一种精细控压钻井流动模型的研究与应用

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精细控压钻井技术创新及应用探讨

精细控压钻井技术创新及应用探讨近年来，随着油气勘探范围的不断扩大，越来越多的油田通过钻井来进行开发。

而在钻井活动中，控制井筒压力是非常重要的一步。

传统的钻井方法常常采用气动液压钻机，在控制井筒压力方面存在一定困难，容易出现井底压力过高或过低等问题，导致井漏等事故的发生。

因此，发展一种精细控压钻井技术是十分必要的。

精细控压钻井技术是指在钻井过程中，通过利用先进的控制技术与设备，实现对井筒压力的精准控制。

其重要内容包括：1.传感器技术通过传感器技术，实时监测井下压力等关键数据，采用数字化处理及自动控制系统，以便实现精准控制。

2.智能控制系统智能控制系统是实现精细控压的关键。

它将传感器所得到的实时数据，并基于先进的算法，计算出钻进过程中关键参数，并反馈给钻工以做出针对性调整。

3.参数优化方案针对性地制定参数优化方案，使得控制器根据井筒状况精准调整参数，来实现准确控制。

在井漏等意外事件发生时，智能防护系统能够迅速响应并关闭钻机，确保人员安全。

实际应用中，精细控压钻井技术在许多国家得到了广泛应用。

在挑战性大、工艺液环境复杂的油气田，其更具优势。

1. 提升井下安全采用精细控压钻井技术，能够有效避免井漏等沉降事故的发生，并且在面对有毒有害气体、高硫化物、臭氧等有害物质环境时，能确保井下工作人员的安全。

2. 减少钻井异常成本传统钻井中，钻井异常情况发生后往往意味着成本的增加。

而采用精细控压钻井技术，能够实现精细控制并规避异常情况，减少了钻井异常以及其它成本。

3. 提升收益精细控压钻井技术能够实现井底地层的多维度描述，通过强化控制获取更多真实地质信息从而提升收益。

三、技术亟待发展精细控压钻井技术仍存在一些亟待解决的问题，例如：1.核心技术仍有待完善目前，精细控压钻井技术核心技术尚未完全掌握，需要加强研究，尤其是针对复杂地质情况下的适用性研究。

2.系统性问题未解决精细控压钻井技术需要有一个完整的系统，包括传感器、智能控制系统、参数优化方案等，而这需要设备商、技术研究机构和油气公司之间的合作与协调。

精细控压钻井技术在塔里木碳酸盐岩水平井成功应用

塔中奥陶系碳酸盐岩属典型的“ 压力窗口” 窄储层，高含硫，井难度大。此，直井钻井过程中且钻为在
１２实现井口压力的自动控制．
精细控压钻井技术是利用智能控制，自动节流的模式，克服了常规控压钻井以手动方式调整节流阀开度时精度低、速度慢的不足。口回压控制精度井
上，进一步提高控压精度，时、确调整井底压为及精力，而达到平衡地层压力，效实现安全钻井的目从有的。技术在常规控压钻井基础上，加自动节流管该增
艺是在地面增设回压补偿泵。当钻井泵停止工作时，
中多口碳酸盐岩水平井的成功应用案例及其效果，并提出了一些建议。关键词控压钻井精细控压窄压力窗１大延伸水平井３＂
ＡｂｓｒｔＡｎｉｔｏｃｉｎｉｖｎｔｈｏｅ，ｗｏｋｉｇｐｉｃｐｌｄｃａａｔｒｓｉｓｏｎｎｔｏｌｄｐｅｓｒｉｌｉｇ．Ｔｈｎ，ａｔａｃｎｒｄｕｔｏｓｇｉｅｏｔｅｃｎｃｐｔｒｎｒｎｉｅａｎｈｒｃｅｉｔｃｆｆｅｃｏｒｌｅｒｓｕｅｄｒｌｎｉｅｎ
多口井使用．到预期效果。达
精细控压钻井技术在塔中的成功应用可分为：
探索、进和成熟３阶段。改个
层作业的适应性，确保井控安全，塔里木油田井控将Ｔ艺与精细控压钻井技术有机结合，进一步完善精

中国石油大学研究生油气井流体力学资料

油气井流体力学课程汇报题目：控压钻井技术应用研究随着对更深更复杂地层的勘探开发活动的越发频繁，常常出现许多如井涌、井漏、有害气体泄漏、卡钻、起下钻时间过长等钻井复杂问题，窄密度窗口安全钻井问题是造成深井、高温高压井等钻井周期长、事故频繁、井下复杂的主要原因，目前国内外解决这些问题主要采用控压钻井技术。

随着国内控压钻井技术的蓬勃发展，对控压钻井技术应用研究具有重要意义。

该技术关键是整个井下的循环体系作为一个承压的压力体进行操作，解决常规钻井中井底压力难以控制的弊病，通过提高钻井时效来优化常规钻井工艺措施。

该技术主要是通过调整井口回压、钻井液密度、钻井液流变性能、环空摩阻，精确控制环空压力剖面和井底压力，使井底压力大于地层孔隙压力但是小于地层破裂压力，进行近平衡钻井，控制地层流体进入环空，减少发生井涌、井漏、卡钻的风险，对窄密度窗口作业具有较好地效果。

通过调研发现，国内外钻井技术正在向精确的压力控制方式转变，控压钻井技术具有较好地发展前景。

据研究表明，精确的井筒压力控制能够克服80%的常规钻井遇到的复杂情况。

钻井工作者已经意识到，控压钻井可以増加井控能力，增加机械转速，延长钻头寿命，减少非生产时间，下更少的套管柱，更少的泥浆损失和更安全的施工。

要想得到精确的压力控制方式，需要建立井筒压力控制模型并总结控压钻井井筒计算方法。

一控压钻井压力控制理论模型1.1 正常钻进与接单根压力控制理论模型控压钻井过程中，钻完单根后一般先采用带泵划眼的方式拉划井壁一次，然后带泵将钻具提至坐卡位置后，司钻通知拉压钻井工程师后方可停泵接单根，故正常钻井时的理论模型为：正常钻进时，井底压力控制模式为：ρm gH+P fa+P c=P p+∆C上提钻具时，井底压力控制模式为：带泵上提ρm gH+P fa+P c+P sb=P p+∆C接卸单根时，井底压力控制模式：ρm gH+P c=P p+∆C下放钻具时，井底压力控制模式为：带泵下放单根：ρm gH+P fa+P c+P sb=P p+∆C带泵划眼下钻；ρm gH+P fa+P c=P p+∆C其中：Pc、Pp是井口套压、地层压力，MPa，∆C是附加安全值，即允许井底压力控制有波动（IADC取值为±0.35，50psi），为确保波动后的环空压力剖面控制在安全窗口内，一般来讲∆C取0.5-1MPa比较合适。

控压钻井技术

o 美国在上世纪60年代后期开始应用控制压力钻井。
o MPD第一次正式出现是在2004年阿姆斯特丹的IADC/SPE钻井会议上。
o MPD技术的意图是利用欠平衡工具和技术控制进入井眼的地层流体，其主要目的是避免通过加重钻井液来解决钻井复杂问题。减少套管层数，提高钻井效益，降低钻井成本。
MPD与UBD、PD的关系
钻井三压力剖面
o 地层孔隙压力 o 地层坍塌压力
o 地层破裂压力（或漏失压力）
钻井压力（密度）窗口
窄压力（密度）窗口问题
常规钻井钻井液密度设计：
o 油井，地层孔隙压力当量钻井液密度附加0.05-0.10g/cm3
o 气井，附加0.07-0.15g/cm3 钻井液窄密度窗口条件下的问题：
o 密度窗口油井小于0.05（气井小于0.07），不能找到不漏不喷的平衡点，静止、循环都发生井漏
o 控制压力钻井是一种在整个井眼内精确控制环空压力剖面的自适应钻井过程（ Adaptive drilling process）。 o 其目的在于确定井下压力窗口，从而控制环空液压剖面。 o MPD旨在避免地层流体连续地流入到地面，钻井作业任何意外的流动将使用适当的方法进行安全的控制。（ Jan 2008 ） MPD也有翻译为：压力管理钻井
MPD分类
恒定井底压力和可变井底压力的分类（SIGNA 2000）：
o 可变井底压力方法间歇的欠平衡钻井
变化的过平衡井底压力
加压泥浆冒钻井 (PMCD) o 恒定井底压力方法无隔水管钻井双梯度钻井 (DGD) 连续循环系统 (CCS) 使用回压泵使用自动/半自动/手动节流阀 Chokes
控制回压(Halliburton的GeoBalance MPD)

控压钻井装备与技术介绍

系统性能指标
自动节流系统
额定压力:35MPa 节流度:±0.35MPa 工作压力:10MPa
回压泵额定压力:35MPa
系统
额定流量:12L/s
技术特征
实现功能
✓主、备、辅助三个节流通道，
能够自动切换
具备自动节流，冗余节流切换、安全报警、
✓钻进中实现在线维护
出口流量监测等功能，能够适应复杂工况
精细控压钻井装备与技术
郭庆丰中国石油集团钻井工程技术研究院
2014年9月
— 前言
主
— 控压钻井工艺技术
要
— 精细控压钻井系统
内
— 主要成果与技术创新
容
— 现场应用情况
— 经济社会效益及推广应用前景
一、前言
精细控压钻井系统是精细控压钻井工艺技术的载体，实现了 “看着井底压力来打井”，可有效解决窄密度窗口造成的井漏、井涌、井壁失稳、卡钻等复杂事故。国外在2007年开始工业化应用，目前已成为许多油田勘探、开发必备的钻井技术。
静液压力
静液压力
不同工况压力控制示意图
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二、控压钻井工艺技术
控压钻井的应用优势
消除了循环压力对井底压力的影响
有利于深井和高温高压井的安全施工、提高速度控制井底压力小幅度波动
有效控制井底压力在窄范围内；有利于水平井和窄压力窗口井作业。快速调节井下环空压力在不调整钻井液密度的情况下，快速应对井下情况的变化，随时调整进行液相的过、近、欠平衡作业
PCDS-Ⅰ精细控压钻井系统构成
自动节流管汇系统回压补偿系统液气控制系统自动控制系统自动控制软件随钻压力测量工具（可选）
震动筛
泥浆罐

大排量工况下控压钻井节流阀节流特性研究

大排量工况下控压钻井节流阀节流特性研究（a）节流阀几何模型（b）模型网格划分图1 节流阀几何模型及网格划分表1 节流阀模型几何参数参数名称参数值（mm）阀盖外径120入口直径103出口直径80阀芯长度66阀芯直径80阀芯曲线直线节流阀入口边界设置为质量流量边界，初始压力为0Pa，初始温度为300K。

出口边界为压力出口边界，初（d）50%开度（h）100%开度图2 节流阀压力分布云图为了深入分析节流阀压降特性，将仿真所得压降结果绘制成压降曲线，如图3所示。

从图3中可知，随着钻井液排量的增加，其压降越大，且增加的幅度也明显增加。

20%开度时，压降从10L/s时的0.30MPa大幅增加到65L时的12.83MPa；50%及100%开度时，对应的压降从也分别从0.08MPa增加到3.53MPa以及从0.01MPa增加到0.45MPa。

即各种开度工况下，排量从10L/s增加到65L/s时，通过节流阀的压降均增加了40倍以上。

此外，开度对压降的影响也很大。

在20%～100%图3 不同排量开度-压降图取其中一条压降曲线（40L/s）进行线性相关性分4（a）所示，该节流阀的总体线性相关系数为0.8349，线性度一般。

然而，从图4中可发现，曲线在开度处出现了明显的压降拐点。

因此，以50%可分段进行线性相关分析如图4（b）所示。

在范围内节流阀的线性相关系数为0.9917，在范围内节流阀的线性相关系数为0.9731，两段曲线的线性度均很好。

（a）总体线性相关（b）分段线性相关图4 40L/s排量下开度-压降线性相关图3 开度-压降计算方法根据阀门设计手册，对于任意阀门，总满足：202vQPCρ=（1）式中，P为节流阀节流压降，Pa；Q为钻井液排量，L/s；ρ为钻井液密度，kg/m³；C v为阀门流量系数，无量纲，仅与阀门设计和开关状态有关。

利用公式（1），代入压降数据和钻井液排量及密度，可获得目标压力下的流量系数，再将其代入公式进而可获得该目标压降条件下所对应的开度。

控制压力钻井技术应用探讨

控制压力钻井技术应用探讨摘要：由于钻井环境较为复杂，传统开采方式还存在一定的局限性，导致钻井作业中面临着较多的安全隐患，而且井下情况比较复杂，出现卡、漏、塌等现象的概率较高，不仅会导致钻井效率下降，油气层还会因此受到污染，降低开采质量，产生较大的损失。

而目前采用的控制压力钻井技术使用了承压和封闭的钻井液循环系统，不仅可以更好的控制复杂的井下环境，减少各种作业问题，还能够降低钻井成本，提高钻井可钻性等，尤其是可以更好的适应窄密度窗口钻井工作而开展，因此该技术的应用价值也比较高，已经受到了广大钻井公司的青睐。

基于此，本文就控制压力钻井技术应用进行了探讨，以期能够为当前的钻井作业提供科学的参考依据。

关键词：控制压力；钻井技术；应用引言控制压力钻井技术能够有效提高对井眼压力的精确控制，确保井内压力保持在合理的范围之中，而井底压力保持稳定则会保障钻井工作的顺利进行，减少各种不良问题的发生，因此相关技术人员也越来越重视对该项技术的研究工作，这对提高当前油气开采工作的质量也有着十分重要的现实意义。

一、控制压力钻井技术概述控压钻井技术是在对井眼环空进行精确控制的前提下实施的一种欠平衡钻井技术。

在实际操作中，相关作业人员需要用到地面井口压力控制设备（RCD）、井下监控系统（PWD）、地面节流系统、回压补偿系统、智能压力控制系统的互相协调配合进行钻井操作，在钻进的过程中可以利用上述设备对井筒压力剖面进行动态控制，以此可以确保井底压力能够控制在合理的范围内，从而有效地预防井下可能会出现的易漏地层井漏、井涌等状况，同时还能够保护油气层，最终实现安全、高效地钻井工程施工。

近年来，控制压力钻井技术的应用范围越来越广，在各油田的钻井工作中起着重要的应用价值，实践中也可以发现，控制压力钻井技术采用的设备中同时使用了承压和封闭的钻井液循环系统，该系统的组成比较复杂，但是通过了相关设备的操作能够更好地面对传统钻井方式可能会遇到的各种井下复杂状况，并有效解决了以往钻井过程中出现的钻井成本高、钻井可钻性低等各种障碍。

钻井作业中的智能控制与监测研究

钻井作业中的智能控制与监测研究随着能源需求的逐步增加，石油钻探作为一种重要的能源开采方式，近年来得到了广泛应用。

在这一领域中，钻井作业是最为核心的环节之一，而智能控制与监测技术的研究及应用对于钻井的高效性、安全性、环保性等方面都具有重要意义。

一、智能控制技术在钻井中的应用1.传统钻井作业存在的问题在传统的钻井作业中，很多工作的完成都需要人工操作，这种依靠人工劳动完成的方式往往会增加人力成本，降低工作效率，并且存在一定的安全隐患。

2.智能控制技术的应用针对传统钻井作业存在的问题，智能控制技术有望成为解决方案。

智能控制系统可以通过传感器等设备采集数据，进行自动化控制和优化，实现高效、安全、环保的作业目标。

在具体应用中，智能控制技术可以通过实时监测井下数据，自主地进行钻进/钻出操作，降低人工干预，提高生产率。

同时，通过对数据的分析，还可以自适应调整钻头的工作参数，以达到最优化的钻井效果。

二、智能监测技术在钻井中的应用1.传统钻井作业存在的问题在传统钻井作业中，钻井液与井下环境会产生较大的关联性，实时检测与沟通对于钻井作业的整体运行效果影响很大。

另外，钻井沉积物的残留和堵塞问题也是钻井作业中存在的难题。

2.智能监测技术的应用通过智能监测技术，可以实现对钻井作业中所需要的各种信息数据的实时采集和监测。

基于数据采集和处理结果，可以进一步通过数据的分析、处理和验证，对井下环境和物理状态进行基于模型的预测，拟定新的操作和措施，以协助钻井作业处理当前、最新的沉积物堵塞及其他相关问题。

比如说，通过智能监测系统，可以对钻井液的流量、流速、密度等参数进行实时监测和调整。

与此同时，还可以通过快速、精准的数据分析，预判井下环境对于钻井作业的各种限制条件，并根据预期的结果协助操作人员实现优化作业目标。

对于钻井作业中的一些与环保相关的问题，智能监测技术的应用也有非常明显的作用。

三、结论在钻井作业中，智能控制、监测技术的研究及应用，是一个长期性、系统性的问题。

精细控压钻井技术创新及应用探讨

精细控压钻井技术创新及应用探讨一、精细控压钻井技术概述精细控压钻井技术是指通过控制钻井液的密度和流量，实现对井下钻井过程中的压力进行精细控制的一种技术。

其主要目的是避免井下钻井中发生井喷、漏失等危险情况，确保钻井作业安全顺利进行。

精细控压钻井技术主要包括控制井下压力的方法、监测井下压力的技术以及应对井下压力异常情况的对策等内容。

在精细控压钻井技术中，最关键的是控制钻井液的密度和流量。

密度控制是指根据井下地层的情况，调整钻井液的密度，确保在钻井过程中产生的压力不致过大或过小，从而避免井下压力异常。

流量控制是指根据井眼的直径、井深等因素，调整钻井液的流量，保证其在井下运行时不会引起泥浆液面上升过快或下降过快，给井下钻井作业带来不利影响。

1. 钻井液配方创新精细控压钻井技术的创新之一是钻井液的配方创新。

传统的钻井液配方多为泥浆型钻井液，其密度调整范围有限，难以满足对井下压力精细控制的需求。

而近年来，随着钻井工程技术的不断发展，新型的油基钻井液和水基钻井液开始逐渐应用于精细控压钻井技术中。

这些新型钻井液具有密度调整范围大、稳定性好、对地层的侵蚀性小等特点，可以更好地满足井下压力的精细控制需求。

2. 井下压力监测技术创新精细控压钻井技术的另一个创新是井下压力监测技术的创新。

井下压力是指在钻井过程中地层对钻井液产生的压力。

传统的井下压力监测技术多为单点监测，难以对井下压力进行全面、精细的监测。

而现在，随着卫星通信技术、传感器技术等的发展，井下压力监测技术也得到了极大的提升。

通过在井下设置多个压力监测点，并通过卫星通信技术将数据传输到地面，可以对井下压力进行实时、精细的监测，为精细控压钻井技术的实施提供了可靠的技术支持。

3. 应急对策机制的创新精细控压钻井技术的第三个创新是应急对策机制的创新。

由于油气田钻井作业的复杂性，井下压力异常情况难以完全避免。

对于精细控压钻井技术而言，建立一套完善的应急对策机制显得尤为重要。

流体力学在石油工程中的应用

流体力学在石油工程中的应用引言流体力学是一门研究流体行为的学科，它在石油工程中的应用是非常重要的。

石油工程涉及到油井的设计、钻井、油藏开发以及油气生产等过程，而其中的许多问题都与流体运动有关。

因此，研究和应用流体力学理论可以帮助石油工程师更好地理解和解决这些问题，提高油井的生产效率和经济效益。

油井设计油井设计是石油工程的第一步，它涉及到井筒结构的合理设计和钻井液的选择等问题。

流体力学在油井设计中的应用主要体现在以下几个方面：井筒结构设计井筒结构的设计需要考虑到地层的压力和温度等因素，而流体力学可以提供对井筒内压力和温度分布的计算和预测。

通过流体力学模拟，可以确定井筒内的流体流动情况，从而指导井筒结构的设计和优化。

钻井液选择钻井液是钻井作业中的重要组成部分，它的性能直接影响到钻井作业的效率和成功率。

流体力学可以帮助石油工程师分析钻井液在井筒中的流动行为，通过模拟和计算可以确定最佳的钻井液配方，以满足不同地层条件下的钻井要求。

油藏开发油藏开发是石油工程的核心内容，它涉及到从地下储层中提取油气资源的过程。

在油藏开发中，流体力学的应用主要体现在以下几个方面：油藏数值模拟油藏数值模拟是在计算机上对油藏进行数值模拟和仿真的过程，通过建立数学模型，研究油藏中的流体动态行为。

流体力学可以提供各种流动模型和计算方法，帮助石油工程师预测井底流体的流动情况，优化开采方案，提高油井的生产效率。

增油技术增油技术是在已开采油藏中采用各种措施来提高油井产油率的方法。

其中，水驱、气驱和聚合物驱等技术都与流体力学有密切的关系。

流体力学可以分析和优化驱替过程中的流体流动行为，指导增油技术的应用。

油气生产油气生产是石油工程的最后一步，它涉及到从油井井筒中将油气流出地面的过程。

在油气生产中，流体力学的应用主要体现在以下几个方面：井筒沉积物控制井筒沉积物的产生会对油井产能造成很大的影响，因此需要采取相应的措施来控制沉积物的生成和沉积。

流体力学可以模拟井筒内的流动情况，分析井筒中颗粒物的沉积行为，帮助石油工程师制定沉积物控制策略。

精细控压钻井技术创新及应用探讨

精细控压钻井技术创新及应用探讨二、精细控压钻井技术的基本概念精细控压钻井技术是指利用高科技手段实现对钻井过程中的井底地层压力和钻井液压力的精细控制，以保障井下安全、提高钻井效率、降低钻井成本的一种钻井技术。

该技术的主要目的是实现对井底地层的精细压力控制，以避免钻井过程中的井下事故，同时也能够提高钻井效率，减少钻井成本。

三、精细控压钻井技术的创新1. 应用先进的传感器技术传感器是精细控压钻井技术的核心，通过传感器可以实时监测井底地层的压力变化，以及钻井液压力等数据。

随着传感器技术的不断创新，如MEMS传感器技术的应用，可以大大提高传感器的精度和灵敏度，使其能够更加准确地监测井底地层的压力变化，从而实现对井底地层的精细控制。

2. 运用智能化控制系统智能化控制系统是精细控压钻井技术的另一项重要创新，通过运用先进的控制算法和计算机技术，可以实现对钻井液的压力、流量等参数进行精确控制，以保障钻井过程中的安全和效率。

智能化控制系统还可以通过实时监测井下的数据，进行智能分析和预测，提前预防井下事故的发生。

3. 发展智能化钻头技术智能化钻头技术是精细控压钻井技术的另一项重要创新，通过在钻头上安装传感器、执行器等装置，可以实现对钻进过程的实时监测和精细控制，从而减少钻进过程中的误操作，提高钻井的效率和安全性。

四、精细控压钻井技术的应用探讨1. 在复杂地质条件下的应用在一些复杂地质条件下，如高压高温、易塌陷地层等，传统的钻井技术往往难以满足钻井过程中的精细控制需求。

而精细控压钻井技术则可以通过实时监测和智能控制，更好地适应复杂地质条件下的钻井作业，保障井下的安全和高效钻井。

2. 在水平井和超深井的应用在水平井和超深井中，由于钻井过程中的地层压力变化较大，要求对井底地层进行更加精细的控制。

而精细控压钻井技术可以通过先进的控制系统和智能化钻头技术，实现对水平井和超深井的精细控制，从而提高钻井效率，降低钻井成本。

五、精细控压钻井技术的发展趋势1. 与大数据、人工智能的深度融合随着大数据和人工智能技术的不断发展，精细控压钻井技术将会更加深度地融合大数据和人工智能技术，实现对井下数据的实时分析和智能化决策，进一步提高钻井的效率和安全性。

控压钻井技术要点及其发展前景探讨

技术应用与研究我国油田在不断深入的勘探开发形势下，正在向着深部更复杂区域的方向发展，在这种形势下钻井作业过程中安全成为了一项非常重要的内容。

如果在实际钻井作业过程中没有采取有效控制措施，很可能会导致出现井涌、有害气体泄漏等事故。

在当前进行深井和高温高压井钻井施工过程中窄密度窗口的钻井安全问题是制约我国当前石油勘探开发发展的主要原因之一。

控压钻井技术主要是针对井口套管压力、流体密度、水利摩阻等进行综合控制之后，针对井眼环控压力剖面进行精确计算分析，以此来实现井筒压力的有效维持，那就在整个作业过程中能够始终处在底层孔隙压力以及破坏压力之间，实现对地层流体的侵入井眼的有效控制，最大程度避免在实际作业过程中出现井涌现象。

一、控压钻井技术定义在油气井钻井施工过程中通过合理控制井筒液柱压力剖面来实现钻井施工的安全、高效进行的钻井技术就是控压钻井技术。

控压钻井技术在实际应用过程中必须要对常规钻井施工过程中所涉及的井控技术、钻井液技术等进行充分考虑，控压钻井技术通常情况下又包括过平衡钻井技术、欠平衡钻井技术、精细控压钻井技术等。

１．过平衡钻井技术在油气井的钻井施工过程中如果井筒压力超过了地层空气压力，针对这种状况而采取的安全、稳定的钻井技术就是过平衡钻井技术。

针对过平衡钻井技术通常情况下是利用裸眼井段的最高地层压力梯度来作为基准最终确定出钻井液密度，与此同时在额外添加一个附加值。

根据钻井施工过程中的井控原则，在进行附加值确定过程中应该按照以下原则来实现。

针对油水井附加值主要取值范围在　０．０５～０．１０ｋｇ／Ｌ之间，或者保证其井底正压差处在１．５～３．５ＭＰａ范围内；针对气井附加值通常取值为０．０７～０．１５ｋｇ／Ｌ，或者保证题井底正压差处在３．０～５．０ＭＰａ之间。

在实际的钻井施工过程中井底压力主要是井筒液柱压力、环空循环压耗、井口回压、循环压力波动、抽吸压力等的总和。

如果在钻井施工过程中井底压力超过了地层孔隙压力，则处在了平衡钻井状态。

控压钻井概述讲解

控压钻井存在的难点
❖ 然而，控压钻井技术毕竟只经历了不到10年的发展，仍然存在诸多的技术难点与不足，主要表现在：难以及时准确的确定安全压力窗口，难以及时准确的掌握井筒流动状态，导致压力控制反馈滞后、控制精度低、物质平衡控制困难。复杂工况下井筒压力波传播规律与压力演变规律认识不清，已经成为实现精细、安全控压钻井的最大障碍。目前，控压钻井只重视压力平衡，对于物质平衡与否缺乏研究，没有一套物质平衡与压力平衡双重平衡的判别模型，缺乏一套基于物质平衡与压力平衡的井筒流体与压
连续循环钻井
微流量控压钻井
❖ 微流量控压钻井系统主要由 3 大部分组成：旋转控制头、微流量节流管汇和数据采集与控制系统。微流量节流管汇可根据工作需要调节钻井液流量等参数，钻井液地面管汇上装有 2 个钻井液微流量测量仪以及相关的传感器，传感器通过测量各种钻井液参数，并将采集到的压力、温度、流量、流速等信号通过 A/D 转换器送到中央数据采集与控制系统中，经计算机处理后发出下一步控制指令。
旋转防喷器
钻杆内单向阀
❖ 又称钻具止回阀，是MPD中的重要装备。由于MPD需要向环空中加回压，根据U型管原理，钻井液有可能被压回钻柱内。泥浆中岩屑会堵塞钻具，甚至泥浆会从喷出钻柱，所以需要在钻柱内安装单向阀。下图为球形止回阀结构。
节流管汇系统
❖ 节流管汇：利用节流管汇中的节流阀启闭,控制一定的回压来保持井底压力的平衡。
先进控压钻井技术
连续循环钻井（CCS）微流量控压钻井（MFC）
充气控压钻井钻井泵分流器（RPD）
连续循环钻井
❖ 连续循环钻井技术是指在钻井过程中，起下钻接卸单根时，可以不停泵而保持井眼处于连续循环状态的技术。该技术可有效克服因开/停泵造成的井下压力波动，减少因压力波动造成的井下复杂情况及事故。

控压钻井技术研究与应用

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Schlumberger NDS是一项实时优化钻井技术，通过环空压力监测、井壁稳定监测、漏失监测等井下实时监测技术,并与已建立的地质力学模型进行比较,实现钻井最优化。从而能够最大程度减少井下意外事故，降低钻井风险，最大限度降低非生产时间；优化钻井过程，优化钻井参数，提高钻速。迪那地区三开储层裂缝发育，易漏、易涌，钻井液安全窗口窄；漏失占总复杂事故的42%，是迪那地区山前钻井最为突出的问题。迪那204井应用NDS技术，将ESD和ECD控制在地层孔隙压力和破裂压力之间，钻井液漏失大幅降低，并大幅缩短钻井周期。霍003井应用NDS 技术，将钻井液密度由2.6g/cm3调整为2.38 g/cm3 ，减少了钻井液漏失和井壁坍塌事故。 2.1.3 简易控压钻井技术 1) 塔里木油田简易注气控压钻井技术简易注气控压钻井技术是在欠平衡钻井技术基础上发展起来的，利用了欠平衡钻井的理论、方法和装备，其工艺是在钻井液中有控制地混入气体，在循环时注气，减少液柱压力以抵消循环压耗；停止循环时停止注气则压力恢复，使之迅速有效地控制液柱压力，提高窄安全压力窗口等复杂条件下钻井施工的安全性。简易注气控压钻井技术在塔中72井区的实施，使得塔中海相储层油气勘探中涌漏矛盾突出、钻进钻井液漏失量大、复杂损失时间多的矛盾得到初步解决。 2) 带井下液面监测的简易控压钻井技术在塔中722井、轮南633井、轮古34井、大北3井、中古2井等油气井实施了该技术，并配套使用了井下液面监测技术，较好地解决了窄密度窗口下的安全钻井问题，特别是漏失问题。该简易控压钻井技术比注气简易控压钻井技术优势：一是更快速发现溢流，为控制溢流赢得更多的时间,在线实时监控井筒液面；二是避免人工疏忽、误判断；三是井筒内液面表面积小、距离近、反应快，能在地层流体刚进入井筒时就发现溢流。 2.1.4 井身结构优化技术和膨胀管技术经过多年的实践探索，塔里木油田成功地采用了非常用的套管系列，优化设计与应用了深井、超深井井身结构，有利于解决窄窗口的安全钻井问题。膨胀管技术是国内外正在发展的可明显降低钻完井成本的一项新技术。该技术针对传统井身结构的弊端，采用膨胀管技术改进、完善以及优化井身结构，能解决井眼变径以及复杂地层钻进等问题。未来的发展方向是实现单直径井眼，并可用膨胀管技术来弥补井身结构的不足，解决窄窗口地层的恶性漏失和垮塌等复杂情况。 2.1.5 波纹管防漏治漏技术采用波纹管治理钻井恶性井漏是一种钻井堵漏可行的新工艺、新手段；同时证明波纹管技术在砂泥岩地层应用是可行的，实现了钻井堵漏技术一项新突破。 2006年在克拉玛依油田T6182井下入适用于8-1/2″井眼的φ235×8波纹管89.40m，波纹管封固井段为406.6～496.0m，试验取得了圆满成功，不再发生漏失。2007年在四川油田黄龙004－X1井共下入适用于12-1/4″井眼的φ335×11波纹管24m，波纹管封固井段为 2308～2332m，施工完成后，在后续钻进过程中未出现漏失情况，顺利钻达设计井深 2820m。

控压钻井关键技术探讨王力

控压钻井关键技术探讨王力发布时间：2023-06-02T01:37:12.051Z 来源：《中国科技信息》2023年6期作者：王力[导读] 在钻井施工过程中，针对压力系统复杂、泥浆窗口窄地层，钻进过程中易出现“漏喷同存”的情况，控压钻井是提高井控能力、实现优快钻井的重要保障。

介绍了井底恒压力法、泥浆帽钻井、双梯度法控压钻井技术，并对井底恒压力法控压钻井技术进行了详细分析，对于控压钻井技术应用及安全高效钻井具有重要意义。

大庆油田钻探工程公司钻井工程技术研究院摘要：在钻井施工过程中，针对压力系统复杂、泥浆窗口窄地层，钻进过程中易出现“漏喷同存”的情况，控压钻井是提高井控能力、实现优快钻井的重要保障。

关键词：控压钻井；井底恒压力法；泥浆帽钻井；双梯度法1、前言随着我国油田持续开采，老油田已进入开发中后期，有利区块开发程度较高，勘探的目标逐渐向更深更复杂区块转变，对于地质条件复杂的区块，钻井施工面临危险系数高、经济效益低的难题。

在这些地层层系多、压力系统复杂地区，常规钻井技术由于监控手段有限，容易出现各种安全事故，不仅危及钻井施工人员人身安全，还可能耽误钻井施工周期，增加了钻井施工成本，严重的情况可能导致油气井报废，造成严重的经济损失。

针对复杂地质条件，钻井施工技术不断更新，目前常用的有欠平衡钻井和控压钻井技术。

欠平衡钻井技术钻井时，井筒内压力低于地层孔隙压力，即控制钻井液密度偏低，使得液柱产生的压力小于地层孔隙压力，导致钻井液进入井筒内，从而起到保护地层的效果，对于地层能量较低的情况，降低表皮系数，降低对储层的伤害，提高油气产量；控压钻井技术与欠平衡技术不同，该技术更为先进，通过对钻井回压、钻井液密度、钻井液流变性、环空液位、井眼形态等进行控制，使井筒内压力介于地层孔隙压力和破裂压力之间，达到平衡地层压力的状态，从而有限保护井壁稳定性，避免出现井涌、井漏、井壁垮塌、卡钻等工程异常情况，提高钻井施工安全性，对于泥浆窗口窄的井，能够确保安全高效钻井，实现优快钻井。

压井动态模拟模型技术文档

压井动态模拟模型技术文档【中英文实用版】Title: Well Kill Dynamic Simulation Model Technical Document1.OverviewThis technical document provides an overview of the Well Kill Dynamic Simulation Model, a powerful tool designed to simulate and analyze well control operations during oil and gas drilling.The model is implemented in a mixed language format, with sections presented in both English and Chinese, to cater to a global audience.1.概述本技术文档概述了井控动态模拟模型，这是一个强大的工具，旨在模拟和分析油气钻井过程中的井控操作。

该模型采用中英结合的格式，以满足全球用户的需求。

2.Model FeaturesThe Well Kill Dynamic Simulation Model incorporates a wide range of features to provide users with an accurate and realistic representation of well control scenarios.These features include:2.模型特点井控动态模拟模型融入了众多功能，为用户提供了一个准确、逼真的井控场景模拟。

这些功能包括：- Comprehensive well control parameters: The model includes a variety of well control parameters such as wellbore pressure, flow rate,and shut-in pressure, allowing users to simulate different well control scenarios with ease.- 全面的井控参数：模型包含多种井控参数，如井筒压力、流量和关井压力等，使用户能够轻松模拟不同的井控场景。