施工的保证。整个欠平衡钻井施工的保证。1/7/20233二、二、概述概述 根据现场实践和大量调研发现，在以往欠平衡钻井施工过程中，由于地面设备、根据现场实践和大量调研发现，在以往欠平衡钻井施工过程中，由于地面设备、装置及入井工具的限制，加上施工工况的多元化、复杂化，地质因素的不确定性、多装置及入井工具的限制，加上施工工况的多元化、复杂化，地质因素的不确定性、多变性，以及欠平衡钻井工艺的不完善性等，往往不可避免地出现了过平衡状态。这种变性，以及欠平衡钻井工艺的不完善性等，往往不可避免地出现了过平衡状态。这种状态从短暂的瞬间到数十小时不等，由此可能使井内的循环介质或多或少地侵入并污状态从短暂的瞬间到数十小时不等，由此可能使井内的循环介质或多或少地侵入并污染油气生产层，从而降低，甚至丧失先前的原始产能。如有的井在欠平衡钻井施工过染油气生产层，从而降低，甚至丧失先前的原始产能。如有的井在欠平衡钻井施工过程中油气显示良好，但经过起下钻、完井作业后，在后期投产中却发现产量并不高。程中油气显示良好，但经过起下钻、完井作业后，在后期投产中却发现产量并不高。因此，为了真正、科学地开发、评价和解放油气生产层，达到最大限度地保护储因此，为了真正、科学地开发、评价和解放油气生产层，达到最大限度地保护储层的目的，就必须尽量设法使整个的施工过程都维持欠平衡状态，即实现全过程欠平层的目的，就必须尽量设法使整个的施工过程都维持欠平衡状态，即实现全过程欠平衡施工。衡施工。1/7/20234二、二、概述概述 夏夏7272井井、夏夏202202井井分分别别为为新新疆疆油油田田公公司司20032003年年度度和和20042004年年度度的的重重点点探探井井及及评评价价井井，位位于于准准噶噶尔尔盆盆地地西西北北缘缘乌乌夏夏断断裂裂带带下下盘盘玛玛湖湖北北斜斜坡坡夏夏4040井井背背斜斜圈圈闭闭上上。这这两两口口井井三三开开均均采采用用了了欠欠平平衡衡钻钻井井技技术术，所所穿穿越越的的地地质质层层位位有有乌乌尔尔禾禾组组、夏夏子子街街组组、风风城城组组、佳佳木木河组，岩性较为复杂。河组，岩性较为复杂。在在施施工工过过程程中中，均均使使用用了了先先进进的的欠欠平平衡衡钻钻井井设设备备Williams7100Williams7100旋旋转转控控制制头头及及地地面面配配套套系系统统、新新疆疆局局钻钻研研院院自自行行研研制制的的带带压压测测井井连连接接头头、欠欠平平衡衡钻钻井井数数据据采采集集系系统统以以及及最最新新研研制制的的井井下下套套管管阀阀。其其中中，夏夏7272井井应应用用的的是是美美国国WeatherfordWeatherford公公司司生生产产的的套套管管阀阀，夏夏202202井井应应用用的的是是我我院院独独立立研研制制出出的的具具有有自自主主知知识识产产权权的的国国产产套套管管阀阀。上上述述装装置置、设设备备的成功应用实现了包括边喷边钻、不压井起下钻、带压测井等全过程欠平衡施工。的成功应用实现了包括边喷边钻、不压井起下钻、带压测井等全过程欠平衡施工。1/7/20235二、二、概述概述 夏夏7272井、夏井、夏202202井井应应用全用全过过程欠平程欠平衡衡钻钻井技井技术术及时发现并有效的保护及时发现并有效的保护了油气层，两口井经后期压裂作业了油气层，两口井经后期压裂作业均获得高产油气流，使均获得高产油气流，使夏夏4040井背斜井背斜二叠系二叠系风风城城组组、佳木河、佳木河组组勘探获得勘探获得重大突破重大突破。西北缘夏子街地区没有西北缘夏子街地区没有高效油田的历史一去不复返了。高效油田的历史一去不复返了。1/7/202361 1、井壁稳定分析井壁稳定分析 地层的坍塌压力、破裂压力是安全钻进的关键因素地层的坍塌压力、破裂压力是安全钻进的关键因素之一，其与地应力大小（构造应力系数）、地层强度、之一，其与地应力大小（构造应力系数）、地层强度、孔隙度、有效应力系数有关。欠平衡钻井过程中，通常孔隙度、有效应力系数有关。欠平衡钻井过程中，通常选用的钻井液密度较低，此时要注意地层坍塌压力，以选用的钻井液密度较低，此时要注意地层坍塌压力，以合理的钻井液密度保证井壁稳定。合理的钻井液密度保证井壁稳定。三三、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心 1/7/202371 1、井壁稳定分析井壁稳定分析地层坍塌的当量钻井液密度地层坍塌的当量钻井液密度可由下式来计算为：可由下式来计算为：破裂压力的当量钻井液密度破裂压力的当量钻井液密度可采用下面两个公式进行计算：可采用下面两个公式进行计算：三三、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心 1/7/202381 1、井壁稳定分析井壁稳定分析利利用用夏夏72井井、夏夏202井井邻邻井井钻钻井井井井史史及及测测井井资资料料，通通过过分分析析计计算算可可得得出出夏夏72井井、夏夏202井井三三开开所所钻钻地地层层的的坍坍塌塌压压力力分分布布规规律律，该该井井乌乌尔尔禾禾组组地地层层坍坍塌塌压压力力梯梯度度在在0.81.15 MPa/100m之之间间，夏夏子子街街组组中中上上部部地地层层坍坍塌塌压压力力梯梯度度为为0.851.10 MPa/100m，其其底底部部坍坍塌塌 压压 力力 梯梯 度度 降降 低低 为为 0.5 0.8 MPa/100m，风风城城组组地地层层坍坍塌塌压压力力梯梯度度为为0.50.9 MPa/100m，地地层层相对不易坍塌。相对不易坍塌。三三、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心 1/7/202391 1、井壁稳定分析井壁稳定分析其其次次，对对夏夏72井井、夏夏202井井邻邻井井的的岩岩矿矿理理化化性性能能进进行行了了分分析析，发发现现乌乌尔尔禾禾组组粘粘土土矿矿物物中中，伊伊蒙蒙混混层层含含量量为为50%75%，其其中中蒙蒙脱脱石石占占到到50%85%。夏夏子子街街组组伊伊蒙蒙混混层层含含量量更更高高，达达到到71%78%。风风城城组组岩岩性性主主要要为为凝凝灰灰岩岩，粘粘土土矿矿物物主主要要为为绿绿蒙蒙混混层层，含含量量在在50%80%之之间间。从从岩岩石石理理化化特特性性分分析析可可知知，乌乌尔尔禾禾组组、夏夏子子街街组组和和风风城城组组井井壁壁稳稳定定性性差差的的主主要原因还与粘土矿物中各组份的水化程度不均一有关。要原因还与粘土矿物中各组份的水化程度不均一有关。三三、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心 1/7/2023102 2、合理压差计算合理压差计算 欠平衡钻井合理压差设计如下：欠平衡钻井合理压差设计如下：保护井壁稳定的合理压差（保护井壁稳定的合理压差（多孔多孔弹弹性介性介质质力学理力学理论论来建立来建立储层储层井壁失井壁失稳压稳压差模型差模型）保护井口设备的合理压差保护井口设备的合理压差 设设计计的的防防喷喷器器组组包包括括7070MPaMPa双双闸闸板板防防喷喷器器的的一一个个半半封封和和一一个个全全封封、7070MPaMPa单单闸闸板板防防喷喷器器的的半半封封、3535MPaMPa万万能能防防喷喷器器和和Williams7100Williams7100旋旋转转控控制制头头（静静压压：3535MPaMPa，动动压压：17.517.5MPaMPa）。根据井身根据井身结结构、构、钻钻具具组组合、泥合、泥浆浆性能等，当地性能等，当地层层天然气侵入量接近天然气侵入量接近181018104 4m m3 3/d/d时时，井底井底压压差可达差可达14.5814.58MPaMPa。此此时时，应应及及时调时调整泥整泥浆浆性能或性能或调调整整节节流管流管汇汇上上节节流流阀阀的开启的开启程度，否程度，否则则，天然气入侵量可能会超，天然气入侵量可能会超过过液气分离器的日液气分离器的日处处理能力，造成人理能力，造成人员员中毒、着中毒、着火、爆炸的危火、爆炸的危险险。三三、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心 1/7/202311保护储层的合理压差可通过上式计算：保护储层的合理压差可通过上式计算：式中：式中：n地应力；地应力；P0储层压力；储层压力；c破坏临界强度；破坏临界强度；孔隙弹性系孔隙弹性系数；数；泊松比；泊松比；f孔隙度。孔隙度。保护储层的合理压差保护储层的合理压差在在欠欠平平衡衡钻钻井井施施工工过过程程中中，应应合合理理控控制制压压差差，以以避避免免出出现现裂裂缝缝开开启启、闭合幅度过大，频率过高，以及过平衡、速敏等伤害储层的情况发生。闭合幅度过大，频率过高，以及过平衡、速敏等伤害储层的情况发生。2 2、合理压差计算合理压差计算 三三、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心 1/7/2023123 3、钻井液密度设计钻井液密度设计 夏夏7272井三开选用的是聚磺钻井完井液体系。在欠平衡钻井施工过井三开选用的是聚磺钻井完井液体系。在欠平衡钻井施工过程中，气液两相流在环空中是以一定规律运动的，在井底附近，一般程中，气液两相流在环空中是以一定规律运动的，在井底附近，一般为泡状流，随着气相在环空中的上升，压力逐渐减小，其体积也随之为泡状流，随着气相在环空中的上升，压力逐渐减小，其体积也随之不断膨胀，依次可能过渡到弹状流、段塞流和环状流。环状流是气体不断膨胀，依次可能过渡到弹状流、段塞流和环状流。环状流是气体大量返出的情形，在欠平衡钻井施工中要控制这种状态的出现。大量返出的情形，在欠平衡钻井施工中要控制这种状态的出现。三三、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心 1/7/2023133 3、钻井液密度设计钻井液密度设计 气相连续方程为：气相连续方程为：液相连续方程为：液相连续方程为：混合运动方程为：混合运动方程为：式中，式中，m m为液相密度，单位为为液相密度，单位为kg/mkg/m3 3；g g 为气相密度，单位为为气相密度，单位为kg/mkg/m3 3；g g为气相速度，单位为气相速度，单位为为m/sm/s；m m为液相速度，单位为为液相速度，单位为m/sm/s；P P为压力，单位为为压力，单位为PaPa；为空泡率，无因次；为空泡率，无因次；q qgpgp为气体进入速为气体进入速率，单位为率，单位为kg/mkg/m3 3s s；g g为重力加速度，单位为为重力加速度，单位为m/sm/s2 2。三三、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心 1/7/2023143 3、钻井液密度设计钻井液密度设计 井筒出气量对井底压力的影响如下：井筒出气量对井底压力的影响如下：484950515253545556井井底底压压力力产量（10104 4m m3 3 ）010203040产气量产气量（10104 4m m3 3/d/d ）井筒压力井筒压力（MPaMPa）1 157.2657.262 256.4756.473 355.7455.744 455.0655.065 554.454.46 653.7653.767 753.1853.188 852.6352.63101051.6351.63151549.2849.28202050.1350.13252552.3552.35303053.8353.83从图表中可以看出，井底压力随出气量的从图表中可以看出，井底压力随出气量的增加，先是降低，当达到增加，先是降低，当达到151015104 4m m3 3/d/d时时，压力，压力最小，随后，井底压力又开始增大。这是环空最小，随后，井底压力又开始增大。这是环空当量密度和环空摩阻共同作用的结果。根据不当量密度和环空摩阻共同作用的结果。根据不同出气量下的井底压力，结合钻井过程中所监同出气量下的井底压力，结合钻井过程中所监测的地层孔隙压力，就可以合理施加回压，有测的地层孔隙压力，就可以合理施加回压，有效控制天然气的返出量，以保证欠平衡钻井施效控制天然气的返出量，以保证欠平衡钻井施工的顺利进行。工的顺利进行。三三、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心 1/7/2023153 3、钻井液密度设计钻井液密度设计 依据所计算的夏依据所计算的夏40井坍塌压力分布状况，结合夏井坍塌压力分布状况，结合夏72井预测的地层井预测的地层压力、地质岩性、井身结构等，可推算出夏压力、地质岩性、井身结构等，可推算出夏72三开钻井液的密度范围为三开钻井液的密度范围为1.06 g/cm31.20 g/cm3，并可计算出不同气量进入井筒后的井筒压力值。并可计算出不同气量进入井筒后的井筒压力值。结合前面所做的井壁稳定分析数据，最后确定三开钻井液密度的调节范结合前面所做的井壁稳定分析数据，最后确定三开钻井液密度的调节范围为围为1.10 g/cm31.20 g/cm3。三三、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心 1/7/2023163 3、钻井液密度设计钻井液密度设计 夏夏72井井相相对对夏夏40井井处处于于背背斜斜的的高高点点，其其储储层层会会聚聚集集更更多多的的气气体体，这这就就要要求求在在钻钻进进过过程程中中应应切切实实加加强强随随钻钻监监测测，根根据据实实钻钻情情况况及及时时修修正正钻钻井井液液密密度度，控控制制地地层层产产气气量量，以以使使该该井井在在保保证证井井壁壁及及井井口口设设备备安安全全的的前前提提下下实实现现“边喷边钻边喷边钻”，达到最大限度地发现、保护油气层的目的。，达到最大限度地发现、保护油气层的目的。三三、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心 1/7/202317在夏在夏72井实钻过程中，首先选用井实钻过程中，首先选用1.15g/cm3的钻井液钻入新地层，钻遇油气层后，的钻井液钻入新地层，钻遇油气层后，根据现场具体情况，将钻井液密度逐渐调低，接近设计的最低钻井液密度根据现场具体情况，将钻井液密度逐渐调低，接近设计的最低钻井液密度1.10g/cm3，曾出现数次不同程度的挂卡、井壁剥落现象曾出现数次不同程度的挂卡、井壁剥落现象。参照施工前期所做的井壁稳定分析参照施工前期所做的井壁稳定分析与钻与钻井液密度设计，井液密度设计，将将密度调整在密度调整在1.10g/cm3以上，控制以上，控制HTHP失水。同时失水。同时合理调整钻井参合理调整钻井参数，并及时短提，循环划眼。数，并及时短提，循环划眼。维持了在较低的钻井液密度下欠平衡正常施工，保证了维持了在较低的钻井液密度下欠平衡正常施工，保证了井壁的稳定。从这一现象可以充分说明我们在前期设计中所作的井壁稳定分析井壁的稳定。从这一现象可以充分说明我们在前期设计中所作的井壁稳定分析与钻井与钻井液密度设计与现场实钻是非常吻合的。液密度设计与现场实钻是非常吻合的。3 3、钻井液密度设计钻井液密度设计 三三、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心、井壁稳定分析、合理压差计算是欠平衡钻井的核心 1/7/202318四四、套管阀（套管阀（DDV）是全过程欠平衡作业的硬件基础是全过程欠平衡作业的硬件基础 套管套管阀阀在国内已成功在国内已成功应应用用3 3口井次口井次，均在新疆，均在新疆油田使用油田使用。其中夏。其中夏7272井、克井、克8989井使用的是井使用的是WeatherfordWeatherford公司生公司生产产套管套管阀阀（DDVDDV），），夏夏202202井使用井使用的是我局的是我局钻钻研院研制开研院研制开发发的具有自主知的具有自主知识产权识产权的国的国产产井下封井器。上述两种套管井下封井器。上述两种套管阀阀的尺寸均的尺寸均为为244.50mm244.50mm，可承受的最大内外可承受的最大内外压压差均差均为为3535MpaMpa。下表为套管阀在三口井中使用情况对比。下表为套管阀在三口井中使用情况对比。井号井号下入深度下入深度m m 开启次数开启次数（次）（次）开启开启时间时间（minmin）油泵压力油泵压力MPa MPa 最大压最大压差差MPa MPa 夏夏7272井井41141116167 7131315.415.417.517.511.611.6克克8989井井28928912124 47 75.65.68.78.70 0夏夏202202井井4004007 79 91414101016169 91/7/202319在起下钻施工前，先进行循环洗井，尽在起下钻施工前，先进行循环洗井，尽量减少环空钻井液柱中的天然气含量，然后量减少环空钻井液柱中的天然气含量，然后利用旋转防喷器进行带压起钻。钻头提过套利用旋转防喷器进行带压起钻。钻头提过套管阀后，通过地面液控系统关闭套管阀，使管阀后，通过地面液控系统关闭套管阀，使其将上部井筒与下部井筒分隔开。泄掉套管其将上部井筒与下部井筒分隔开。泄掉套管阀上部套压后，即可取出旋转防喷器胶芯，阀上部套压后，即可取出旋转防喷器胶芯，加快速度进行起下钻作业。当钻头下钻至套加快速度进行起下钻作业。当钻头下钻至套管阀顶部时，如套管阀上下井筒的压差较大管阀顶部时，如套管阀上下井筒的压差较大不易打开时，可施加适当回压来平衡此压力不易打开时，可施加适当回压来平衡此压力差，然后打开套管阀，继续下钻。差，然后打开套管阀，继续下钻。四四、套管阀（套管阀（DDV）是全过程欠平衡作业的硬件基础是全过程欠平衡作业的硬件基础 1/7/202320现场应用表明，我院自主研现场应用表明，我院自主研发的国产井下封井器的性能指标发的国产井下封井器的性能指标和应用效果完全与和应用效果完全与WeatherfordWeatherford公公司生司生产产的套管的套管阀阀相当，使用安全、相当，使用安全、可靠，完全可可靠，完全可满满足全足全过过程欠平衡程欠平衡作作业业的要求。的要求。四四、套管阀（套管阀（DDV）是全过程欠平衡作业的硬件基础是全过程欠平衡作业的硬件基础 1/7/2023211 1、在欠平衡钻井起下钻作业前，不需压井，从而避免了压井施工对油气层的伤害；、在欠平衡钻井起下钻作业前，不需压井，从而避免了压井施工对油气层的伤害；2 2、同同强强行行起起下下钻钻装装置置相相比比，套套管管阀阀安安装装简简便便，不不占占据据钻钻台台空空间间，避避免免了了强强行行起起下下钻钻装装置置起起下下钻钻速速度度慢慢、作作业业效效率率低低，对对完完井井管管柱柱和和下下部部钻钻具具组组合合有有特特殊殊要要求求（如如打打孔孔管管、割割缝缝管管、多多稳稳定定器器钻钻具具组组合合等等），对对钻钻机机需需选选型型，体体积积大大，安安全全性性和和稳稳定定性性差差的的缺点；缺点；3 3、使使用用套套管管阀阀可可加加快快起起下下钻钻作作业业时时间间。其其起起下下钻钻状状况况同同正正常常情情况况基基本本相相同同，而而使使用强行起下钻装置，其施工速度不到正常施工的二分之一；用强行起下钻装置，其施工速度不到正常施工的二分之一；四四、套管阀（套管阀（DDV）是全过程欠平衡作业的硬件基础是全过程欠平衡作业的硬件基础 套管阀（套管阀（DDV）作用及优点：作用及优点：1/7/2023224 4、可降低成本。在整个起下钻施工中，由于不压井，就、可降低成本。在整个起下钻施工中，由于不压井，就不需要调整钻井液密度，从而节约了钻井液材料和调整钻不需要调整钻井液密度，从而节约了钻井液材料和调整钻井液密度的时间；井液密度的时间；5 5、易于同标准套管程序相结合，可在正常下套管的过程、易于同标准套管程序相结合，可在正常下套管的过程中下入，安装方便；中下入，安装方便；6 6、允许下入长而复杂的井底钻具组合、测井仪器组合；、允许下入长而复杂的井底钻具组合、测井仪器组合；7 7、套管阀与、套管阀与WilliamsWilliams旋转防喷器相结合，使得带压测井旋转防喷器相结合，使得带压测井装置的安装非常迅速；装置的安装非常迅速；8 8、完井作业中允许下入复杂完井管柱；、完井作业中允许下入复杂完井管柱；9 9、套管阀可以和套管一起下入并固在井内，也可以采用、套管阀可以和套管一起下入并固在井内，也可以采用尾管悬挂器与套管回接方式下入，使用后回收。尾管悬挂器与套管回接方式下入，使用后回收。四四、套管阀（套管阀（DDV）是全过程欠平衡作业的硬件基础是全过程欠平衡作业的硬件基础 1/7/202323为保证夏为保证夏72井三开实现井三开实现带压测井施工，欠平衡钻井带压测井施工，欠平衡钻井施工人员研制了与旋转防喷施工人员研制了与旋转防喷器相匹配的带压测井接头。器相匹配的带压测井接头。在测井施工中使用了带压测在测井施工中使用了带压测井装置，通过注入高粘度密井装置，通过注入高粘度密封油脂解决了测井电缆的密封油脂解决了测井电缆的密封问题。封问题。五、五、带压测井接头完善了欠平衡测井工艺带压测井接头完善了欠平衡测井工艺1/7/202324（1）安装带压测井头；）安装带压测井头；（2）调试安装测井仪器，安装带压测井装置；）调试安装测井仪器，安装带压测井装置；（3）下入测井仪器至套管阀以上，打开套管阀；）下入测井仪器至套管阀以上，打开套管阀；（4）继续下入测井仪器，进行测井作业；）继续下入测井仪器，进行测井作业；（5）测井仪器起至套管阀上部时，关闭套管阀，释放井口套压；）测井仪器起至套管阀上部时，关闭套管阀，释放井口套压；（6）提出测井仪器，完成带压测井。）提出测井仪器，完成带压测井。在测井施工中应依据实际情况定期补充密封油脂。在测井施工中应依据实际情况定期补充密封油脂。五、五、带压测井接头完善了欠平衡测井工艺带压测井接头完善了欠平衡测井工艺 在夏在夏72井电测施工中，通过使用带压测井装置，使测井仪器能够井电测施工中，通过使用带压测井装置，使测井仪器能够在井内自由运动。其测井在井内自由运动。其测井施工施工步骤如下：步骤如下：1/7/202325在在欠欠平平衡衡钻钻井井施施工工过过程程中中，由由于于存存在在着着地地层层岩岩性性、地地层层流流体体的的复复杂杂性性和和不不确确定定性性，钻钻井井参参数数的的多多变变性性，施施工工工工况况的的多多元元化化等等原原因因，这这就就加加大大了了欠欠平平衡衡钻钻井井施施工工的的难难度度。欠欠平平衡衡数数据据采采集集系系统统能能及及时时采采集集钻钻井井参参数数、钻钻井井液液性性能能参参数数，监监测测施施工工过过程程中中所所出出现现的的异异常常情情况况。这这样样，就就使使得得施施工工人人员员实实时时掌掌握握欠欠平平衡衡钻钻井井施施工工状状况况成成为为可可能能，并并能能根根据据实实际际情情况况及及时时作作出出正正确确的的判判断断和和合合理理措措施施，并并对对钻钻井井参参数数、钻钻井井液液性性能能参参数数进进行行调调整整、优化，以确保欠平衡钻井施工是在可控情况下有序进行的。优化，以确保欠平衡钻井施工是在可控情况下有序进行的。六、数据采集监测系统是欠平衡钻井施工的保证六、数据采集监测系统是欠平衡钻井施工的保证 1/7/202326夏夏72井三开使用了欠平井三开使用了欠平衡数据采集系统，能衡数据采集系统，能实时实时采集立管压力、套管压力、采集立管压力、套管压力、井底压力、钻井液排量、井底压力、钻井液排量、井底天然气返出量、钻井井底天然气返出量、钻井液进出口密度、钻压、转液进出口密度、钻压、转速、扭矩、钻速等多个参速、扭矩、钻速等多个参数，同时能对液气分离器数，同时能对液气分离器的钻井液出口和燃烧管线的钻井液出口和燃烧管线出口进行视频监视与记录。出口进行视频监视与记录。六、数据采集监测系统是欠平衡钻井施工的保证六、数据采集监测系统是欠平衡钻井施工的保证 1/7/202327欠平衡数据采集系统还能及时、有效的反映出钻进过程中所出现的一些异常情况，如欠平衡数据采集系统还能及时、有效的反映出钻进过程中所出现的一些异常情况，如当发生轻微溢流或井漏时，返出的钻井液就必将会增加或减少，而数采系统的排量传感仪当发生轻微溢流或井漏时，返出的钻井液就必将会增加或减少，而数采系统的排量传感仪能迅速发现这一细微现象，并能及时予以报警。而在泥浆罐上，溢流量或漏失量往往要达能迅速发现这一细微现象，并能及时予以报警。而在泥浆罐上，溢流量或漏失量往往要达到到1m以上时，才能发现，两者的时间差可达以上时，才能发现，两者的时间差可达15min以上。以上。六、数据采集监测系统是欠平衡钻井施工的保证六、数据采集监测系统是欠平衡钻井施工的保证 1/7/202328 目前我们正在对这套欠平衡数据采集系统进行升级、完善，即在目前我们正在对这套欠平衡数据采集系统进行升级、完善，即在现有采集参数的基础上增加对井底数据（压力、温度、烃值等）的采现有采集参数的基础上增加对井底数据（压力、温度、烃值等）的采集，使技术人员能够更加直观、及时、准确地了解井下的真实状况，集，使技术人员能够更加直观、及时、准确地了解井下的真实状况，从而对钻井参数做出准确及时地调整；同时也可以对目前欠平衡钻井从而对钻井参数做出准确及时地调整；同时也可以对目前欠平衡钻井使用的软件计算模式的准确性进行验证和校核。这套系统的研发成功，使用的软件计算模式的准确性进行验证和校核。这套系统的研发成功，必将对安全、科学实施欠平衡钻井起到至关重要的作用。必将对安全、科学实施欠平衡钻井起到至关重要的作用。六、数据采集监测系统是欠平衡钻井施工的保证六、数据采集监测系统是欠平衡钻井施工的保证 1/7/202329七、夏七、夏72井、夏井、夏202井三开欠平衡钻井工艺的应用特点井三开欠平衡钻井工艺的应用特点1、实实现现了了真真正正意意义义上上的的全全过过程程欠欠平平衡衡钻钻井井施施工工，实实现现了了边边喷喷边边钻钻，达到了科学评价和保护油气层的目的；达到了科学评价和保护油气层的目的；2、在在夏夏72井井三三开开施施工工中中，首首次次应应用用了了美美国国Weatherford公公司司生生产产的的套套管管阀阀，该该井井开开启启次次数数多多达达16次次，同同国国外外使使用用情情况况相相比比也也是是开开启启次次数数最最多多的的欠欠平平衡衡井井。在在夏夏202井井三三开开施施工工中中，首首次次应应用用了了新新疆疆局局钻钻研研院院独独立立开开发发研研制制的的具具有有独独立立知知识识产产权权的的套套管管阀阀，它它的的成成功功使使用用保保证证了了欠欠平平衡衡起起下下钻钻、欠平衡测井的顺利进行；欠平衡测井的顺利进行；3、成成功功使使用用了了自自行行研研制制的的欠欠平平衡衡数数据据采采集集系系统统，保保证证了了夏夏72三三开开欠欠平衡井的顺利施工；平衡井的顺利施工；1/7/202330 4、研制及应用了与威廉姆斯、研制及应用了与威廉姆斯7100旋转防喷器和测井管汇相匹配的带压旋转防喷器和测井管汇相匹配的带压测井头，成功实现了欠平衡状态下直接测井；测井头，成功实现了欠平衡状态下直接测井；5、同常规钻井方式相比，欠平衡钻井能大幅度提高机械钻速。夏、同常规钻井方式相比，欠平衡钻井能大幅度提高机械钻速。夏72井、井、夏夏201井和夏井和夏202井机械钻速同夏井机械钻速同夏40井相比，提高十分明显，乌尔禾组钻速提井相比，提高十分明显，乌尔禾组钻速提高幅度达高幅度达2.182.35倍，夏子街组钻速提高幅度达倍，夏子街组钻速提高幅度达1.702.40倍。倍。6、夏、夏72井欠平衡钻井井段达到井欠平衡钻井井段达到1511m，创全国欠平衡钻井单井进尺最高创全国欠平衡钻井单井进尺最高记录。记录。七、夏七、夏72井、夏井、夏202井三开欠平衡钻井工艺的应用特点井三开欠平衡钻井工艺的应用特点1/7/2023311 1、欠欠平平衡衡钻钻井井施施工工前前，应应尽尽量量多多地地了了解解所所钻钻地地层层的的地地质质状状况况，结结合合所所用用钻钻井井设设备备的的特特点点，制制定定出出详详细细的的欠欠平平衡衡钻钻井井设设计计、施施工工预预案案、应应急急措措施施，并并且且应应在在施工中加强随钻监测的力度和手段；施工中加强随钻监测的力度和手段；2 2、套套管管阀阀（DDVDDV）作作为为欠欠平平衡衡钻钻井井工工艺艺的的一一个个新新型型井井下下工工具具，对对实实现现全全过过程程欠欠平平衡衡钻钻井井非非常常实实用用。从从使使用用情情况况来来看看，当当套套管管阀阀关关闭闭后后，阀阀体体下下部部井井筒筒压压力力无无法法准准确确测测量量，这这对对套套管管阀阀开开启启和和开开启启套套管管阀阀后后的的安安全全会会带带来来一一定定的的风风险险。如如果果能能够做到对套管阀下部井筒压力准确测量，将会对套管阀的安全使用极为有利。够做到对套管阀下部井筒压力准确测量，将会对套管阀的安全使用极为有利。八八、认识认识及建及建议议 1/7/202332 3 3、进进口套管口套管阀阀价格昂价格昂贵贵，新疆局，新疆局钻钻井工井工艺艺研究院已研制出同研究院已研制出同类产类产品，在夏品，在夏202202井井应应用中，最高开启用中，最高开启压压差达到差达到9 9MPaMPa，质质量量稳稳定、性能可靠，定、性能可靠，已达到国外同类已达到国外同类产品的水平，产品的水平，应应大力推广使用大力推广使用；4 4、欠平衡钻井数据采集系统对保证欠平衡钻井的安全、顺利实施起到了重、欠平衡钻井数据采集系统对保证欠平衡钻井的安全、顺利实施起到了重要作用。目前正在完善井底压力实时采集部分，这将对科学实施欠平衡钻井作要作用。目前正在完善井底压力实时采集部分，这将对科学实施欠平衡钻井作业，准确评价和有效开发、保护储层都具有非常重要的作用。业，准确评价和有效开发、保护储层都具有非常重要的作用。5 5、应进一步加强欠平衡钻井井底压力监测技术的研究工作，变地面监测为应进一步加强欠平衡钻井井底压力监测技术的研究工作，变地面监测为井下实时监测，做到早期发现、早期监控；井下实时监测，做到早期发现、早期监控；6 6、进一步完善和发展全过程欠平衡钻井技术，拓宽该项技术的应用范围。进一步完善和发展全过程欠平衡钻井技术，拓宽该项技术的应用范围。八八、认识认识及建及建议议 1/7/2023331/7/202334