欠平衡钻井井底压力控制技术

胡征

摘要：随着我国油田经济的不断发展，钻井技术已经得到了完善和改进。欠平衡钻井技术在钻井过程中有着显著的优点，但是欠平衡钻井技术在应用过程中对稳定性的要求非常高，而在实际应用过程中影响井底压力的因素非常多，这些因素的存在导致欠平衡钻井技术在应用过程中会出现问题，因此需要对造成压力波动的因素进行分析，并提出相应的解决措施，能够有效完善欠平衡钻井技术在钻井过程中的应用。

关键词：欠平衡钻井;控制技术;井底压力

在进行欠平衡钻井过程中，井底压力和地层孔隙压力会形成压差状态，压差状态的存在能够有效保护油气层。在实际应用过程中，如果欠压值出现不合理，造成压差过大，就会对地层以及地面设备造成很大影响，以至于增加施工风险。如果压差过小就会引起井底压差波动，对欠平衡钻井造成影响，进而对油田储集层造成伤害。因此在进行欠平衡钻井过程中要确定欠压值，影响井底压力波动的不确定因素非常多，必须要依靠足够的手段来控制井底压力，避免井底压力出现较大波动，是保证欠平衡钻井施工最为有效的手段。

1井底压力控制技术

1.1井底压力监控法

在进行欠平衡钻井过程中，需要依靠PWD技术对井底压力进行检测，并通过检测数据进行压力控制，当井底压力处于欠平衡状态时，可以利用该方法对井底压力进行控制，井底压力监控法是一种最直接、最准确的方法。如果存在以下几种情况，仅是依靠地面压力很难估算出井底压力，需要通过井底压力检测技术来实现压力控制。

在进行钻井过程中，采用井底动力钻具会受到马达压力损耗的影响，因此很难通过地层压力来表示井底压力，需要采用PWD技术对井底压力进行检测，从而确定井底压力的大小。

利用欠平衡钻井技术对大斜度定向井或者大位移井进行钻井时，会受到井眼清洗条件的影响，导致在水平段的压力耗损较大，合理利用PWD技术能够有效判断水平段是否出现欠平衡状态。

PWD技术能够对井底压力进行检测，当检测结果显示井底处于过平衡状态时，井底压力与地层压力之间没有必然联系，因此降低立压值能够引起PWD技术所检测的井底压力降低，但井底有可能处于正压差状态。虽然PWD技术能够有效对井底压力进行检测，但是由于该设备的运行成本较高，因此在国内并没有得到大范围使用。

1.2井眼出流量控制法

地层是否有流体产生是衡量井底是否处于欠压状态的条件，如果地层内有持续流体产出，说明地层处于欠平衡状态。合理控制地层流量保持在少量的增长状态，不仅有利于保持井眼出流量稳定，而且还能够有效降低设备压力，通过控制井眼出流量，保持井底有小流量采出，能够有效控制欠平衡压力钻井控制。

但是在实际应用过程中，井眼出流量会包含气体出流和液体出流两个方面，如果仅是单纯的液体出流，那么对其压力控制比较简单，如果出流中还有气体，那么在理论上和操作上对其控制就比较复杂。在进行控制过程中，在同一单位时间内，需要将流量控制在合理范围之内，才能有效进行井底压力控制，该方法的使用不管是在理论上还是流量检测设备上都需要进行完善和改进，目前该方法并没有得到广泛使用。

1.3立管压力控制法

在进行欠平衡钻井过程中，环空中除钻井液之外还会存在岩屑以及气体，具有三相流动特性，因此在计算环空中三相流对经济压力造成的影响比较麻烦，需要拥有专业的模型、软件、计算机以及操作人员来完成，所计算出的结果也无法保证精确性。

通常情况下，当欠平衡钻井液中含有气、液、固三相分离系统时，能够将井内所采出的流体进行气、固分离，可以有效确保入口钻井液性能密度稳定，因此在利用单向流模型进行计算液柱压力和压耗时，需要计算出立管压力和井底压力，并且对井底压力进行分析和判断。依靠立压来控制井底欠压的方式比较简单，且较为准确。

1.4注入流量控制法

通过改变气、液的注入量能够有效改变沿程压力所造成的损害，如果地层压力和预测压力两者之间的差异性比较大，并且井口回压要高于原设计回压状态，需要采用常规方式对钻井液进行密度调整。从改变排量角度进行分析，对于原设计的液体注入量可以改变，改变注入量，既不会增大设备的需求，也不会对地层造成危害，通过改变排量的方法能够有效改变井底欠压值，该方法比较简单，而且运行成本较低，是目前很多油田企业在进行欠平衡压力钻井过程中最常用的井底压力控制技术。

2井底压力控制方法的选用

欠平衡钻井压力控制方法中主要是通过调节流动节流阀开度实现，只是在具体操作中控制方式的不同。想要实现井底压力控制需要拥有先进的井底压力检测方法，在此过程中需要投入的技术和设备成本比较高，我国对于地层产出量控制方法的运用还不是特别成熟，在钻井设备条件充足的情况下，压力差值不是特别高，可以采用立压控制法和套压控制法进行欠平衡钻井。

由于地层流体会不断侵入井底，采用井口回压控制井底压力时，环空液柱压力会出现变化，如果地层流体的侵入量不是特别高，环空压耗会因为气体的侵入而出现减少，因此在实际应用过程中，如果能够有效控制井口回压，就可以使井中立压降低，欠平衡压差值就会出现明显增大的情况，因此要想维持井底欠压值，就需要改变井口回压的大小。

在进行欠平衡钻井过程中，利用回压控制的方法来维持欠压值比较简单，如果地层只产出液相，那么环空液柱压力会随着混入流体的多少而发生改变，如果地层产出液相和气相，那么环空液柱压力不仅会随着混入流体的多少而发生改变，而且会随着混入气体的多少而发生改变。因此需要及时更新监测手段和计算手段，才能够在最大程度上保持井底压力不变。

3结束语

从目前欠平衡压力钻井的使用实际情況来看，欠平衡压力钻井能够有效保护油井储层，提升油井的钻井速率，并且对于非均质性严重的油层能够有效控制井底压力，进而提升油田的经济效益，降低钻井作业成本，欠平衡压力钻井技术的应用前景非常良好。

参考文献：

[1]侯绪田.欠平衡钻井井底压力自动控制技术[J].石油钻探技术，2004（02）：25-26.

[2]刘佳娜，李友军，梁俊恒.欠平衡钻井压差确定及井底压力控制技术[J].科技资讯，2010（12）：119.

[2]于勤学.欠平衡钻井井底压力控制技术探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2017（3）