根据冀东油田勘探开发需要,在南堡2-3平台(5#岛)布置深层(奥陶系)水平欠平衡井NP23-P2002井、NP23-P2006井、NP23-P2013等井。冀东油田深层欠平衡水平井钻井配套技术研究与应用项目主要为解决冀东油田南堡2-3平台井深超过5000m的深层欠平衡水平井安全、快速钻进的难题。通过对深层欠平衡水平井钻井井眼清洁、润滑和井壁稳定技术、深水平段欠平衡钻井技术、深水平井钻井事故复杂预防技术、水包油钻井液技术、水平井井眼轨迹控制及深部定向技术的研究与应用,实现缩短钻井周期,提高机械钻速、减少事故复杂的发生,保护油气层,增产高效开发的工作目标。针对冀东油田在南堡2-3平台布置的深层(奥陶系古潜山)水平欠平衡井；对深层水平井易发生事故复杂,水平段延伸轨迹控制难,深水平井欠平衡钻井井眼清洁、润滑和井壁稳定技术等问题。项目解决了以下技术难题1、摩阻扭矩----摩阻扭矩大,对钻井装备、钻具、井下工具要求高。措施是优选钻机及配套设计、高强度复合钻具,高质量定向井工具仪器。2、轨迹控制----大井斜、长稳斜段钻具摩阻扭矩大,井斜不易控制,滑动钻进加钻压困难,机械钻速慢。措施是钻具组合中加入减钮接头降低扭矩,采用导向马达+MWD/LWD+个性化PDC的组合钻井,提高井眼轨迹的符合率,加快钻井速度。4、井壁稳定----长裸眼段施工周期长,井眼长时间浸泡易发生失稳,钻井液防塌性能要求高。措施是采用BH-KSM强抑制钻井液体系。5、井眼净化----长井段大斜度大井眼井眼净化困难。措施是强化机泵条件提高,同时提高钻井液携岩性、流变性及优化钻井施工参数。6、完井----高摩阻,套管下入困难,固井施工泵压高,泵速慢,顶替效率低,固井质量不易保证。措施是优化通井措施和固井方案。项目得出以下结论1.通过3口深层欠平衡水平井的现场试验,进一步发展了我公司的深层欠平衡水平井钻井技术,为公司创造了可观的经济效益；2.优选出的BH-KSM强抑制性钻井液体系、水包油钻井液体系即满足了井眼净化、润滑、井壁稳定的要求,同时也满足油层保护的要求；3.优选出的水包油钻井液体系即满足了五开欠平衡井段井眼净化、润滑的要求,同时也满足欠平衡钻井油层保护的要求；4.南堡油田2号构造东营组和沙河街组地层可钻性级别较差,为3.70-4.19,尤其是沙河街组地层压实强度高,研磨性和冲击性较强,可钻性差,三、四开存在易垮井段,实现安全钻井施工最有效手段就是以快取胜,在垮塌周期前完成中完工作。个性化PDC钻头+LWD+高效抗高温马达钻井技术有效地提高中深层水平井钻井速度；5.与渤钻工程院合作,根据井眼轨迹情况对井下扭矩的分布状态、大小进行预测,共同研究减磨减扭方案,并对减磨减扭工具进行了现场试验,在NP23-P2013井按方案使用了Φ139.7钻杆减磨减扭接箍,钻进井段4203-5358m,钻进扭矩较安装前降低扭矩6-13KNm,钻进中最大扭矩45KNm,达到了预期效果；6.通过整合优选剖面、优化井身结构、应用PDC+螺杆快速钻井配套措施,编制完成南堡油田深层欠平衡水平井钻井工艺方案；7.通过3口井欠平衡钻井施工,有效的解决了潜山地层因裂缝发育,钻井液安全密度窗口窄的问题,有效控制了井漏,对储层保护起到了积极作用,同时保证了井控安全；8.本项目研究形成的深层欠平衡水平井钻井配套设计技术具有广泛适用性,可在其他油田和区块进行应用,可有效提高深层欠平衡水平井钻井安全和钻井速度。通过研究优选适合相关配套技术,并在现场施工中完善安全快速施工工艺,为冀东油田深层欠平衡水平井钻井的施工提供理论和实践依据。项目研究形成了冀东油田深层欠平衡水平井钻井配套技术体系,通过这些技术的综合应用,有效解决了冀东油田深层欠平衡水平井钻井施工风险大、周期长的难题,有效控制了事故复杂,提高了钻井速度,并获得良好的经济效益。对公司占稳冀东市场和服务油田建设发挥了积极作用。该技术的研究满足了冀东油田对深水平井欠平衡钻井工作的需求,提高了公司的技术水平。