油燃而声 第21期 | 提速增效——欠平衡钻井、气体钻井与控压钻井技术
油燃
而声
第21期
张烈辉 | 《油气简史》
（第二版 富媒体版）
常规的钻井属于过平衡钻井，钻井液压力大于地层流体压力，小于地层破裂压力。这样做的好处是：防止井喷，但是缺点是：把钻开的岩屑 “压”在井底，没办法动弹，导致越钻越慢，速度和效率低下。是否有一种办法让岩屑快速离开井底类似磁悬浮列车一样呢？答案就是欠平衡钻井、气体钻井与控压钻井，让地层流体顶着岩屑快速离开井底，实现提速增效。
欠平衡钻井又叫负压钻井，是指在钻井时井底压力小于地层压力，井底的流体有控制地进入井筒并且循环到地面上的钻井技术。欠平衡钻井时，钻井液压力略小于地层流体压力，也小于地层破裂压力。欠平衡钻井有可能提高钻速和减少衰竭油藏中的井漏问题，能够减少储层伤害，便于及早发现油气藏。
欠平衡钻井时，井底压力与地层压力之差是“负”压差。欠平衡钻井的“流体”可以是钻井液，也可以是气体、水或盐水等。因此，常见的欠平衡钻井系列分为：气体钻井、雾化钻井、泡沫钻井液钻井、充气钻井液钻井等。欠平衡钻井虽然好，但是一旦操作不好就可能引起重大事故，因此，需要增加一系列安全监控与控制的装备、工具。
▲欠平衡钻井配套装备
知识小讲堂
气体钻井技术是欠平衡钻井的一种类型，使用气体基流体，如空气、氮气、二氧化碳、天然气、气液混合流体等代替传统钻井液作为钻井循环介质的钻井技术。气体钻井的井筒内主要是气体，井筒压力是所有钻井方式中压力最低的，是为了钻开低压油气层、严重漏失层、坚硬而不含水的地层而发展起来的。适用于低压低渗透油气藏勘探开发，其适用条件是所钻地层不含水或微含水、井壁稳定。其优点是可以提高钻速，并有利于保护油气层。其主要的配套装备包括空气压缩机、增压机、注入管汇、排砂系统、点火系统等。
▲气体钻井配套装备
知识小讲堂
控压钻井(MPD）通过控制井筒环空循环流体介质的流量与流态、井口施加压力等因素，使环空压力保持在一定的范围，井底压力小于地层压力，且井底压力与地层压力的差值控制在一定范围内，这样就可以避免常规过平衡钻井时机械钻速慢、储层伤害的问题，又可以避免钻井井下安全事故，从而减少非钻井作业时间，提高钻井效率，降低作业成本。要实现控压钻井，就需要精细的环空流动压降计算、井口回压控制系统、自动监控软硬件系统等，因此现场作业时需要额外增加相应的软硬件。
▲控压钻井配套的专用配套设备
知识小讲堂
我们下期再见！
往期精彩
答完这道Q&A，离开学不远了
图片 | 侯雪梅
图文来源 | 《油气简史》编辑 | 张奉圩责编 | 石娇杨
审核 | 刘仲铭