克／立方厘米；
4．充气钻井液钻井，包括通过立管注气和井下注气两种方式。井下注气技术是通过寄生管、同心管、钻柱和连续油管等在钻进的同时往井下的钻井液中注空气、天然气、氮气。其密度适用范围为0.7-0.9克／立方厘米，是应用广泛的一种欠平衡钻井方法；
5．水或卤水钻井液钻井，密度适用范围1～1．30克／立方厘米； 6．油包水或水包油钻井液钻井，密度适用范围为O．8～1．02克／立方厘米：
7．常规钻井液钻井(采用密度减轻剂)，密度适用范围大于0．9克／立方厘米；
8．泥浆帽钻井，国外称之为浮动泥浆钻井，用于钻地层较深的高压裂缝层或高含硫化氢的气层。
欠平衡钻井技术按工艺分类可分为两种：流钻是指使用普通钻井液的欠平衡钻井；人工诱导欠平衡钻井是指南于地层压力太低，必须采用特殊的钻井液和工艺才能建立欠平衡。
1.3欠平衡钻井技术的优点
欠平衡钻井技术主要有以下几个优点： 1、有效的保护油气层
采用欠平衡钻井，能做到钻井液液柱压力小于地层压力，钻井液对油气层基本小会污染，从而有利于发现和保护油气层，提高油气井产能。
2、有效的克服井漏及钻井事故
对低压、裂缝及溶洞发育地层，采用欠平衡钻井，可防止井漏，尤其是能有效的使用允气钻井液及泡沫钻井液来减少钻井液液柱压力，减少井漏及粘卡等事故。
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3、减少水敏性泥页岩的水化
采用欠平衡钻井，能极人的减少钻井液特别是钻井液滤液进入地层，有效的控制泥页岩的水化膨胀及坍塌，使井眼比较稳定。
4、提高钻井速度
采用欠平衡钻井，由于钻井液液柱压力小于井底地层压力，有利于钻头破岩，提高机械钻速[2]。
1.4欠平衡钻井在勘探开发中的作用
欠平衡钻井在勘探开发中的作用主要体现在：
（1）在油气勘探上，欠平衡钻井技术可以提高低压、复杂岩性、水敏性、裂缝性等类储层油气的发现和保护，因此，对于油气勘探来说它是一种油气层识别技术;
（2）在油气开发上，欠平衡钻井技术可以通过有效地保护储层，提高单井产量，降低开发综合成本。因此，对于油气开发来说它是一种油气层保护技术;
（3）在工程上，欠平衡钻井技术可以解决低压地层漏失问题，提高机械钻速、减少压差卡钻。因此，对于钻井工程来讲，它是二次井控技术、保护油气层钻井技术、防漏技术和提高机械钻速的方法。
l.5适合采用欠平衡钻井的地层
正确采用欠平衡钻井技术，可以取得巨大的技术和经济效益，反之则可能成一列负而效应。选择适合欠平衡钻井技术的地层是实施欠平衡钻井的关键冈素。所以在进行欠平衡钻井设计之前，要认真进行调查研究，选准地层。根据欠平衡钻井技术的特点和实施欠平衡钻井的经验，适合采用欠平衡钻井的地层有：
1、高渗并胶结良好的结品砂岩地层和碳酸岩地层 2、高渗、胶结较筹的砂岩地层 3、微裂缝地层
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4、枯竭油气层
5、对水基钻井液敏感成分含量过高的地层 6、与钻井液滤液严重不相容的地层 7、低束缚水或低含油饱和度的脱水地层 不适合欠平衡钻井的地层 1、高压和高渗透率相结合地层； 2、受压力约束的地层； 3、常规地层。
第2章 欠平衡钻井在国内的研究现状与应用
2.1欠平衡钻井国内研究现状与应用概况
早在20世纪50年代，国内的四川油田就开始运用欠平衡钻井技术，但由于设备能力不足、地层出水等问题而放弃。进入80年代以来，新疆石油管理局首先开展了泡沫钻井技术的研究与应用，于1984年在克拉玛依油田红一29井成功地进行了我国第一口泡沫钻井。为了满足不同地层对欠平衡钻井的需要，随后又相继开发了空气钻井、雾化钻井、充气钻井和低密度泥浆钻井等欠平衡钻井技术。目前全国各大石油院校及油田都在不同程度上开展了欠平衡钻井技术的研究和推广应用，并取得了显著的经济效益。四川油田从1999年～2002年间，从单一欠平衡钻井技术初步发展形成了欠平衡钻井、欠平衡取心、不压井起下钻、不压井测井、欠平衡完井等全过程欠平衡钻井完井配套技术。
根据1999年全国昆明井控会上的介绍，我国所引进的主要是旋转控制头，也有旋转防喷器，其中1715MPa旋转控制头己达16台。新疆局还引进了1套雾
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化钻井装置。实现欠平衡方法基本上都是采用自然法。到目前为止，国产旋转控制头(旋转防喷器)比较成熟的产品，仅有四川石油管理局钻采工艺技术研究院(以下简称“钻采院”) 一家己形成系列配套装备及技术。目前，已有315MPa、5MPa、7MPa产品在现场使用。分别在川西南矿区24口井、四川自贡盐业钻井大队罗145井、川中矿区美国安然公司反承包井角59E井和金106井、川西北矿区白浅29井以及川东钻探公司渡5井等应用，1999中原油田购买了一套四川石油局钻采院研制的动密封压力为7MPa的旋转防喷器应用于该油田[3]。
国内欠平衡钻井技术近年来发展较快。国内采用该项技术完成60余口井，所用设备主要以引进为主。新疆、中原、大港、胜利等油田引进了一批设备，钻成了一批欠平衡井，具有了一定的经验。“九五”期间大港油田针对前三系深层勘探进行了欠平衡钻井完井技术综合研究，在千米桥潜山和乌马营潜山采用低密度无固相钻井液休系实施了欠平衡钻井工艺技术，完井采用射孔完成，成功的发现了千米桥潜山亿吨级的凝析油气田，揭示了乌马营潜山储油气藏特征。随着国内欠平衡技术认识的不断加深，该技术开始逐渐被应用于老油田的开发，今后欠平衡技术在国内的应用范围将逐渐扩大，设备配套国产化的进程将逐渐加快，实现全过程欠平衡将成为今后同内各油田发展的目标。
2.2欠平衡钻井技术在国内的应用对象
我国的欠平衡钻井技术主要应用于： 1、油／气层，预防置换性漏失伤害储层
一些油田的碳酸盐岩、火成岩储层，由于构造作用和后期成岩作用，缝洞特别发育，钻井过程中时常会出现置换性漏失，多数时候表现为只进不出，有的则是泵入钻井液，甚至是稠化水都会发生大规模漏失，但停泵后时常因油气密度较钻井液或盐水小而将缝洞中的油或气置换出米，即表现为先前漏失了大量的钻井液或盐水，而后井口又返出大量油／气。现场般有效措施，以避免因这种置换性漏失对储层所造成的伤害。
2、低渗储层，提高单井产量
吐哈油田三塘湖地区石炭系火山岩裂缝性储层属“三低”储层，在常规钻井
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条件下易于发生恶性漏失。以前钻井近200口，虽然采取了酸化、压裂等储层改造措施，但单井原油产量直不够高，开发效果较差。2007年推广应用氮气欠平衡钻井后，有效避免了漏失，保护了储层，牛东8一12井等15口井的单井产量显著提高，其中有几口井突破了日产百吨的大关。
3、漏失性地层(非目的层)，减少井下复杂事故
钻井过程中，时常碰到漏失频繁、漏失量极大的井区和层段。有的井同一井段漏失量可达1000m3以上，有的井则连续漏失，表现为一打新层段又继续漏失，一几井专门堵漏可达10多次。漏失易引发其他井下复杂事故，是导致钻井周期长、成本高的主要因素。
4、可钻性差的地层，有效提高机械钻速
准噶尔盆地陆东地区石炭系火成岩地层，岩性变化大，可钻性差，由于裂缝发育还时常发生漏失。为了提高该区石炭系硬地层的钻井速度，根据地质条件，在优选钻头的同时，选择部分压力系数偏低、靠近断层的井进行欠平衡钻井，不仅有效地避免了漏失，减少了井下复杂情况，控制了事故，还大幅度提高了机械钻速。
根据不同的地理条件，欠平衡钻井技术在新疆油田和四川油田得到了应用，并取得了很好的效果[4]。
2.3欠平衡钻井技术国内应用实例
1.中原油田白21井。中原油田在深部高压低渗地层的钻探中，经常遇到良好的油气显示，而在完井测试中却得不到理想的工业油气流。白21井欠平衡钻井井段3905～4190m，设计地层压力系数为1.50g/cm3，实际钻井液密度为1.30g/cm3，负压值控制在8.0～8.5MPa，该井的实施，成功地在高压低渗砂岩油藏地层中实现了“边喷边钻”，降低了钻井液对产层的污染。
2.新疆小拐油田，G1137井和G1063井在砂岩油藏成功实施了欠平衡钻井作业。G1137井欠平衡井段为3100～3300m；G1063井欠平衡井段为3385～3675m；目的层压力系数1.13g/cm3，欠平衡采用的钻井液密度为1.01～1.03g/cm3。
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欠平衡钻井技术研究与应用解读
