欠平衡钻井技术：油气勘探开发的新革命
http://www.51xue.org.cn 2007/6/18 源自:中华职工学习网 【字体：
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11月16日~17日，笔者从在四川广汉召开的中国石油天然气集团公司欠平衡钻井技术交流会上了解到，我国欠平衡钻井技术经过近年快步发展，已经走上前台，将要挑起石油钻井工程的大梁，为在低压、低渗、低产和难采储层中艰难前行的油气勘探开发带来革命性的变化。
与会的国内外技术专家一百多人，他们来自中油集团和中石化集团所属油田、相关研究院所和高校、部分厂家以及两家国外专业公司，满怀着对欠平衡钻井技术发展的期望和信心。工程院院士罗平亚：从过平衡到平衡到欠平衡，欠平衡技术是必然的发展方向；中油集团科技部孙宁副主任：什么技术既能成倍甚至成十倍提高钻井速度、又能成倍甚至成十倍提高单井产量？欠平衡钻井！美国威德福公司副总裁：我们2003年在全球打了2800多口欠平衡井，2004年将超过4100口。
打破瓶颈的首选技术
近年来，陆上石油面临的双重压力越来越大：一方面，油气需求空前剧增，全球供应空前紧张；另一方面，国内油气勘探 “好吃的肥肉”越来越少，勘探领域越来越向低压低渗低产储层、衰竭储层、难采储层深入，全国难动用储量高达60多亿吨。长庆苏里格气田探明储量6000亿立方米，但低压低渗低产，开发成本高，至今进展缓慢；四川盆地上三叠系总资源量高达9000亿立方米以上，同样因为类似的原因，勘探效果一直不理想，探明率仅5%，探明资源转化率不到20%。与此同时，各油田钻井工程中处理井漏、井斜、卡钻、出水、井壁坍塌等井下复杂情况不但占去大量钻井时间，而且成为钻井成本居高不下的主要因素。在四川，仅处理井漏或因井漏带来的复杂情况即占钻井总时间的8~10%，有的井甚至因井漏而报废，一年仅井漏造成的损失就近亿元。钻井工程速度慢、周期长、成本高，已对勘探开发形成严重的瓶颈制约。市场急切呼唤革命性的技术来破解上述地质和工程两大僵局：既能拿储量拿产量，又能提高钻井效率、降低勘探开发成本。欠平衡钻井技术历史性地担当起这一打破瓶颈、开创新局面的重任。
欠平衡钻井成果喜人
自上世纪末再次启动以来，欠平衡钻井首先在大港油田先声夺人，接着在川渝气田实现飞跃，同时，长庆、大庆、辽河、新疆等全集团大部分油田先后迈开了坚实的步伐。在这次交流会上，盘点近年来欠平衡钻井取得的成果，主要有以下几方面。
第一是发现和有效保护了油气藏。大港发现的古潜山油气藏含气面积60多平方公里，油气储量上亿吨；四川更是喜人：打井近80口，获工业气井35口，累计获天然气测试日产量333万立方米，在接连发现邛西、南井、潼南、白浅等多个构造的同时，还在一些产能衰竭的老气田收到增大井口产能的良好效果。其中仅在邛西构造即获得控制储量263亿立方米，探明储量57亿立方米。此外长庆在苏里格气田、大庆在长垣东部火山岩储层采用欠平衡钻井都有良好发现。
第二是解决工程问题。采用空气、天然气、柴油机尾气等气体介质钻井，在四川、长庆、大港、大庆、玉门等多个油田顺利穿过漏层、避免压差卡钻、成倍甚至成十倍地提高了钻井速度，缩短了钻井周期，降低了钻井综合成本。
第三是欠平衡钻井技术本身进步迅速。装备上，开展了旋转防喷器、液气分离器、真空除气器、不压井作业装置、平板阀、井下控制阀、空气锤、空气螺杆钻具、空气压缩机等一系列欠平衡钻井装备和工具的国产化研究并获得可喜成果。尤其是四川，不但自主开发，获得多项国家专利，实现了全面系列配套，而且与国外先进装备相比具有很高的性价比。工艺技术上，对轻质泥浆钻井、充气钻井、空气钻井、天然气钻井、惰性气体钻井、泡沫钻井、雾化钻井等多种工艺技术进行了成功的研究和应用，对欠平衡钻井与完井、录井方式的配合、与水平井等相关技术的配合等配套技术的研究和应用上初见成效。形成了全过程欠平衡钻井的技术和能力。在规范化建设上，初步建立了欠平衡钻井的相关技术规范、操作规范和安全规范。四川、大港、大庆等部分油田组建了专业化的欠平衡钻井公司。
市场空间有多大？
一组数据很说明问题。2003年，美国采用欠平衡方式钻井2200多口，占当年钻井总数的15~20%；中油集团从上世纪末至今六年时间共欠平衡钻井150余口。2004年，全集团可完成欠平衡井50~60口，按全集团每年打井7000口计算，欠平衡钻井数仅占钻井总数的不到1%。
巨大的差距意味着巨大的市场。如果整个中油集团采用欠平衡方式钻井的比例达到10%，每年就将有700口井的市场容量。
在四川，2003年欠平衡钻井33口，2004年可望完成35~38口，已经占到川渝气田钻井总量的20%以上，所以四川在油气发现和解决工程难题两方面所取得的效果在全国非常突出。实际上我们应该倒过来说，正是因为四川在欠平衡钻井应用中取得良好效果，才赢得了市场的热烈反应，它的钻井量才得以快速增长。
欠平衡钻井是很早就有的技术，由于人们认识能力和技术水平的限制，这项技术的使用长期以来被限制在非常狭窄的范围甚至被束之高阁。即便使用，也仅仅是作为常规钻井的一种补充。近年来，随着井控等一系列支撑技术的成熟，欠平衡钻井的能力越来越多地被发掘出来，一些以前认为不能打欠平衡井的地层也能够打了、不适合采用的工艺也能够采用了。在一些地方，欠平衡钻井甚至还获得了众多意外发现，显示该技术越来越多地发展成为了一种增产技术，一种提高采收率的重要手段。从发展趋势看，随着与之相关的认识不断深化、技术不断成熟，欠平衡钻井的应用范围将会越来越大。
下一步做什么？
在这次会议上，集团公司明确提出，明年各油田的欠平衡钻井都要迈开步子。此前，西南油气田分公司也明确要求，凡是具备使用欠平衡钻井条件的井，一律使用欠平衡钻井技术。显示欠平衡钻井技术正在成为勘探开发的主导技术之一。
但是欠平衡钻井是一个系统工程，必须进行系统的研究。目前推广欠平衡钻井的基本条件虽然已经具备，但需要攻克的难关还很多。比如全过程欠平衡钻井中完井、录井和固井的问题，比如欠平衡钻井技术如何与水平井、分支井等相关技术配合实现最大限度增产的问题，比如从储层欠平衡钻井发展到全井欠平衡钻井过程中可能产生的诸多问题等等，无不涉及工艺理论、装备、具体施工等每一个环节，必须加大力度进行系统的攻关。
同时欠平衡钻井是一项高风险、高技术作业，必须规范运作。什么样的井适合搞欠平衡？什么样的地层适合什么方式的欠平衡钻井？什么样的队伍才能够承担欠平衡钻井施工作业？技术措施如何落实？安全保障如何到位？解决这些问题必须建立一套完整科学的规范体系并真正实现规范化运作。根据先进国家的经验，欠平衡钻井一定要专业化公司来做，并由油公司在每口井派驻专业的欠平衡钻井监督。这次会议提出，下一步全集团公司要组建并武装一批专业化欠平衡钻井公司，培养一批高素质的欠平衡钻井监督，设立资质要求，实行市场准入制度，务使欠平衡钻井在规范、安全中发展。
与会的国内外技术专家一百多人，他们来自中油集团和中石化集团所属油田、相关研究院所和高校、部分厂家以及两家国外专业公司，满怀着对欠平衡钻井技术发展的期望和信心。工程院院士罗平亚：从过平衡到平衡到欠平衡，欠平衡技术是必然的发展方向；中油集团科技部孙宁副主任：什么技术既能成倍甚至成十倍提高钻井速度、又能成倍甚至成十倍提高单井产量？欠平衡钻井！美国威德福公司副总裁：我们2003年在全球打了2800多口欠平衡井，2004年将超过4100口。
打破瓶颈的首选技术
近年来，陆上石油面临的双重压力越来越大：一方面，油气需求空前剧增，全球供应空前紧张；另一方面，国内油气勘探 “好吃的肥肉”越来越少，勘探领域越来越向低压低渗低产储层、衰竭储层、难采储层深入，全国难动用储量高达60多亿吨。长庆苏里格气田探明储量6000亿立方米，但低压低渗低产，开发成本高，至今进展缓慢；四川盆地上三叠系总资源量高达9000亿立方米以上，同样因为类似的原因，勘探效果一直不理想，探明率仅5%，探明资源转化率不到20%。与此同时，各油田钻井工程中处理井漏、井斜、卡钻、出水、井壁坍塌等井下复杂情况不但占去大量钻井时间，而且成为钻井成本居高不下的主要因素。在四川，仅处理井漏或因井漏带来的复杂情况即占钻井总时间的8~10%，有的井甚至因井漏而报废，一年仅井漏造成的损失就近亿元。钻井工程速度慢、周期长、成本高，已对勘探开发形成严重的瓶颈制约。市场急切呼唤革命性的技术来破解上述地质和工程两大僵局：既能拿储量拿产量，又能提高钻井效率、降低勘探开发成本。欠平衡钻井技术历史性地担当起这一打破瓶颈、开创新局面的重任。
欠平衡钻井成果喜人
自上世纪末再次启动以来，欠平衡钻井首先在大港油田先声夺人，接着在川渝气田实现飞跃，同时，长庆、大庆、辽河、新疆等全集团大部分油田先后迈开了坚实的步伐。在这次交流会上，盘点近年来欠平衡钻井取得的成果，主要有以下几方面。
第一是发现和有效保护了油气藏。大港发现的古潜山油气藏含气面积60多平方公里，油气储量上亿吨；四川更是喜人：打井近80口，获工业气井35口，累计获天然气测试日产量333万立方米，在接连发现邛西、南井、潼南、白浅等多个构造的同时，还在一些产能衰竭的老气田收到增大井口产能的良好效果。其中仅在邛西构造即获得控制储量263亿立方米，探明储量57亿立方米。此外长庆在苏里格气田、大庆在长垣东部火山岩储层采用欠平衡钻井都有良好发现。
第二是解决工程问题。采用空气、天然气、柴油机尾气等气体介质钻井，在四川、长庆、大港、大庆、玉门等多个油田顺利穿过漏层、避免压差卡钻、成倍甚至成十倍地提高了钻井速度，缩短了钻井周期，降低了钻井综合成本。
第三是欠平衡钻井技术本身进步迅速。装备上，开展了旋转防喷器、液气分离器、真空除气器、不压井作业装置、平板阀、井下控制阀、空气锤、空气螺杆钻具、空气压缩机等一系列欠平衡钻井装备和工具的国产化研究并获得可喜成果。尤其是四川，不但自主开发，获得多项国家专利，实现了全面系列配套，而且与国外先进装备相比具有很高的性价比。工艺技术上，对轻质泥浆钻井、充气钻井、空气钻井、天然气钻井、惰性气体钻井、泡沫钻井、雾化钻井等多种工艺技术进行了成功的研究和应用，对欠平衡钻井与完井、录井方式的配合、与水平井等相关技术的配合等配套技术的研究和应用上初见成效。形成了全过程欠平衡钻井的技术和能力。在规范化建设上，初步建立了欠平衡钻井的相关技术规范、操作规范和安全规范。四川、大港、大庆等部分油田组建了专业化的欠平衡钻井公司。
市场空间有多大？
一组数据很说明问题。2003年，美国采用欠平衡方式钻井2200多口，占当年钻井总数的15~20%；中油集团从上世纪末至今六年时间共欠平衡钻井150余口。2004年，全集团可完成欠平衡井50~60口，按全集团每年打井7000口计算，欠平衡钻井数仅占钻井总数的不到1%。
巨大的差距意味着巨大的市场。如果整个中油集团采用欠平衡方式钻井的比例达到10%，每年就将有700口井的市场容量。
在四川，2003年欠平衡钻井33口，2004年可望完成35~38口，已经占到川渝气田钻井总量的20%以上，所以四川在油气发现和解决工程难题两方面所取得的效果在全国非常突出。实际上我们应该倒过来说，正是因为四川在欠平衡钻井应用中取得良好效果，才赢得了市场的热烈反应，它的钻井量才得以快速增长。
欠平衡钻井是很早就有的技术，由于人们认识能力和技术水平的限制，这项技术的使用长期以来被限制在非常狭窄的范围甚至被束之高阁。即便使用，也仅仅是作为常规钻井的一种补充。近年来，随着井控等一系列支撑技术的成熟，欠平衡钻井的能力越来越多地被发掘出来，一些以前认为不能打欠平衡井的地层也能够打了、不适合采用的工艺也能够采用了。在一些地方，欠平衡钻井甚至还获得了众多意外发现，显示该技术越来越多地发展成为了一种增产技术，一种提高采收率的重要手段。从发展趋势看，随着与之相关的认识不断深化、技术不断成熟，欠平衡钻井的应用范围将会越来越大。
下一步做什么？
在这次会议上，集团公司明确提出，明年各油田的欠平衡钻井都要迈开步子。此前，西南油气田分公司也明确要求，凡是具备使用欠平衡钻井条件的井，一律使用欠平衡钻井技术。显示欠平衡钻井技术正在成为勘探开发的主导技术之一。
但是欠平衡钻井是一个系统工程，必须进行系统的研究。目前推广欠平衡钻井的基本条件虽然已经具备，但需要攻克的难关还很多。比如全过程欠平衡钻井中完井、录井和固井的问题，比如欠平衡钻井技术如何与水平井、分支井等相关技术配合实现最大限度增产的问题，比如从储层欠平衡钻井发展到全井欠平衡钻井过程中可能产生的诸多问题等等，无不涉及工艺理论、装备、具体施工等每一个环节，必须加大力度进行系统的攻关。
同时欠平衡钻井是一项高风险、高技术作业，必须规范运作。什么样的井适合搞欠平衡？什么样的地层适合什么方式的欠平衡钻井？什么样的队伍才能够承担欠平衡钻井施工作业？技术措施如何落实？安全保障如何到位？解决这些问题必须建立一套完整科学的规范体系并真正实现规范化运作。根据先进国家的经验，欠平衡钻井一定要专业化公司来做，并由油公司在每口井派驻专业的欠平衡钻井监督。这次会议提出，下一步全集团公司要组建并武装一批专业化欠平衡钻井公司，培养一批高素质的欠平衡钻井监督，设立资质要求，实行市场准入制度，务使欠平衡钻井在规范、安全中发展。
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