應用上水平：今年，集團公司工程技術板塊提出，持續(xù)深化欠平衡鉆井在鉆井提速、應對井漏等復雜情況方面的應用，特別是推井氣體鉆在深井提速中的應用，提升氣體鉆井裝備能力，拓展氣體鉆井應用范圍。
要積極推進全過程欠平衡鉆井技術應用，做好與
水平井技術相結合，最大限度發(fā)現(xiàn)和保護
油氣藏，提高單井產(chǎn)量。
持續(xù)促提升：目前，欠平衡鉆井技術進展主要集中在井控、
鉆井液、程序設計、特殊工具等方面。
國外能成熟運用新一代欠平衡鉆井技術，即在鉆進、接單根、換
鉆頭、起下鉆等全部作業(yè)過程中保持井下循環(huán)系統(tǒng)中流體的靜水壓力小于目標油氣層壓力。欠平衡鉆井技術越來越多地與水平井多分支井及小井眼鉆井技術相結合，開發(fā)了一些新老油田，應用范圍日益廣泛。
未來集成化：欠平衡鉆井技術發(fā)展方向是鉆井模型分析、更有效的鉆井液、更有效的井底導向系統(tǒng)與馬達。這有利于新的鉆井液井控與地面分離系統(tǒng)的發(fā)展，集成化是大趨勢。
欠平衡鉆井技術將進一步朝安全、簡便和適用的方向發(fā)展。這項技術對于保護油層和提高鉆井速度具有重要意義，將廣泛用于低壓、低滲透油田。
在欠平衡鉆井技術發(fā)展歷史上，兩個500口欠平衡井粗線條描繪出中國石油欠平衡鉆井的昨天、今天，并由此期待著更加美好的明天。
第一個500口，是從中國現(xiàn)代石油工業(yè)開始到2006年，中國石油一共打的欠平衡井總數(shù)；第二個500口是2012年一年實施欠平衡鉆井目標。
兩個500口告訴大家：中國石油正以前所未有的速度和緊迫感推動欠平衡鉆井技術發(fā)展。
時代的呼喚
對于中國石油工業(yè)來說，欠平衡鉆井是一個熟悉又陌生的詞匯。
熟悉的是因為1284年中國就首次采用頓鉆鉆井，直到1895年，鉆井以頓鉆為主，全部都是敞開井口邊噴邊鉆欠平衡鉆井。陌生的是因為雖然欠平衡鉆井在中國起源很早，卻在西方實現(xiàn)跨越式發(fā)展，最終又以“舶來物”身份回到中國，并成為中國石油目前大力推廣的“明星”鉆井技術。
何為欠平衡鉆井？大慶有句樸素的話：壓力是靈魂。欠平衡鉆井是一個與靈魂打交道的藝術。它的革命性變化就在于一改以往過平衡鉆井的“壓著打”，要求井筒液柱壓力小于孔隙壓力，大于井壁坍塌壓力。其中，對壓力“度”的掌握成為關鍵。
中國石油鉆井工程技術研究院鉆井規(guī)劃所所長汪海閣告訴記者，欠平衡鉆井革命性變化提高了對儲層油氣的發(fā)現(xiàn)和保護，中國近些年幾乎所有重大地質發(fā)現(xiàn)都離不開該技術，中國石油幾乎所有的油田在應用欠平衡鉆井時都見到了良好效果。欠平衡鉆井在油氣開發(fā)上可有效保護儲層，提高單井產(chǎn)量。此外，欠平衡鉆井也是有力的鉆井提速手段，空氣鉆井甚至可數(shù)量級提速。
欠平衡鉆井技術風靡全球，還在于其在應對低壓、低滲透、低產(chǎn)和難采儲層等油氣勘探開發(fā)中的先天優(yōu)勢。在世界廉價石油時代結束后，油氣勘探與開發(fā)要挑戰(zhàn)“硬骨頭”時，包括氣體鉆井、控壓鉆井在內的欠平衡鉆井系列技術，勢必成為鉆井技術的時代寵兒。
從“坐冷板凳”到“首發(fā)”
欠平衡鉆井在中國發(fā)展經(jīng)歷了起起落落。中國石油工業(yè)與欠平衡鉆井打交道有過“蜜月期”，也經(jīng)歷過幾次“分手”。欠平衡鉆井一次次被束之高閣，成為無人問津的禁區(qū)。為何“時代寵兒”，在中國屢次徘徊在“首發(fā)”和“坐冷板凳”之間？
這就要從欠平衡鉆井的特點說起。欠平衡鉆井時井筒液柱壓力小于地層孔隙壓力，本質上就是邊噴邊鉆，井噴由潛在的風險變成可能發(fā)生的事實。風險成為規(guī)模應用欠平衡鉆井技術的“攔路虎”。
工程技術分公司鉆井工程處王鵬告訴記者，雖然我國欠平衡鉆井探索很早，但由于技術和設備安全性等原因，一直存在安全問題。此外，對欠平衡鉆井理論上的不成熟、缺乏裝備和人才隊伍讓中國石油走了不少彎路。
就是在這樣的起點上，中國石油一次次發(fā)起對欠平衡鉆井的探索，折射出的是中國石油欠平衡研究的不斷深入。2007年，中國石油提出大力推廣欠平衡鉆井技術，并努力使欠平衡井在探井中應用比例達到20%。自此，欠平衡鉆井真正踏上復興之路，“十一五”期間，中國石油欠平衡井達到1017口，在“十五”的基礎上翻了兩番多。
專業(yè)化隊伍作為技術發(fā)展的有力見證，也從無到有建立起來。目前，
川慶鉆探已打造了10支氣體鉆井、20支欠平衡鉆井、3支精細控壓鉆井專業(yè)化技術服務隊伍，具備每年300井次的作業(yè)能力。西部鉆探、
長城鉆探、大慶鉆探、渤海鉆探等其他鉆探企業(yè)欠平衡鉆井隊伍也迅速建立起來。
從國外主導到中國制造
因為沒有技術，國外工程技術服務公司在塔里木油田塔中地區(qū)提供控壓鉆井服務一天要價40萬元；因為沒有關鍵裝備，上世紀80年代引進一臺空氣鉆井裝備要4000多萬元；上世紀，欠平衡鉆井重要裝備旋轉
防噴器100%依賴進口……
如今這些都已經(jīng)或正在成為過去。21世紀，中國石油欠平衡鉆井技術實現(xiàn)了跨越式發(fā)展。
這種進步首先來自于認識。王鵬說，應用初期，欠平衡鉆井多被當做備選手段。其他鉆井手段沒有油氣發(fā)現(xiàn)，才會嘗試欠平衡鉆井。而如今，一些油田主動應用該技術，甚至先進行欠平衡鉆井論證，行不通的話再采用其他技術。
另一重要認識體現(xiàn)在充分發(fā)揮欠平衡鉆井的潛力上。長期以來，我國欠平衡鉆井多是探井，這就意味著把欠平衡鉆井當成發(fā)現(xiàn)手段，忽視了在開發(fā)等方面的優(yōu)勢。如今，實踐正在改變這些片面認識。
玉門青西油田就是一個有力證明。2010年，因為常規(guī)鉆井不能解決地質難題，青西油田勘探開發(fā)一度陷入停滯。2011年年底，采用全過程欠平衡鉆井打了5口至6口，日產(chǎn)20噸原油，欠平衡鉆井成為救活青西油田的主要手段之一。如今，青西油田所有井都采用全過程欠平衡鉆井。
認識上的解放帶來技術上的發(fā)展。汪海閣指出，我國欠平衡鉆井雖起步晚，但這些年卻大踏步進步，短短十余年內，實現(xiàn)了從單一欠平衡鉆井到全過程欠平衡鉆井，從欠平衡鉆直井到欠平衡鉆水平井，從欠平衡鉆井到控壓鉆井等進步。這也是目前推廣的眾多技術里，最為接近國際先進水平的技術。
尤其值得一提的是，在近些年發(fā)展起來的全過程欠平衡鉆井和精細控壓鉆井技術上，中國石油已形成了自己的特色。川慶鉆探不壓井起壓鉆全過程欠平衡鉆井技術已成熟應用。西部鉆探在吸收國外技術的基礎上，開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權的套管閥全過程欠平衡技術。
吐哈油田和西部鉆探掌握的凍膠閥技術，則是土生土長的中國技術，是對全過程欠平衡一次大膽而又成功的嘗試。
在精細控壓方面，去年鉆井工程技術研究院和川慶鉆探已分別推出精細控壓裝備，西部鉆探緊隨其后，今年或將推出相關裝備。中國石油精細控壓技術正迎來整體進步。
對于快速發(fā)展的中國石油工業(yè)來說，欠平衡鉆井已取得的成就僅僅是個開始。目前，中國石油企業(yè)對欠平衡鉆井前沿技術的探索方興未艾，很多領域研究走在世界前列，這項“古老”技術正展現(xiàn)出全新的風采。
專家視點
“市場需要規(guī)模應用才能把推廣工作帶動起來，這是個經(jīng)濟賬。在地層篩選方面下工夫，具有決定性作用。”
打破“平衡”思維
“欠平衡鉆井技術在我國發(fā)展勢頭良好，尤其是在科技研發(fā)、推廣應用方面，中國石油取得了很大成績，美中不足的是欠平衡井占全部井的比例偏低。可喜的是西南油氣田欠平衡鉆井比例大幅提升。”中國石油集團鉆研院鉆井規(guī)劃研究所所長汪海閣在4月26日的采訪中對記者如是說。
“現(xiàn)在，欠平衡技術自主研發(fā)快速推進。總體來說，中國石油欠平衡鉆井包括氣體鉆井技術、控壓鉆井等已達到世界先進水平。我們擁有多項自主知識產(chǎn)權技術研發(fā)成果。”談到這些成果時，汪海閣難掩心中的喜悅。
我國欠平衡鉆井技術發(fā)展基本是一個從熱到冷再到熱的過程。上世紀五六十年代，由于沒有旋轉防噴器，雖然很多井無意識地實現(xiàn)了邊噴邊鉆，但畢竟井控風險太大，該技術一度處于停滯狀態(tài)；20世紀80年代至90年代，由于旋轉防噴器的出現(xiàn)，很多地方重新嘗試這一技術；90年代后期到現(xiàn)在，國內很多重要發(fā)現(xiàn)與欠平衡鉆井技術有關。可以說，現(xiàn)在是該項技術發(fā)展最好的機遇期。
“在技術不斷發(fā)展進步的同時，現(xiàn)場推廣應用遇到了一些問題，主要是推廣規(guī)模問題。”汪海閣不無擔憂地告訴記者，“這個問題很復雜，技術在先，應用推廣相對滯后，就形成了一個很大的矛盾。”適合于欠平衡鉆井地層的選擇等問題是制約這項技術規(guī)模化應用的關鍵。從客觀方面看，我國低壓地層較多，壓力系數(shù)一般小于1。打這種井介質選擇比較復雜，用常規(guī)水基泥漿有很大難度，而使用油基泥漿成本則相對偏高，導致欠平衡技術在前期探井方面應用很多，而發(fā)現(xiàn)油氣田后在開發(fā)過程則相對保守。有的人甚至認為鉆
完井后儲層需要壓裂和改造才能投產(chǎn)，因此沒必要多花錢用于欠平衡鉆井。
另外，從國外欠平衡鉆井應用的經(jīng)驗來看，欠平衡鉆井在天然氣井上應用廣泛。相對于油井而言，我國目前每年完鉆的天然氣井要少很多，這客觀上限制了欠平衡鉆井技術的規(guī)模應用。
汪海閣說，在地層篩選方面下工夫具有決定性作用。從目前看，打欠平衡井的前期調查、評價不應只是幾口井的問題，而應是整個區(qū)塊，這樣應用范圍會更廣。這個問題如果不解決，欠平衡鉆井技術很難規(guī)模推廣。只有個別井應用這項技術而沒有覆蓋到區(qū)塊成本就很難降下來。市場需要成規(guī)模應用才能把推廣工作帶動起來，這是個經(jīng)濟賬。
打破固有的觀念“平衡”尤為重要。2011年，中國石油完成欠平衡鉆井350口，其中氣體鉆井68口，這個規(guī)模比起美國、加拿大等欠平衡技術使用大國還非常小。除一些我國特有的客觀情況外，克服主觀原因，從根本上解決問題非常重要。集團公司副總經(jīng)理廖永遠指出，欠平衡鉆井技術在實踐中發(fā)展，在探索中前進。現(xiàn)在，川慶鉆探能走在前列，關鍵就是解放思想，轉變固有觀念。四川邛西地區(qū)將欠平衡鉆井技術有效保護儲層、提高機械鉆井速度、保障能力強的特點發(fā)揮得淋漓盡致。因此，只有真正解決觀念上的問題，才能達到規(guī)模化應用的目的，技術進步才能轉化為實際生產(chǎn)中的效益。(實習記者 蘇子開)
“正是因為自主創(chuàng)新，才能打破國外裝備技術壟斷，迅速擴張市場，最終在做大過程中做強。”
領先源自創(chuàng)新
在國內欠平衡鉆井技術發(fā)展與應用領域，四川地區(qū)既是一塊試驗田又是領跑者。目前，川慶鉆探工程公司已在全過程欠平衡鉆井、氣體鉆井、精細控壓鉆井等多方面形成了自己的特色和領先優(yōu)勢。從上世紀60年代開始嘗試欠平衡鉆井，經(jīng)歷了諸多挫折與長時間沉寂，到如今的廣泛應用，川慶鉆采院院長孫海芳認為，四川地區(qū)正是因為堅持自主創(chuàng)新，發(fā)展之路才越走越寬廣。
上世紀末，四川地區(qū)啟動新一輪欠平衡鉆井。面對如何發(fā)展欠平衡鉆井技術，是依靠引進還是自主創(chuàng)新？孫海芳說，沒有自己的核心技術，只有接受高昂的價格，長遠發(fā)展必然受制于人。
川慶鉆探全面總結早期欠平衡鉆井技術經(jīng)驗和教訓，從裝備研發(fā)入手，先后設計開發(fā)出各種壓力等級、處理能力、規(guī)格型號的旋轉防噴器和不壓井起下鉆裝置等系列專用裝備。此外，積極開展校企聯(lián)合，建立了全過程欠平衡鉆井完井理論體系，形成了欠平衡鉆井地層適應性評價技術、多種介質欠平衡鉆井技術等11項特色工藝技術系列。
孫海芳說，從川慶鉆探欠平衡鉆井技術發(fā)展脈絡看，正是因為自主創(chuàng)新，才能打破國外裝備技術壟斷，迅速擴張市場，最終在做大過程中做強。
為什么川慶鉆探欠平衡鉆井技術能夠在國內領先發(fā)展？孫海芳認為有三點原因。第一，時代的呼喚：新增儲量中低效儲層占比提高，對發(fā)現(xiàn)和保護油氣藏、提高鉆井速度的需求日益強烈。第二，四川地區(qū)復雜的地質條件造就了其扎實的井控技術基礎。第三點最為關鍵。西南油氣田甲乙雙方對發(fā)展欠平衡鉆井認識統(tǒng)一，緊密合作，共同推進，使該項技術獲得了廣闊的發(fā)展空間。
盡管我國欠平衡鉆井技術取得了長足進步，但總體應用規(guī)模與發(fā)達國家比仍存在較大差距。孫海芳認為，安全風險和投資壓力仍是影響欠平衡鉆井技術發(fā)展的主要因素。因為欠平衡鉆井特點是地層壓力大于井筒液柱壓力，在目前嚴峻的安全形勢下，為了確保安全，人們寧愿不用新工藝，不用欠平衡鉆井，或者即便使用了欠平衡鉆井設備，也不愿意真正實現(xiàn)欠平衡鉆井。欠平衡鉆井發(fā)展需要消除人們思想上認為其不安全的誤解。同時，對于欠平衡鉆井成本需要著眼大局、綜合評價，一方面給自主創(chuàng)新技術以更多的支持，另一方面欠平衡專業(yè)化隊伍應不斷完善技術，降低作業(yè)成本，不斷提高欠平衡鉆井的安全性和經(jīng)濟實用性。這樣欠平衡鉆井才有更快的發(fā)展。
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