中国石油大学研究生油气井流体力学PPT

2 控压钻井压力控制理论模型
2.3 下钻过程压力控制理论模型
控压钻井中下钻需要重浆帽压井：在高密度泥浆帽中下钻至高粘隔离液底部，注入 原浆替换出重浆至井口，井口套压从零逐渐恢复到起钻前控制套压，再带压下钻直至 原井深。故下钻过程建立的理论模型为：
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控压钻井井筒压力计算方法
3 控压钻井井筒压力计算方法
3 控压钻井井筒压力计算方法
3.2 井筒波动压力计算模型
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控压钻井装备研究以及工艺流程
4 控压钻井装备研究以及工艺流程
4.1 控压钻井装备研究
控压钻井需要精确控制环空压力剖面，实现窄密度窗口的安全钻井，不仅依靠控 压钻井理论，相关设备的支撑也是必不可少的。目前国内现在主要应用的控压钻井技 术主要来自哈里伯顿公司。哈里伯顿的控压钻井技术及配套系统是国际上比较先进的， 其井底压力控制波动范围可以控制在±0.35MPa范围内。该系统该主要由旋转防喷器 （RCD）、自动节流控制系统，回压补偿系统、数据采集和控制系统、PWD系统等。其 在控压钻井过程 现场连接及设备、数据流原理图：
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控压钻井压力控制理论模型
2 控压钻井压力控制理论模型
2.1 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，司钻通知控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：
2 控压钻井压力控制理论模型
2.2 起钻过程压力控制理论模型
3.1 井筒循环压耗的计算模型
计算井筒循环压降时一般采用赫－巴流变模式的流变模式，赫－巴流变模式的 参数不但能较好地反映钻井液的流变性而且具有明确含义，且能较好地描述钻井液在 低、中、高剪切速率下的流变行为。
3 控压钻井井筒压力计算方法
3.2 井筒波动压力计算模型
钻井起下钻过程中井内产生压力变化，称压力波动，相应的压力通称为波动压力。 根据其值对钻井液静压力的正负影响可分为激动压力和抽吸压力。抽吸压力是设计最 小钻井液附加密度的主要依据。另外，以波动压力为基础，合理设计和控制起下钻速 度对预防井下复杂事故具有重要意义。 井内某点的实际波动压力值为以下集中波动压力的和：钻井液静切力产生的波 动压力、钻具惯性引起的波动压力、钻井液粘滞力引起的波动压力、钻具接头引起的 波动压力及钻头处引起的波动压力：
控压钻井技术应用研究
主要内容
引 言 控压钻井压力控制理论模型 控压钻井井筒压力计算方法 控压钻井装备研究以及工艺流程
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引言
1 引言
控压钻井技术是将整个井下的循环体系作为一个承压的压力体， 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。
控压钻井过程中气钻需要重浆帽压井起钻：在原井浆中控制回压起钻至油层顶部 以上的设计位置，打入一段高粘隔离液后再起钻至隔离液顶部，打入重浆替出原井浆 至井口，压稳地层并确保井口控制套压自然降到零后，再起钻至井口。故起钻过程中 建立的压力控制模型为：
2 控压钻井压力控制理论模型
2.2 起钻过程压力控制理论模型
2.在起下钻过程中，起下钻速度与波动压力关系密切，起下钻速度越 快，井下波动压力越大，越远离井底，波动压力越小；在控压钻井过 程中，当起钻至一定高度过后，可以适当提高起钻速度，提高钻井时 效，但在下钻过程中离井底越近，应该严格控制下钻速度，且及时调 整井口回压，避免井下压力过大，压漏地层。
3.我国控压技术还处于发展阶段，其工艺和压力控制理论还不够完善， 可以加强装备可靠性研究，努力推动控压钻井的工业化应用。
中实现套压自动 补偿，保证井底 压力平稳。
可精确测量钻 井液回流量、 钻井液密度和 温度。
能够实时监测传 感器位置处环空 压力
4 控压钻井装备研究以及工艺流程
4.2控压钻井施工流程图
结论
1.在正常钻井过程中，随着排量的不断增加，环空循环压耗也随之増 加，为维持恒定的井底压力，井口回压也随之减小，在不影响井下安 全的前提下可通过调节排量的方式改变井底压力，实现窄密度窗口钻 进。