PAGEPAGE1欠平衡鉆井技術欠平衡鉆井技術展望摘要：欠平衡鉆井是國際上90年代初再次興起的提高勘探開發效益的鉆井新技術。近幾年我國來在油、氣田勘探開發方面已進行了大量技術研究和現場試驗，并取得了顯著的成果。欠平衡鉆井的相關理論和技術研究已經成為鉆井工作者的一個研究熱點。一．欠平衡鉆井的概況欠平衡鉆井是20世紀90年代在國際上成熟并迅速發展的一項鉆井的新技術。在美國，欠平衡鉆井被稱為上游石油工業新技術，已經成為鉆井技術發展熱點，并越來越多地與水平井、多分支井及小井眼鉆井技術相結合。國外欠平衡鉆井技術主要集中在井控、鉆井液、程序設計、特殊工具等方面。自20世紀80年代以來，由于研制成旋轉防噴頭、空氣鉆井馬達等設備，又研究出各種往井筒中注氮的方法，使欠平衡鉆井工藝達到了大規模投入工業使用的程度，并呈現穩步增長的勢頭。其原因主要是人們對減輕地層傷害越來越關注，而且欠平衡鉆井有可能提高鉆速和減少衰竭油藏中的井漏問題。到2006前后，在國外該項技術已成為一種成熟的鉆井工藝。一些油公司曾報道，與常規方法鉆水平井相比，運用欠平衡鉆井技術使水平井產量提高了10倍。到2006年末，已有20多個國家應用欠平衡技術鉆井，技術先進的國家包括美國、加拿大、英國、阿根廷、墨西哥等國。這些欠平衡技術先進的國家，創造欠平衡條件采用的常用技術有：邊噴邊鉆；泥漿帽鉆井；立管氣體注入；環空氣體注人；連續油管鉆井。水、地層水、海水、淀粉水、柴油、原油都曾用做欠平衡鉆井的循環工作介質。散裝或膜濾氮氣、空氣、氮氣和空氣的混合氣、天然氣和空心玻璃球都作為減輕劑。欠平衡鉆井是指鉆井過程中鉆井液液柱壓力低于地層孔隙壓力，允許地層流體流入井眼、循環出并在地面得到有效控制的一種鉆井方式。欠平衡鉆井具有能提高硬地層的機械鉆速，減少循環漏失和壓差卡鉆等優點，從而獲得發展。推動欠平衡鉆井技術的發展，其主要原因是減少和防止水平井鉆井中鉆井液對地層的損害。早期的欠平衡鉆井所采用的循環介質為空氣，后來相繼發展了用氮氣、天然氣、霧、泡沫或空氣的輕質低密度鉆井液的欠平衡鉆井技術，主要用于鉆低壓地層。隨著欠平衡鉆井技術進一步成熟及井控設備的發展（承受高壓的旋轉防噴器引入油田后），又發展了用液體鉆井液（清水、鹽水、油基、水基鉆井液）對高壓地層進行欠平衡鉆井的技術，如FlowDrilling（國內譯為邊噴邊鉆）、鉆井液帽鉆井、不壓井鉆井等技術。九十年代得以充分發展的欠平衡鉆井技術是旋轉鉆井的發展和繼續，是鉆井工作者經過長期實踐針對中、低壓油藏所采用的科學對策。由于減少了壓差，阻止了濾液和固相進入儲集層，因而能夠最大限度地去發現和保護中、低壓油藏，以獲取比常規過壓鉆井高得多的經濟效益。另外，欠平衡鉆井還可以克服液柱的壓持效應，提高破巖效率，解放鉆速，縮短建井周期，減少鉆井液對儲集層的浸泡時間，可以安全鉆過嚴重水敏性地層及漏失層，避免大量鉆井液漏失而降低了鉆井成本。這些優點，使得美國和加拿大的欠平衡鉆井數已經占其總鉆井數目的1/3或更多，欠平衡鉆井技術還剛剛起步，截止到去年底，大約有100多口井采用欠平衡施工，且相繼成立了大港欠平衡鉆井公司、四川欠平衡鉆井公司和新疆欠平衡鉆井公司。二．欠平衡鉆井的基本分類常規的鉆井屬于過平衡鉆井，鉆井液壓力大于地層流體壓力，小于地層破裂壓力。這樣做主要是防止井噴。欠平衡鉆井時，鉆井液壓力略小于底層流體壓力，仍小于地層破裂壓力。這樣能及早發現油氣藏。1.欠平衡鉆井系列分為：①氣體鉆井，包括空氣、天然氣和氮氣鉆井，密度適用范圍0～0.02克/立方厘米；②霧化鉆井，密度適用范圍0.02～0.07克/立方厘米；③泡沫鉆井液鉆井，包括穩定和不穩定泡沫鉆井，密度適用范圍O.07～0.60克/立方厘米；④充氣鉆井液鉆井，包括通過立管注氣和井下注氣兩種方式。井下注氣技術是通過寄生管、同心管、鉆柱和連續油管等在鉆進的同時往井下的鉆井液中注空氣、天然氣、氮氣。其密度適用范圍為0.7～O.9克/立方厘米，是應用廣泛的一種欠平衡鉆井方法；⑤水或鹵水鉆井液鉆井，密度適用范圍1～1.30克/立方厘米；⑥油包水或水包油鉆井液鉆井，密度適用范圍為0.8～1.02克/立方厘米；⑦常規鉆井液鉆井(采用密度減輕劑)，密度適用范圍大于O.9克/立方厘米；⑧泥漿帽鉆井，國外稱之為浮動泥漿鉆井，用于鉆地層較深的高壓裂縫層或高含硫化氫的氣層。欠平衡鉆井技術按工藝分類可分為兩種：流鉆(flowdrilling)是指使用普通鉆井液的欠平衡鉆井；人工誘導欠平衡鉆井是指由于地層壓力太低，必須采用特殊的鉆井液和工藝才能建立欠平衡。欠平衡鉆井技術經過幾十年的發展，至目前，國外已經發展了空氣鉆井、氮氣鉆井、天然氣鉆井、霧化鉆井、泡沫鉆井、充氣鉆井液鉆井、邊噴邊鉆等多種欠平衡鉆井技術。

空氣欠平衡鉆井技術，是指空氣作為循環介質進行欠平衡鉆井，是最早發展的一種欠平衡鉆井技術。由于該技術是直接使用大氣中的空氣，所以可較大地節約鉆井材料費用。

氮氣鉆井技術，在欠平衡鉆井中，氮氣能用作鉆井液，或作為鉆井液的一種組成成分。主要的優點勝過空氣鉆井，因氮氣和烴氣的混合物不易燃燒，這樣，可消除井下著火的可能性。

天然氣鉆井技術，在天然氣鉆井中，使用天然氣如同使用氮氣或使用空氣一樣，可用作欠平衡鉆井的循環介質。在鉆含油氣地層時，使用天氣然鉆井或防止井下氣體混合物著火。然而，不同于氮氣或空氣，天然氣當它排放到大氣中時，一定會形成一種易燃的混合物。這種固有的較高的地面著火的潛在危險。使用天然氣的鉆井方法與使用空氣或氮氣鉆井有一些不同。

霧化鉆井技術，在空氣鉆井過程中，如出現少量的地層水流，通常作法是將空氣鉆井轉變成霧化鉆井。霧化鉆井的具體作法是，在壓縮的空氣流未注入鉆柱之前，向其注入少量的含有起泡劑的水。注入的這種液體與地層產出的水就會分散成不連續的（獨立的）液滴的霧，這種霧流速度與氣流速度相同。

泡沫鉆井技術，泡沫可用作鉆井的循環流體，泡沫流體為氣液兩相構成的乳化液，它具有靜液柱壓力低、漏失量小、攜屑能力強、對油氣層損害小等特點。適用于低壓、易漏、水敏性地層、欠平衡泡沫鉆井技術是目前國外應用較為廣泛的一項鉆井技術。充氣鉆井液鉆井技術，雖然充氣鉆井液很早就用于油氣工業，但是，在50年代早期在美國猶他州的Emery縣才第一次使用充氣鉆井液鉆井。當時，是使用充氣泥漿作為鉆井液，主要用途是避免因使用泥漿鉆井時的井漏，而不是特定用于欠平衡鉆井，近年來，由于水平井鉆井的迅速發展，為了避免水平鉆井中的地層損害，在加拿大、美國及世界上其他地區，使用充氣液體作為鉆井液已被用于欠平衡鉆井。充氣鉆井液的連續相通常為未稠化的液化，如水、鹽水、柴油、或原油等，氣相為氮氣、空氣或其它氣體。充氣鉆井液一般不含有表面活性劑，在井下具有較高的液體體積分數。使用充氣鉆井流的井底壓力通常高于用霧、泡沫等其它輕質鉆井液的井底壓力。邊噴邊鉆技術，隨著欠平衡鉆井技術的進一步發展成熟及能承受高壓的旋轉也噴器引入油田后，發展了使用液體鉆井液對高壓地層進行欠平衡鉆井技術，這種技術國外稱為FlowDrilling（國內譯為邊噴邊鉆）。嚴格地講，欠平衡鉆井都是邊噴邊鉆，本部分所介紹的邊噴邊鉆系指涉及到用液體鉆井液進行的欠平衡鉆井作業，另外的含意是利用自然欠平衡狀態進行的鉆井作業。三.欠平衡鉆井的技術發展1.國外主要鉆井技術發展應用情況欠平衡鉆井作業的關鍵技術包括產生和保持欠平衡條件(有自然和人工誘導兩種基本方法)、井控技術、產出流體的地面處理和電磁隨鉆測量技術等。到2006年，欠平衡鉆井技術的進展主要集中在井控、鉆井液、程序設計、特殊工具等方面。國外已經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、起下鉆等全部作業過程中始終保持井下循環系統中流體的靜水壓力小于目標油氣層壓力，同時欠平衡鉆井技術也越來越多地與水平井多分支井及小井眼鉆井技術相結合，有效開發了一些新老油田，其應用范圍日益廣泛，美國已將其列為21世紀急需的鉆井技術。國外已經實現了全過程的欠平衡鉆井。欠平衡鉆井技術發展有如下幾個關鍵方向：鉆井模型分析；更有效的鉆井液；更有效的井底導向系統與馬達；有利于新的鉆井液的井控與地面分離系統；集成化趨勢。未來欠平衡鉆井技術將進一步朝安全、簡便和適用的方向發展。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油田和老油田。2.中國主要鉆井技術發展應用情況中國欠平衡鉆井技術自進入21世紀以來發展較快。到2006年末，已采用該項技術完成60余口井，所用設備主要以引進為主。新疆、中原、大港、勝利等油田引進了一批設備，鉆成了一批欠平衡井，具有了一定的經驗。“九五”期間大港油田針對前第三系深層勘探進行了欠平衡鉆井完井技術綜合研究，在千米橋潛山和烏馬營潛山采用低密度無固相鉆井液體系實施了欠平衡鉆井工藝技術，完井采用射孔完成，成功的發現了千米橋潛山億噸級的凝析油氣田，揭示了烏馬營潛山儲油氣藏特征。截止到2006年，大港油田已經先后引進了三套主要欠平衡裝置，成立了專業化技術服務隊伍，從設備和經驗上都具有了很好的基礎。在以液體為介質進行欠平衡鉆井施工上，從設計及施工人員的水平、欠平衡裝備、現場施工中井口回壓控制等技術上都取得了一定的成功經驗，在中國國內產生了良好的影響。隨著中國欠平衡技術認識的不斷加深，該技術開始逐漸被應用于老油田的開發，今后欠平衡技術在中國的應用范圍將逐漸擴大，設備配套國產化的進程將逐漸加快，實現全過程欠平衡將成為今后中國各油田發展的目標。四.欠平衡鉆井的主要裝備欠平衡鉆井所用的地面常規裝備有：氮或壓縮氣供應裝置、容積小且壓力大的注液泵、液-氣混合管匯、節流管匯、鉆屑或鉆井液取樣器、化學劑注射泵、采油分離系統和自動燃燒氣體系統，以下是國外目前比較先進的專用裝備。①高壓旋轉分流器-防噴器系統又稱旋轉防噴器(BOP)。國外有好幾個廠家都有專利產品，其中美國Williums工具公司生產的旋轉防噴頭使用最多，壓力級別最為齊全。該公司供應的高壓系統有7000型和7100型兩種：7000型的靜試驗壓力為21MPa，工作壓力為10.5MPa；7100型包括旋轉控制頭總成、熱傳遞-潤滑裝置、遙控監控臺和遙控防爆電源設備。旋轉控制頭總成殼體試驗動壓力可達70MPa，靜壓力為35MPa，工作壓力為17.5MPa。②液流導向系統國外研制了一種電磁閥導向系統，可增加鉆深。馬達被設計成一種金屬對金屬的葉片，采用非彈性體制成的正容積馬達，不會由于失速而使轉速過快。③地面分離系統2006年前后，國外加強了地面分離系統研制，包括壓力額定值為35MPa的地面分離裝置、自動節流系統及各種分離器，這些設備可處理大量液體、巖屑和鉆井液。此外，有一種密封循環分離器，每天可處理566336立方米容量的液流；還有一種高效小型分離器，適用于近海地區。委內瑞拉Mamdbo湖有一口近岸井，為了降低化學劑成本，首次使用密封循環地面分離系統，還使用配有全套連續油管的駁船和2000bbl（原油標準桶）容量的泡沫裝置。泡沫循環液密度降低到179.74～359.4千克/立方米，在分離后，泡沫可再循環使用，以降低配制化學劑和水的成本。④隔水管帽(RiserCap)旋轉防噴器系統一種回流裝置，所用主要設備是旋轉控制頭，裝在水上隔水管頂部，可代替隔水管系統的滑動接頭、球形接頭和分流器。將高壓軟管接到旋轉控制頭雙流管出口端，可提高井控能力，防止鉆井液流失。高壓機械密封置裝于鉆臺下面的鉆桿與隔水管之間，鉆井液通過軟管回流井下。⑤實用隔水管(VirtualRiser)裝置該裝置包括旋轉控制頭、封隔器—鎖定總成和環形壓力控制—排放系統三大部件，其中封隔器—鎖定總成是一個經改進的直徑508mm可膨脹套管封隔器，起到控制頭及井口下面套管間的壓力密封作用。其元件是一個3m長的密封，置于660.40～914.40mm套管里面，用遙控船可遙控該封隔器。⑥地面數據采集系統欠平衡鉆井時，要測量并記錄壓力、速度、氣含量、液含量和溫度，并實時顯示這些數據，避免出現過平衡和井噴現象。該系統可在鉆井作業時，通過與現有鉆井控制與監測系統接口，提供實時信息，還可與動態多相流量模型接口，允許將實際參數與計算參數加以比較。五．國內欠平衡鉆井專利技術管窺第一，工藝方法。我國在該領域公開了少量專利文獻。例如，200410073003.4號文獻涉及一種防止起鉆時發生井噴的方法。200510020179.8號文獻涉及一種油氣井連續循環系統及其使用方法。該循環系統由多用途注入系統、井內循環系統及地面返出系統組成。地面返出系統包含欠平衡鉆井用的井口控制組合、套管頭和氣液固多相分離裝置。它提高了井控安全性，實現了氣液分注、連續循環，并能維持恒定的可控欠平衡狀態。01136291.X號文獻涉及一種油氣鉆井節流壓力微機自動控制系統。200480010429.3號文獻涉及一種在欠平衡鉆探環境中確定井下參數的方法和設備，該方法包括：在欠平衡鉆探時，選擇性地激活從地巖層流過井筒的第一流體；檢測所激活的第一流體；確定所述流體進入井筒的深度。第二，材料和物質發明。例如，我國200410021014.8號文獻涉及一種微泡沫發泡劑及其鉆井液配方。它解決了現有技術中泡沫粒徑大，含氣量高，泥漿泵上水效率差，鉆井成本高的問題，可廣泛應用在低壓鉆井或欠平衡鉆井作業中。02102165.1號文獻涉及一種抗高溫水包油鉆井液。它解決了傳統鉆井過程抗高溫差且密度大的問題。其特征在于：各成分及配比按重量份如下：1～2份膨潤土、4～6份抗高溫能力強的乳化劑、55～30份柴油、2～4份陽離子型穩定劑及2～3份高效的纖維素類降失水劑混于30～55份水中。它具有在高溫時不會使油水分層的特點，抗高溫可達160℃，鉆井液性能穩定，且該鉆井液最低密度為0.9g/cm3，使液柱壓力小，與地層間的壓差小，對保護油層有利，能夠滿足地層壓力系數1.0左右的儲層實施欠平衡鉆井的要求，失水大大減少失水小于2ml。美國4121664號專利涉及一種鉆井和完井作業中的可生物降解起泡劑。第三，震擊器發明。例如，我國200520112147.6號文獻涉及一種帶機械鎖緊機構的液壓式隨鉆震擊器，包括卡瓦、卡瓦套、彈性機構總成等，卡瓦心軸與花鍵心軸連接，在卡瓦心軸與中筒體之間分別裝有上擊調節螺母、彈性機構總成、卡瓦、卡瓦套、下擊調節螺母，卡瓦心軸、延長心軸、閥體心軸依次連接，具有防誤震、在鉆柱中連接位置自由等特點，適用于包括欠平衡鉆井、定向井等復雜井，增加機械式鎖緊機構，設定其上擊解鎖力大于一般鉆井操作的鉆柱拉力，不管是鉆進、起下鉆，還是接單根、觸井底，使其液壓阻尼機構始終不工作，從根本上避免了液壓震擊器在使用過程中的誤震問題。第四，取樣測量裝置。例如，我國01232202.4號文獻涉及一種油氣井泡沫欠平衡鉆井作業中井控排放管線配套設備，即放噴取樣裝置，包括取樣短節、套管短節、彎頭、放噴短節等，套管短節與取樣短節連接，下法蘭通過法蘭短節與套管短節連接，上法蘭與放噴短節相接，彎頭與放噴短節連接，套管短節上有氣測短節，可即時進行巖屑取樣作業，確保巖屑在隨泡沫排放高流速下順利導出，可減少放噴管線的長度，放噴嘴的彎頭設計不但避免了排放管線連接處至井口環空壓力增加的問題，放噴管線還可保證在接單根期間對井口形成抽吸，使泡沫能夠連續排出，并且在井口打開期間，提供對井內侵入流體的抽吸，保證鉆臺作業人員安全，該裝置上的套管短節上設有氣測短節，可用于鉆井過程中氣測錄井服務。200520001328.1號文獻涉及一種抗高溫隨鉆井下壓力溫度測試工具。它解決了現有的深井高溫地層隨鉆井下壓力溫度測試工具不適應高溫的問題。其特征在于：減震裝置上端用螺母固定，抗高溫儀器總成的下端通過螺紋安裝在鉆鋌本體上的抗高溫密封傳遞裝置上。該工具可以實現石油鉆井過程中深井隨鉆井下壓力溫度的實時、準確和自動測試功能。尤其對于深井欠平衡鉆井、氣體和泡沫鉆井中隨鉆井下壓力溫度數據的準確測試。第五，鉆孔裝置。例如，我國200510068536.8號文獻涉及一種欠平衡鉆孔裝置。其權利要求一保護用于從井表面延伸的開口井的裝置，包括：一個適于在開口井中的閉合件，在該閉合件中限定有一腔體，該腔體的壓力比一該井眼中經選擇的井眼間隙的壓力低；以及至少一個端口是能選擇打開的從而連通該腔體和在該開口井中的井眼間隙，其特征在于，至少一個端口在打開時產生流體涌入該腔體，從而在該井眼間隙中產生一瞬間欠平衡壓力狀態。第六，減震裝置。例如，200520002102.3號文獻涉及一種空氣機械減震器，包括花鍵心軸、花鍵筒體、碟簧筒體、碟簧組、調整套、調整環、下接頭及密封元件防塵圈、支承環，該裝置從頂部至下部花鍵心軸、花鍵筒體、碟簧筒體依次連接，由花鍵心軸、碟簧組、調整套和調整環組成減震機構，花鍵心軸的外部裝有碟簧組，在花鍵心軸的外部分別設有調整套和調整環，避免攜帶巖屑的高速循環氣體在變徑部位形成渦流而擊傷工具關鍵的密封表面；密封采用二級密封設計，以確保密封的可靠性。第七，鉆井裝置。例如，02224530.8號文獻涉及一種氣體欠平衡鉆井裝置，特別涉及一種氣體欠平衡鉆井裝置。它包括氣源、連接氣源與井內鉆具的進氣、排氣管道及鉆具，其特征是：在氣源進氣管道上連接有控制切換機構，用于檢測控制氣體的流量、壓力，通過檢測氣體的流量、壓力，進而控制閥開關動作；在放噴排污管線上連接有中途測試機構，用于在打開儲層后，隨鉆評價儲層；在井口進氣管線上連接有短路機構，用于在出現意外情況時，通過及時切換，使管內剩余氣體及時達到短路機構，預防發生地面爆炸事故；并始終預防放噴排污管線噴出口火焰的熄滅。200410081640.6號文獻涉及一種實現油氣井連續循環的永久性雙層井身結構。它適用于鉆井、修井、完井等作業，特別是對欠平衡鉆井、高壓、大氣量井、深井、高含H2S油氣井等尤為重要。第八，密封裝置。例如，02259212.1號文獻涉及一種欠平衡井下封井器。它包括平式油管接箍雙公短節、閥箍總成、本體、膠筒總成、壓帽、引鞋，閥箍總成內有閥系，閥系下部裝有泄壓閥。在襯管下入過程中，欠平衡井下封井器平衡地層壓力，從而保證欠平衡襯管完井工藝的實施。襯管進入井下封井器后，泄壓閥打開，井下封井器可隨襯管完井結構一起下到井底。02254084.9號文獻涉及一種欠平衡液動井下封井器，包括上接頭、中心軸、下壓套、彈簧4、鎖緊螺帽、頂桿、本體、凸輪、板簧、舌板、外筒。該液動裝置采用階梯狀圓柱形頂桿與凸輪機構實現舌板的開啟與關閉，并具有巧妙的密封舌板與本體結構設計，密封性能好，能在技術套管上某一位置通過舌板將井眼在這一位置上下封隔開，它能確保在欠平衡狀態下起下鉆、下入完井管柱，從而實現鉆井全過程的欠平衡狀態，有效減少儲層損害，并起到簡化作業程序的效果。第九，封套閥具。例如，200420050161.3號文獻涉及一種欠平衡井下套管閥。它主要由套管短節、聯動總成、管閥總成、下外筒等部分組成，其特征在于管閥總成采用彈簧與合頁配合的結構實現舌板的關閉與開啟。它能在技術套管上某一位置通過套管環空憋壓與卸壓實現舌板的開啟與關閉，從而將井眼連通或封隔，它能確保在欠平衡狀態下起下鉆、下入完井管柱，從而實現鉆井全過程的欠平衡狀態，有效減少儲層損害，簡化作業程序。六.欠平衡鉆井技術的優點

欠平衡鉆井技術已經歷了幾十年的發展，但人們對欠平衡鉆井的優點是逐漸認識的，早期，人們只認識到欠平衡鉆井能提高硬地層的機械鉆速，減少井漏及壓差卡鉆，而現在已進一步認識到，欠平衡鉆井還能減少地層損害，提高產量，及時發現油氣井地層等眾多優點，這些均到現場證實。正由于欠平衡鉆井技術的應用，特別是在水平井中的應用，可減少或消除鉆井時的地層損害，增加油氣產量，推動了美國和加拿大廣泛開展欠平衡鉆井的熱潮。如Joseph1995年報道，在路易斯安中部的奧期丁的白堊地層采用欠平衡鉆井方式鉆了一口深水平井，該井天然氣產量為該地區用常規過平衡鉆的水平井的最高產量的7倍。在加拿大，一些公司應用欠平衡鉆井技術鉆水平井的產量，比用常規方法鉆的井高10倍。欠平衡鉆井，除上述優點外，還有利于環境保護和降低增產措施作業費用等優點。七.實施欠平衡鉆井的條件

有很多不同技術能確保達到預期的欠平衡條件，目前，主要的方法是控制用于循環的鉆井液的密度，使鉆井液在井筒內形成的靜液液柱壓力低于地層孔隙壓力，而鉆井液可以是單獨的氣相或液相，也可以是氣液兩相混合。氣相和氣液兩相鉆井液可人工誘導產生欠平衡條件，而液相鉆井液可利用地層較大的壓力而自然形成欠平衡條件。氣態鉆井液，在欠平衡鉆井技術中，最簡單最早的欠平衡鉆井技術是采用干燥空氣作為鉆井液。后來選用天氣然作為鉆井液。當在產氣區鉆井或接近天然氣管線的區域使用天然氣鉆井，成本是較低的。另一種選擇的氣體是用惰性氮氣代替空氣作為循環介質。氮氣可以是液氮，或在現場用中空纖維膜制氮裝備生產的氮氣。現場制氮這種方法，目前國外普遍采用。

兩相鉆井液，從單一的氣相和單一的液體的所液兩相的混合就可獲得任一所期望得到的鉆井液密度。氣體和液體的混合物，有時也稱為輕質鉆井液（低密度鉆井液），按氣相和液相的結構及相對體積數，輕質鉆井液又分為霧、泡沫和充氣鉆井液，在通常的壓力和溫度情況下，它們的結構及性能取決了氣相和液相的相對體積分數。不同的鉆井液具有不同的密度。

液態鉆井液，當地層孔隙壓力通常超過同一深度的淡水或鹽水靜液壓力時，使用常規液鉆井液，控制鉆井液的密度就可利用地層壓力自然形成欠平衡條件。八.總論20世紀90年代，欠平衡鉆井技術開始在國外迅速發展，目前全球裝備的欠平衡鉆井數量已經超過1.5萬口，到2010年將超過2萬口。在許多發達國家，欠平衡鉆井已經成為常規鉆井技術，例如，美國、加拿大兩國的欠平衡鉆井已經占到本國鉆井總量的1/5左右。欠平衡鉆井技術有很多優點，例如，它能有效解決傳統鉆井污染油氣層的難題，大大減輕鉆井對地層的傷害。它從根本上解決了井漏難題，還能有效發現各種隱蔽性的油氣層，從而開采那些用傳統方法、設備、工藝發現不了的油氣田。欠平衡鉆井技術還能大大提高油氣開采效率，例如，第一，產量方面，根據某些國外企業的統計數據，與常規方法鉆水平井相比，欠平衡鉆井技術能夠使水平井產量提高約10倍；第二，速度方面，欠平衡鉆井的速度比常規鉆井提高了10多倍，有的甚至超出約20倍。在國外，欠平衡鉆井技術已經在多種技術路線上形成系統、完備、穩定、有效的裝備和工藝技術體系，如氣體鉆井、霧化鉆井、泡沫鉆井、充氣鉆井、淡水或鹵水鉆井液鉆井、常規鉆井液鉆井和泥漿帽鉆井等。從專利文獻看，國外欠平衡鉆井技術主要集中在井控、鉆井液、程序設計、特殊工具等方面。不過，隨著欠平衡鉆井技術的不斷更新，其專利部署空間在持續拓展。在油氣鉆探和開采這個特殊行業，靠所謂基礎專利壟斷國際技術標準的局面沒有出現，今后也很難出現。目前，我國各油氣田都在應用欠平衡鉆井技術，國內欠平衡鉆井數量在快速增加，可望在五年內從不足全國鉆井總數的0.5%增加到3%～5%。隨著我國大批鉆探隊伍開赴海外并廣泛使用新技術，我