由工程技術(shù)研究院承擔(dān)的集團公司2007年氮氣欠平衡鉆井重大現(xiàn)場試驗——玉門鴨兒峽油區(qū)鴨940井順利完井，完鉆井深2919米，三開儲層段全程采用氮氣欠平衡鉆井技術(shù)，油層保護效果顯著，氮氣鉆進井段總長209米，機械鉆速達到4.1米/小時，為鄰井的3.4倍，原油產(chǎn)量提高146%。此次試驗獲得圓滿成功，在國內(nèi)首次解決了高凝稠油油藏氣體鉆井過程中井筒降粘、舉升和攜砂等重大技術(shù)難題，形成了高凝稠油油藏氮氣降粘攜砂技術(shù)、“凍膠閥”篩管完井技術(shù)、高原地區(qū)深井氮氣鉆井設(shè)備配套技術(shù)和稠油油藏儲層保護技術(shù)，為高凝稠油油藏氮氣鉆井積累了經(jīng)驗，為老油田有效動用剩余儲量探索了一條新途徑，成為集團公司“欠平衡井年”的重要技術(shù)創(chuàng)新成果。7月20日，鴨940井經(jīng)現(xiàn)場測試獲得日產(chǎn)15噸高產(chǎn)油流。鴨940井順利投產(chǎn),使志留系裂縫稠油油藏開發(fā)取得突破性進展,并為同類型油田的開采提供了技術(shù)借鑒，填補了我國在志留系裂縫稠油油藏進行氮氣欠平衡鉆井的技術(shù)空白。

　　鴨９４０井欠平衡鉆井試驗是集團公司重點技術(shù)開發(fā)項目之一，也是國內(nèi)首次在深井稠油油藏進行的氮氣欠平衡鉆井試驗。在鴨940井完井過程中，吐哈工程技術(shù)人員通過向井筒內(nèi)注入清洗劑、調(diào)整氮氣鉆井參數(shù)、增加氣舉次數(shù)、優(yōu)化施工措施等多種方案，成功解決了稠油油藏氮氣鉆進中稠油粘度高易凝結(jié)、氮氣注入壓力高、鉆屑攜帶困難、環(huán)空不暢和易發(fā)生井下復(fù)雜的難題，成功鉆穿稠油儲層段，取得氮氣欠平衡鉆井技術(shù)的重大突破，形成了深井稠油油藏氮氣欠平衡鉆井新技術(shù)。首次應(yīng)用原油和GBC段塞壓井結(jié)合的壓井方式，既達到了壓井要求，又保護了儲層，打破以往氣體鉆井依靠不壓井裝置、套管閥等昂貴設(shè)備完井的局面，簡化了完井工藝，大大降低了氮氣鉆井成本，為氣體鉆井完井提供了新方法。鴨940井的成功試驗，不僅拓寬了氮氣欠平衡鉆井技術(shù)應(yīng)用新領(lǐng)域，而且使吐哈氣體鉆井技術(shù)再次引起國內(nèi)欠平衡鉆井界的廣泛關(guān)注。
　　吐哈欠平衡鉆井技術(shù)起步于上個世紀(jì)九十年代。１９９４年，工程技術(shù)研究院的前身鉆采工藝研究院與西南石油學(xué)院合作進行欠平衡鉆井研究。研究人員在根據(jù)吐哈油田特點以及跟蹤國內(nèi)外先進鉆采工藝的基礎(chǔ)上，進行了預(yù)研、調(diào)研、跟蹤研究和儲備技術(shù)，并在恰勒坎構(gòu)造評價井恰102井上進行了先導(dǎo)性現(xiàn)場試驗。采用泡沫流體和鉆井液交替進行鉆進，穿越三間房儲層段，使用泡沫鉆進累計達242.53米。雖然恰102井欠平衡鉆井未達到預(yù)期效果，但是從該井的欠平衡鉆井中，積累了寶貴的經(jīng)驗，為后期的欠平衡研究和試驗奠定了基礎(chǔ)。
　　進入二十一世紀(jì)，隨著吐哈油田勘探開發(fā)的發(fā)展以及國內(nèi)外石油勘探開發(fā)的形勢和鉆采工藝技術(shù)的發(fā)展，對欠平衡鉆井技術(shù)的需求提高到了一個新的高度。工程技術(shù)研究院及時抓住這一機遇，在前期研究試驗取得經(jīng)驗和技術(shù)儲備的基礎(chǔ)上，從2000年開始，高起點開展欠平衡鉆井技術(shù)研究和試驗。從鉆井過程中的欠平衡到全過程欠平衡鉆井，從液相連續(xù)相到氣相連續(xù)相欠平衡方式得到全面發(fā)展。2000年，吐哈油田在牛102井進行泡沫欠平衡水平井鉆井試驗取得成功。2001年，科研人員應(yīng)用輕質(zhì)油基鉆井液在三塘湖盆地馬1井的側(cè)鉆改造中，完成了國內(nèi)第一口套管開窗側(cè)鉆欠平衡大斜度井，以及在勝北構(gòu)造上率先應(yīng)用充氣欠平衡鉆井試驗。2003年，在集團公司和指揮部大力支持下，“利用空氣鉆井技術(shù)提高玉門青西地區(qū)鉆井速度研究”、“吐哈及玉門青西地區(qū)空氣鉆井現(xiàn)場試驗”、“氮氣水平井鉆井技術(shù)在低滲低效油藏的研究與應(yīng)用”等先后在集團公司通過立項，實現(xiàn)了吐哈欠平衡鉆井技術(shù)研究和試驗從液相連續(xù)相向氣相連續(xù)相（即氣體鉆井技術(shù)）的新飛躍。
　　2003年，工程技術(shù)研究院在玉門油田窿14井進行了第一口氣體鉆井試驗，并在這口井上成功試驗了空氣、霧化、泡沫三種欠平衡鉆井技術(shù)，開創(chuàng)了吐哈氣體鉆井新局面，有力地推動了吐哈氣體鉆井技術(shù)的發(fā)展。
　　2004年至2005年，吐哈油田欠平衡鉆井技術(shù)得到迅速發(fā)展，先后在窿14井、中石化鄂爾多斯D12-1井、紅臺2－15井、紅臺2－17井、紅臺2－4井等8口井采用欠平衡鉆井技術(shù)，其中有５口井在儲層段進行全過程欠平衡純氮氣鉆井。其中紅臺2－15井是國內(nèi)首次進行全過程欠平衡純氮氣鉆井，取得顯著效果，獲得的高產(chǎn)油氣流是常規(guī)鉆井的10－15倍。該井的成功實施，展現(xiàn)出全過程欠平衡氮氣鉆井在提高產(chǎn)能和準(zhǔn)確評價及發(fā)現(xiàn)油氣層方面的良好前景，奠定了吐哈氣體鉆井在國內(nèi)的領(lǐng)先地位。2006年第8期《中國石油石化》以《中國石油科技大飛奔》為題，報道了氮氣鉆井技術(shù)在吐哈紅臺2－15井首次應(yīng)用試驗取得的“重大新發(fā)現(xiàn)”。2006年4月，該項目組榮獲集團公司“優(yōu)秀科技創(chuàng)新團隊”稱號。
　　2006年以來，在總結(jié)前期欠平衡鉆井成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，吐哈欠平衡氣體鉆井實施方式從研究試驗向研究與專業(yè)化技術(shù)服務(wù)并重的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)了研究——試驗——應(yīng)用——專業(yè)化服務(wù)的良性循環(huán)。在欠平衡鉆井裝備配套方面，短短兩年時間，配備了美國鉆采旋轉(zhuǎn)控制頭1套、國產(chǎn)旋轉(zhuǎn)控制頭3套、氣體監(jiān)測儀5套、地面管匯和內(nèi)防噴工具、制氮車6臺套、液氮泵車2臺套，具備了獨立完成氮氣鉆井、充氣鉆井、空氣鉆井等欠平衡鉆井施工能力。在工藝技術(shù)方面，由引進消化向逐步完善和自我創(chuàng)新轉(zhuǎn)變，形成了輕質(zhì)鉆井液、充氣、泡沫、霧化、氣體等完整的欠平衡鉆井方式，以及全過程欠平衡鉆井、測井、取心、完井系統(tǒng)技術(shù)。氮氣鉆井技術(shù)與水平井、復(fù)合鉆井等新技術(shù)相結(jié)合，效果十分顯著。成功研究出應(yīng)用于欠平衡完井的凍膠閥技術(shù)，今年分別在鴨940井、牛東8－12成功實施。該技術(shù)不僅具有氣體鉆井零污染的效果，而且成本僅為套管閥下尾管成本的20%。
　　多年來，在集團公司和指揮部大力支持下，工程技術(shù)研究院科研人員不畏艱險，兢兢業(yè)業(yè)，敢于攀登鉆井技術(shù)新高峰，使氣體鉆井技術(shù)取得豐碩成果。2006年，《氮氣鉆井在紅臺區(qū)塊的研究與應(yīng)用》項目獲得集團公司科技創(chuàng)新二等獎，《吐哈油田氣體鉆井技術(shù)研究與應(yīng)用》項目獲得自治區(qū)科技進步二等獎?！肚菲胶忏@井技術(shù)的研究與應(yīng)用》、《充氣鉆井技術(shù)在勝火201井的研究應(yīng)用》等多項科研成果，分別獲得指揮部技術(shù)創(chuàng)新成果獎。
　　目前，油田欠平衡鉆井設(shè)備從無到有，配套了可滿足同時進行2口井現(xiàn)場應(yīng)用要求的旋轉(zhuǎn)防噴頭、制氮設(shè)備、注入管匯及監(jiān)測設(shè)備、欠平衡軟件等專用設(shè)備和工具，為欠平衡鉆井的研究、應(yīng)用和技術(shù)