恒定井底压力控制压力钻井
压井方法优选与存在的问题
压井方法优选与存在的问题压井是利用井控设备和压井方法向井内注入一定比重和性能的压井液，重新建立井下压力平衡的过程。
选取合适、有效的压井方法关系到压井是否成功的关键，一旦发生井喷失控，将会造成重大损失，甚至巨大社会影响，因此，发生溢流或井涌后编制压井方案,选择最优的压井方法是压井成功的前提。
一、压井方法及优缺点压井方法包括常规压井法和非常规压井法，常规压井法含司钻法、工程师法、边循环边加重法；非常规压井法含平推压井法、置换压井法、低节流压井法、体积控制压井法。
1.常规压井法⑴司钻法压井。
司钻法又称二次循环法，是指当溢流发生时并且完成关井工作后，考虑先利用钻井液循环将溢流排除，然后再结合钻井液压井的方法。
这种方法的优点在于比较容易掌握，并且最关键的是操作时间短。
缺点是设备承压高，风险相对较大。
⑵工程师法压井。
工程师法又称一次循环法，是指当发生溢流时，要实现迅速的关井行为并记录重要的溢流数据，通过计算填写压井施工单，然后利用加重钻井液，保证全部工作的实现在一个循环内完成。
工程师法压井的最大优势是装置所承受的压力小，相对风险小，经济效益高。
缺点是：①精确控制井底压力难，影响因素多，一旦控制不好，容易引起油气侵，造成反复压井。
比如：井眼轨迹、井身质量、泥浆密度与循环压降的精确计算困难，高密度泥浆差距大，另外，地面装置在压井过程中，地层砂子反出堵塞通道，需要反复开大、关小节流阀。
因此，立管压力的控制难度大。
②在压井过程中井底漏失量不好掌握，若漏失严重，压井泥浆不够用，也会造成压井失败。
⑶边循环边加重法压井。
边循环边加重法又称同步法或循环加重法。
是指当溢流关井求得地层压力之后，采用边循环边加重的办法压井。
它的优点是在重浆储备不足，边远地区能够很快的开展压井作业。
但是，这种方法的最大缺点是压力的计算比较复杂，因此在实践中很少采用。
2.非常规法压井⑴平推法压井。
平推法又称压回地层法、挤压法或顶回法，是指从地面管汇向井内注入钻井液将进入井内的地层流体压回地层的压井方法。
压力控制钻井简介
流监控系统、强行起下钻装置等，其作用是防止发生
井喷，控制井口返出流体流量和流体压力，维持井底 压力稳定，保证在井口有压力时钻井作业能够正常进
行。
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三、压力控制钻井装备
7100EP旋转控制头
PCWD系统
40
三、压力控制钻井装备
Williams系列旋转控制头
开度1
10
阀开度mm
15
20
25
30
35
47
三、压力控制钻井装备
3、分离设备
海上立式密闭四相分离器
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三、压力控制钻井装备
Flow from well
Gas
Cuttings
Oil Mud
海上卧式密闭四相分离器
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三、压力控制钻井装备
50
三、压力控制钻井装备
SWACO Offshore Standard 液气分离器总成技术参数 工作压力不低于1.0 MPa（145psi） 进液口 4 1/16″ 排液口 8″ 排气口 8″ 最大气体处理量 17.5 mmscf/d （49.5×104 m3 /d） 最大泥浆处理量 1500 gpm （8176 m3 /d）
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二、压力控制钻井工艺
2、地层适应性分析 • 1）地层压力系数和地质情况较清楚的储层； • 2）井眼稳定性良好的石灰岩、花岗岩储层； • 3）胶结性能良好的砂岩储层； • 4）H2S含量低于20ppm 的储层。
16
二、压力控制钻井工艺
区块筛选
筛
油藏类型
地质条件
初步经济评价
选
适合MPD的目标区块
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一、压力控制钻井技术简介
钻井工程专业名词解释
钻井工程专业名词解释一、名词解释：1、钻井进尺工作时间：与进尺有关的钻井作业时间，包括存进尺、接单根、扩划眼、换钻头、循环钻井液、起下钻、定向测量及定向作业等。
2、钻井工程质量：主要是指井身质量、取芯质量和固井质量。
3、碰压：固井过程替水泥浆时胶塞到达阻流位置时压力突然升高的过程。
4、联顶接：从钻台面要将生产套管送到地面规定高度的连接套管。
5、鱼头：钻井作业中一般将井内由于处理事故过程余留的钻具、套管以及其他工具叫井内落鱼，最上部顶端位置叫鱼头。
6、狗腿：将钻进过程中井斜变化较大的地方称为“狗腿".7、迟到时间：钻头破碎地层后，岩屑随钻井液由井底上返至振动筛所需要的时间称作迟到时间。
8、钻井液柱压力：由钻井液柱的重力所引起的压力。
9、岩石可钻性：岩石可钻性是岩石抗破碎的能力。
可以理解为在一定钻头规格、类型及钻井工艺条件下岩石抵抗钻头破碎的能力。
10、钻井液失水：在压力差作用下，钻井液中的自由水向井壁岩石的裂缝或空隙中渗漏，称为钻井液的滤失。
11、地层破裂压力：在井下一定深度裸露的地层，承受流体压力的能力是有限的，当流体压力达到一点数值时会使地层破裂，这个液体压力称为地层破裂压力。
12、井喷：是地层中的流体喷出地面或流入其他地层的现象。
13、溢流：地层流体进入井筒内，使返出的钻井液量大于泵入量，停泵后井口自动外溢的现象。
14、井控：是指对油、气井地层压力的控制。
15、压力梯度：单位深的压力增量。
16、压井：向失去2压力平衡的井筒内，泵入高密度钻井液，以恢复和重建压力平衡的作业。
17、平衡压力钻井：是指井底压力等于或大于地层压力情况下的钻井。
18、关井：发生溢流和井涌后，关闭封井器和节流关汇，阻止地层流体继续侵入井筒的过程。
19、循环周：钻井液从井口泵入至井底再从井底返到地面的时间。
20、静液压力：由静止液柱的重力引起的压力。
21、地层压力：地下岩石孔隙内流体的压力。
22、抽吸压力：上提钻柱时，由于钻井液粘滞作用产生的使井底压力减小的瞬间附加压力。
压力控制钻井技术
压力控制钻井技术根据国际钻井承包商协会（IADC）的定义[1]，压力控制钻井（Managed Pressure Drilling—MPD）是一种适应性的钻井方式，用于精确控制某个井段的井底环空压力，其目的在于根据地层压力的变化相应地控制环空压力，使井底压差保持在设计的范围内。
压力控制钻井过程中要避免地层流体连续进入井筒，偶尔发生油气侵时要通过合理的作业程序进行控制，防止进一步地井侵。
1.2 技术应用压力控制钻井的应用方式包括四种：恒定井底压力钻井、泥浆帽钻井、双梯度钻井和HSE钻井。
其中恒定井底压力钻井技术是应用最广的技术，也最适合渤海地区应用。
恒定井底压力钻井（MPD-CBHP）是在钻完井过程中始终将井底压力控制在较恒定的压力窗口内，是压力控制钻井主要的应用方式。
例如中－沙油气公司SSG（SINO-SAUDI GAS）在沙特KAS地区利用CBHP技术在探井中减少钻井复杂问题、避免卡钻等重大意外问题，在钻进、起下钻、接单根等过程中保持了井底压力的恒定。
北海StatoilHydro公司的Kvitebjørn高温高压井CBHP作业中，使用了连续循环系统CCS、随钻井底压力检测APWD、随钻地层压力检测FPWD、平衡泥浆段塞BMP、自动节流控制技术等新技术，在钻进及起下钻、接单根时使井底压力以当量密度0.02 g/cm3高于地层孔隙压力，避免了高温高压、高产地层的复杂问题[4]。
2 海上MPD作业流程设计压力控制钻井设备应至少包括压力控制系统、流体处理系统、井下工具系统等。
现场应用时要针对作业井的具体情况进行合理优选，特别要结合海上平台的具体情况，在满足作业能力和安全环保要求的前提下，尽量简化设备，减少平台的空间占用。
2.1 作业流程设计设计MPD时考虑了以下几种工况：（1）在钻储层上部的水泥塞或未发现油气显示前，通过液压系统打开液动闸板阀3，井口返出流体经泥浆槽8至振动筛，与常规钻井相同；（2）进行MPD作业期间，关闭液动闸板阀3，关闭MPD节流管汇中路阀，流体进入液气分离器后，游离的气体被分离出来，输送到点火器燃烧掉。
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。
精细控压钻井井底压力自动控制技术初探
精细控压钻井井底压力自动控制技术初探作者：黄忠来源：《中国化工贸易·中旬刊》2019年第03期摘要：油田开采是当前我国获得石油资源的主要方式，开采效益的高低也决定着实际收益的高低，目前，我国的很多油田在开采钻探中使用的一般都是常规的钻探技术，但是很多位于地质条件相对复杂地方的油井还会存在钻井液安全密度窗口过窄的问题，使得油田出现井涌、压差卡钻等一些较为严峻的井下问题，这些问题的出现使得油田的开采进度受到影响，也会造成大量的浪费，甚至直接会造成油井的报废。
基于此，本文就精细控压钻井井底压力自动控制技术的进行了分析，提出了精细控压钻井井底压力自动控制技术的具体应用，并对精细控压钻井井底压力自动控制技术的未来展望进行了阐述。
关键词：精细控压钻井;井底压力自动控制技术;展望精细控压钻井技术是当前油气钻井工程领域中新兴的一种钻探技术，其主要应用原理就是使得钻井时的井底压力保持恒定，以便能够在窄密度窗口复杂地层井段的安全，以便能顺利钻进，从而减少油井中井涌、漏失、压差卡钻井复杂问题的发生，应用效益显著，对我国某些处在复杂地形区域的油田开采中具有重要的现实意义。
1 精细控压钻井技术1.1 概述精细控压钻井是一种有效实现安全钻井的一种钻探技术，其在应用过程中需要借助相配套的井下工具对井底压力、钻井液性质进行测量，并及时的将测量数据传递到井口的计算机当中，计算机会依据相关的数据信息对井口进行调节，以便达到控制井底孔隙压力的目的。
该项技术常应用于我国西部地区的一些较为复杂的油井中，以及对油田枯竭油气层二次开发中，近几年，随着该项技术的不断成熟，其在深海海底油藏钻井中的应用逐渐普及，其中形成的欠平衡精细控压钻井工艺能够通过可控微溢流控压钻井解决发现与保护储层、防止窄密度窗口过窄的世界难题，使得钻井周期得到了大幅度的缩短，有力的提高了油田开采获得的经济效益。
1.2 精细控压钻井井底压力自动控制工艺原理精细控压钻井自动控制系统的核心是地面控压钻井回压泵系统、控压钻井节流管汇系统以及节流管汇系统控制系统[1]。
控压钻井
实时调整井口回压，维持井底压力相对稳定，保证井筒内
的压力满足地层密度窗口的要求。井底恒压控压钻井技术 适用于处理海洋窄密度窗口、浅表层钻井等问题。
井底恒压控压钻井技术装备布置示意图
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控制压力钻井
泥浆帽钻井
泥浆帽钻井技术作业是向环空注入高密度钻井液， 钻杆中注入“牺牲流体”；通常牺牲流体密度较低， 以此获得较高的机械钻速。牺牲流体与环空注入的 高密度钻井液在环空相遇，形成钻井液 — 牺牲流体 界面，界面以上的高密度钻井液被称为泥浆帽。
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控制压力钻井
控压钻井技术方式
1. 恒定井底压力MPD（CBHP MPD）
2. 泥浆帽钻井（PMCD） 3. 双梯度钻井MPD 4. HSE（健康、安全、环境） MPD 又称回流控制钻井技术
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控制压力钻井
井底恒压控压钻井
井底恒压控压钻井适用于窄密度窗口和未 知密度窗口情况下的钻井作业，可通过调节井 口回压维持井底压力等于或略大于地层压力， 保证钻井作业安全、高效。 井底恒压控压钻井装备的布置主要是在旋转防喷器与液 气分离器之间加入一个自动节流管汇系统，根据井底压力
旋转防喷器可以避免关闭闸板防喷器，将碳氢化合物释 放至钻台的可能性降至最低，且在循环出侵入流体或在 处理气侵钻井液过程中允许活动钻柱。 HSE控压钻井技术装备布置示意图
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控制压力钻井 欠平衡、控压、常规钻井划分
井眼压力 欠平 坍塌压力～孔隙压力 衡钻 井 控压 油井，孔隙压力～孔隙压力+1.5钻井 3.5MPa 气井，孔隙压力～孔隙压力+3-5MPa 近平 油井，孔隙压力+1.5-3.5MPa 衡钻 气井，孔隙压力+3-5MPa 井 过平 油井， 孔隙压力+3.5MPa ～破裂压力 衡钻 气井， 孔隙压力+5MPa ～破裂压力 井
控压钻井(推荐完整)
决海洋钻井中遇到的溶洞型及裂缝地层导致的严
重漏失有良好效果。
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双梯度钻井技术
控制压力钻井ຫໍສະໝຸດ 作业时，隔水管内充满海水（或不使用隔水 管），通过海底泵和小直径回流管线旁路回输钻井 液；或在隔水管中注入低密度介质（空心微球、低 密度流体、气体），降低隔水管环空内返回流体的 密度，使之与海水相当，在整个钻井液返回回路中 保持双密度钻井液体系，有效控制井眼环空压力、 井底压力，确保井底压力处于安全的压力窗口之内。
泥浆帽钻井
泥浆帽钻井技术作业是向环空注入高密度钻井液， 钻杆中注入“牺牲流体”；通常牺牲流体密度较低， 以此获得较高的机械钻速。牺牲流体与环空注入的 高密度钻井液在环空相遇，形成钻井液—牺牲流体 界面，界面以上的高密度钻井液被称为泥浆帽。
海洋应用泥浆帽钻井的井口装备示意图
此方法已在海洋钻井作业中获得成功应用，对解
1. 解决了钻井中的窄密度窗口问题 2. 解决了海洋浅表层作业的相关问
题 3. 解决了隔水管进气对深水钻井的
影响问题 4. 减少非生产时间，降低作业成本
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控制压力钻井
控压钻井原理
常规钻井：井底循环压力= 静液柱压力+ 环空摩阻 控压钻井：井底循环压力= 静液柱压力+ 环空摩阻+ 地面回压 （环控压耗折算当量钻井液密度0.03-0.15g/cm3）
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控制压力钻井
控压钻井技术方式 1. 恒定井底压力MPD（CBHP MPD） 2. 泥浆帽钻井（PMCD） 3. 双梯度钻井MPD 4. HSE（健康、安全、环境） MPD 又称回流控制钻井技术
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控制压力钻井
井底恒压控压钻井
井底恒压控压钻井适用于窄密度窗口和未 知密度窗口情况下的钻井作业，可通过调节井 口回压维持井底压力等于或略大于地层压力， 保证钻井作业安全、高效。
控压钻井技术及应用分析
控压钻井技术及应用分析作者：孙宏威来源：《中国新技术新产品》2013年第06期摘要：随着全球经济的快速发展，能源紧张已成为全世界共同面临的重要问题，石油在能源中占有非常重要地位，是国家得以持续发展的保证。
我国于新中国成立之初开始勘探并成功开发石油资源，经过几十年的不断努力，我国的采油技术已日臻成熟，对复杂地层油气资源开采也取得了很好的成效。
文中对控压钻进技术进行了详细的分析，并进一步对控压钻井技术的应用形式进行了具体的阐述。
关键词：控压钻井；控压原理；应用中图分类号：TD842.2+4 文献标识码：A随着我国对采油技术的不断发展，控压钻进技术以其生产成本低、操作流程简单、节省非生产时间和提高油井生产效率等诸多优点，成为复杂地层油气资源开采的主要技术。
近年来，国内外在钻进新技术的研发方面也以其为重点，对此采油技术进行深入的研究分析，以促进控压钻井技术得以进一步的完善。
1 控压钻井技术1.1 控压钻井技术的定义针对于控压钻进技术的具体定义可以说是种类比较繁多，虽然表述方法各不相同，但在对其技术特点的认识上还是一致的。
控压钻井技术是用于精确控制整个井眼压力剖面的实用钻井程序，其目的在于保持井底压力在设定的范围以内。
我国对些定义也进行了相关的表达，在总体上国内外学者对其控压钻井技术的优点的认知还是相同的，即总体上具有降低生产成本，简化操作流程，缩短非生产时间和显著改善油井生产效率等优点，具体主要表现在以下几个方面：一是在钻进过程中，地层流体容易侵入，这时就会影响钻井的性能甚至是导致故障的产生，增加了深层钻井投资风险。
控压钻进技术就能够对井眼内环境压力实施有效的控制，从而避免了流体故障性的侵入，提高了钻进的性能。
二是控压钻井技术可以对回压、流体密度、流体流变性、环空液面、循环摩擦力和井眼几何尺寸实施动态监控，并针对监控状况自动实施应对策略，从而实现及时、高效和低成本的故障处理。
三是控压钻井技术能够实施孔隙压力和破裂压力间的对比监测，或以有效的进行预测，提前对容易发生的井涌、井塌、井漏等事故做好防范工作，避免损失的发生。
控压钻井技术的研究
式中 ：Ｂ Ｈ Ｐ为井底 压力 ；Ｐ ｍ 为环空 液柱压力 ；Ａ Ｅ Ｐ为环空循环 压耗 ，Ｐ ｃ 为井 口回压 ；Ｐ ｃ ｆ 为环空循环压力 波动，单位 ＭＰ ａ 。 在一般 的钻井过程中 ，井底气压的调节主要依靠改 变钻 井液密度 或者调节循环排量的方式来实现 ，但前者的时效 性较差 ，而后者在钻 井液循环停止是会因封闭失效而无法实现连续 压力控 制。当然 ，对复 杂地层 的石 油钻井 而言 ，常规钻 井的压力控制方式无法避免 问题 的出 现，在这种情 况下 ，就必须借助控压钻 井的地 面装置对 意外侵 入流体 进行控 制。
中图分类号 ：Ｔ Ｆ ０ ４ ６ ． ６ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ８ — ０ ０ ９ — ０ １ 供能量 ，达到对回压 的精准控制和调整 。节流 阀组主要 向环空提供 回
１ ．控压钻 井技术概述
１ ． １控 压钻 井技术概况 控 压钻 井技 术最早 起 源于 ２ ０世 纪 ６ ０年 代 ，但 直到 ２ ０ ０ ４ 年 ｓ Ｐ Ａ Ｄ Ｃ在 Ａ ｍ ｓ ｔ ｅ ｒ ｄ ａ Ｉ Ｉ ｌ 举行 的钻井 专题会议上才正式提 出， 并与 Ｕ Ｂ Ｄ 和Ａ ｉ ｒ Ｄ ｉ ｒ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ 一起 被 Ｉ Ａ Ｄ Ｃ定义为钻井过程 中的控制压力钻井 的三大 体系 。在经历最 近几年的快速发展后 ，控压钻 井技术 已经逐 步形成 了
压 ，来补充循环中摩擦所损耗 的部分。 总体来说 ，控压钻 井技 术是在欠平衡技术 的基础上开发进步的 ， 它主要是在 Ｕ Ｂ Ｄ 的设备上进行 的平衡压力 下的钻井开发 ， 用 节流阀 组和回压泵来 向地面提供环空 回压 ， 从 而保持井底压力的恒定。在这 整个 过程中， 地层 中的流体都被 阻止进 入钻井井筒中， 所以 Ｍ Ｐ Ｄ 技 术可以在处很 复杂 的问题时采用相对 简单 的设备 ，而且还 可以对 井底 压力进行 较好 的控制 ，解决 了很多欠平衡技术无法解决 的难题 。
控压钻井技术及其应用
控压钻井技术及其应用摘要：控压钻井技术是一项应用于复杂地层油气资源开采的技术，并因其具有降低生产成本，简化操作流程，缩短非生产时间和显著改善油井生产效率等优点，逐步成为近年国内外钻井新技术研发热点。
文章在对控压钻井技术的定义及其工作原理分析的基础上，对国内现行主要控压钻井技术进行了梳理，以期为控压钻井技术的全面推广提供参考。
关键词：控压钻井；控压原理；应用随着当前世界石油开采逐渐向深部复杂地层的扩展，开采过程中发生的井涌、井漏、有害气体泄漏、卡钻、起下钻时间过长等各种窄密度窗口安全钻井问题开始引起人们的广泛关注。
因为该类问题的发生不仅会拖延项目进度，还会造成项目事故频发，更会带来健康、安全、环境等方面的问题，成为制约石油深层开采的技术瓶颈。
解决问题的关键就在于对井下压力实施有效控制，即采取控压钻井技术（Managed Pressure Drilling，MPD），这也是目前国际上应用比较广泛的一种方法。
控压钻井技术最早起源于20世纪60年代，但直到2004年SPE/IADC在Amsterdam举行的钻井专题会议上才正式提出，并与UBD和Air Drilling一起被IADC定义为钻井过程中的控制压力钻井的三大体系。
在经历最近几年的快速发展后，控压钻井技术已经逐步形成了以恒定井底压力技术、加压泥浆帽钻井技术、双梯度钻井技术和健康安全环境技术为主的工艺体系，并在国外Harlliburton和Shell公司以及国内中石油钻井院和塔里木油田等的室内模拟试验和现场应用中表现出良好的效果。
1 控压钻井技术1.1 控压钻井技术的定义目前世界对控压钻井技术的定义比较繁多，但总体上采用国际钻井承包商协会的定义。
该定义对控压钻井技术对进行如下表述：控压钻井技术是用于精确控制整个井眼压力剖面的实用钻井程序，其目的在于保持井底压力在设定的范围以内。
国内学者也是有鉴如此，进行了“管理压力钻井”以及“控制压力钻井技术”等相关表述。
钻井技术专业论文
钻井技术专业论文控压钻井技术是现代油气井钻井技术的重要保障，同时，控压钻井技术应用范围广，精细度高，这种技术的应用和推广有利于安全钻井理念的有效落实，从而提高钻井过程中施工人员的安全系数，使员工的生命安全和财产安全得到充分保障。
接下来小编为你带来钻井技术专业论文，希望对你有帮助。
篇一：钻井技术专业论文1石油钻井工程技术的应用现状近年来我国石油钻井工程技术取得了较为显著进步，但和发达国家相比，我国的石油钻井工程技术水平还较为落后，因此我国必须高度重视石油工程钻井技术的创新发展，以更好的满足我国石油开采的需要。
当前，我国石油工程中主要采用以下几种钻井技术。
1）井下控测技术。
我国石油工程钻井过程中所应用的井下控测技术能够在很大程度上提高井下测量信息传输的效率和精度，同时也促进了钻井技术自动化水平的发展。
2）井控技术。
这种技术在主要应用于井下压力的检测，目前我国井控技术发展水平较高，通过不断的创新实践，井控技术已经达到了四级井控施工的标准。
3）深水钻井技术。
我国深水区储藏了大量的石油资源，但是长期以来受到技术条件制约，深水区石油资源无法得到很好的开采利用。
随着深水钻井技术的发展，我国石油工程钻井施工能够适应的深度达到了2500m深水区，并可保证信号传输的稳定性和精度，无线传输的抗干扰能力显著增强。
4）海上钻井技术。
我国海洋中石油资源储量丰富，但是海洋石油资源的开采对钻井技术的要求极为严格，目前我国海上钻井技术的种类较多，具体包括大位移井、分支水平井钻井技术、深水双梯度钻井技术、喷射下导管技术、动态压井钻井技术、随钻环空压力监测技术、随钻测井技术、深水钻井液和固井工艺等[1]。
2石油钻井工程技术的发展方向与对策目前我国石油工程钻井技术还存在着诸多问题，具体表现为应用广泛、技术含量低、复制性强、创新水平较低等问题，而随着我国科学技术的进步以及市场对钻井技术需求的增加，我国石油钻井工程技术将会不断完善和创新，进而为石油行业的进一步发展提供技术支持。
控压钻井简介
• 控压钻井的定义
• 常规控压钻井工艺
• 其它控压钻井技术
控压钻井的定义
• 控压钻井的原理：通过对井底压力的实时监测
、水力参数的分析计算、井口套压（或回压）
的自动控制，实现合理的井底压力，始终保持
井底压差处于微过平衡状态，有效控制地层流 体侵入井眼,减少井涌、井漏、卡钻等多种钻 井复杂情况,非常适宜孔隙压力和破裂压力窗 口较窄的地层作业。
性。
其它控压钻井技术
• 连续循环系统原理如右图所示。
• 连续循环钻井的主要优点有： 1.消除了压力波动的影响
2. 改善了ECD控制
3.消除了岩屑沉降的影响
液柱压力来精确控制井眼压力的方法。保持井
底压力恒定就是对ECD进行精确控制，在钻进
、接单根或起下钻过程中均维持一个恒定的环
高,在井口施加一个水力回压,而开泵时,环空摩
擦压力降低,此时则停止施加回压,这一操作使得井筒压力更为恒定,从而有效
避免了开停泵时出现井涌-井漏的恶性循环。通常情况下,当地层破裂压力梯度 接近孔隙压力时(即压力窗口窄)才会采用这种控制压力钻井工艺。
控压钻井和欠平衡钻井的区别
控压钻井在钻井过程中控制
地层流体的向井流动，使地 层流体不侵入井筒，主要解 决的是钻井问题。
欠平衡钻井使地层流体流入
井筒，主要用于钻压力衰竭 地层,降低表皮系数,提高油 气采收率,主要解决储层伤害 问题。
常规控压钻井工艺
一、井底压力恒定的控制压力钻井（CBHP）
通过环空水力摩阻、节流压力和钻井液静
了下至总井深的套管数量。
其它控压钻井技术
一、微流量控压钻井（MFC）
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。旋转控制头在井眼环空与 钻柱之间起密封作用，提供安全有效的压力控制，实现带压钻进 作业；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。
控制压力钻井新技术及其应用
控制压力钻井新技术及其应用
压力钻井是一种采用压力驱动的钻井技术，可以有效地控制钻井深度，减少技术难点，提高钻井效率，降低钻井成本。
有针对性控制压力钻井技术的研发是提高压力钻井效率和成熟度的重
要手段。
它包括控制压力钻井参数，调节机械性能，防止破裂和破坏，缩
短钻井时间，避免误差和漏斗功能等方面。
水力压力钻井技术一直是人们关注的焦点，它是通过压力控制来改善
钻井效率和质量的新型技术，一方面可以降低钻井阻力，另一方面可以改
善压力漂浮，减少地质变化对钻井的影响，为探针和钻孔提供更好的保护。
在采用有针对性控制压力钻井技术的钻井过程中，可以实现更高的钻
井效率，更安全的钻井环境，更精确的钻深，更稳定的钻井状态，有效地
避免钻井参数的冗余，提高了钻井的精度和效率，也减少了钻井的成本，
有助于提升技术水平，提高压力钻井后续工作。
压力控制钻井井底压力控制方法
压力控制钻井井底压力控制方法柳贡慧;胡志坤;李军;陶谦【摘要】针对常规过平衡钻井和欠平衡钻井(UBD)在实际的钻井工程作业中有许多需要克服和完善的地方,近几年国外在实际生产中为了完善钻井工艺和技术,在常规过平衡钻井和欠平衡钻井的基础上发展了压力管理钻井(MPD),国内称为压力控制钻井,并在一些地区得到了实际的生产应用,效果很好,其实际生产应用前景很广阔.压力管理钻井中的核心部分就是对于井底压力的控制,不同的钻井工艺对于压力的控制方式不同,介绍了几种井底压力的控制方式,分析了其优劣势,为其现场的进一步应用提供了借鉴.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2009(031)002【总页数】4页(P15-18)【关键词】MPD;压力控制;钻井技术【作者】柳贡慧;胡志坤;李军;陶谦【作者单位】中国石油大学石油工程教育部重点实验室,北京,102249;中国石油大学石油工程教育部重点实验室,北京,102249;中国石油大学石油工程教育部重点实验室,北京,102249;中国石油大学石油工程教育部重点实验室,北京,102249【正文语种】中文【中图分类】TE249对于常规过平衡钻井来说，在钻井过程中，一般是通过调整钻井液的密度来保持井筒中的液柱压力大于地层压力，但是由于难以得到精确的地层压力数据，常规钻井作业通常会对油气储层造成较大的伤害，不利于后期的生产开采，甚至导致实际采收率远远低于预期的效果，造成较大的经济损失。
在特定的工艺要求和生产要求情况下，通过配置特定的MPD钻井装置，能够很好地控制压力。
MPD作业是通过降低非生产时间（NPT）、减少钻井过程中出现的各种事故、优化钻井工艺，从而达到降低钻井成本，减小钻井过程中出现各种钻井事故的机率，最大限度地实现保护储层的同时，提升钻井效率。
它可使储层实现最经济化的开采，使钻井的经济可行性得到显著提高。
在SPE手册《先进钻井完井技术》中的MPD章节中，IADC关于MPD的定义如下：MPD是一种为了更精确控制井眼环空压力剖面而采用的钻井方式。
控制压力钻井技术
主要内容：
井底压力恒定MPD (CBHPMPD) 双梯度MPD(Dual-gradientMPD) 加压泥浆帽MPD (Pressured-mud-cap MPD，PMCD) HSEMPD（HSE or返回流量控制 (RFC)
其它演变的钻井方法
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二、控压钻井（MPD）各种应用模式
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一、控压钻井（MPD）概述
存在窄密度窗口地层的几种情况 压力敏感地层裂缝、溶洞等连通性好的地层，停泵井涌，
开泵漏失； 长井段同一压力系统当平衡上部地层时，钻开下部地层
会发生漏失，降低密度上部地层流体会有外溢； 上部存在异常高压层钻遇下部正常压力目的层，由于地
层压力降低发生漏失；
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按其压力控制方式可分为主动型和被动型。 “被动型”MPD (ReactiveMPD)：采用常规钻井方法钻 井，但将设备组装成能够迅速应对意料外的压力变化。钻井
程序中至少需要装备有旋转控制装置(旋转防喷器或旋转头)、
节流管汇，或许还有钻柱浮阀等。 “主动型”MPD (ProactiveMPD)：充分利用组装设备
——井底压力恒定MPD
(CBHPMPD)
井底压力恒定MPD又称为 当量循环密度( ECD) 控制。 设计时使用低于常规钻井方式 的钻井液密度进行近平衡钻井。 循环时井底压力 = 静液柱压
力+环空压耗
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二、控压钻井（MPD）各种应用模式
当关井、接钻杆时，循环压耗消失，井底压力处于欠平衡 状态，在井口加回压使井底压力保持一定程度的过平衡，防止
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二、控压钻井（MPD）各种应用模式
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二、控压钻井（MPD）各种应用模式
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二、控压钻井（MPD）各种应用模式
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回压泵可以是单独的柱塞泵，也可以采用井队的泥浆泵，接单根或起 下钻时，通过回压泵将钻井液从压井管汇注入，经钻井四通、节流管汇 返回泥浆罐，通过调节节流阀的开度，控制回压的大小。停泵和开泵过 程分5 个步骤阶梯型调整排量和井口回压。
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连续循环系统控制法
该系统是一个钻台上集密封、上卸扣、 循环为一体的装置。采用顶驱钻机时，通 过接箍、顶驱连接工具和钻井液分流管汇 的配合实现连续循环。接单根时，接箍体 上下两个闸板密封钻杆周围，接头位于全 封闸板和下部闸板之间，钻井流体在循环 压力作用下进入接箍体内，平衡钻柱内外 压力。卸扣上提钻杆，关闭全封闸板，上 部卸压后将公扣连接部分提出接箍体，此 时钻井流体通过接箍下部循环进入钻柱中。 当上下两部分压力平衡时，打开全封闸板， 新的单根下放。释放接箍体内压力，打开 密封，移开接箍，钻井再次开始，整个过 程循环不间断，从而保持井底压力恒定。
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恒定井底压力控制压力钻井
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控压钻井技术概念
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井底恒压钻井分析
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井底恒压钻井实现 相关结论
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应用背景
在复杂地层情况下钻井，孔隙压力和破裂压力之间的窗口通常比较小， 在高压、深水和欠平衡井中尤为普遍和典型。常会遇到喷、漏、卡、塌等各 种井下复杂情况和钻井问题。 为避免上述问题，希望有一种更为精确地约束和控制井眼压力的方法。美 国在上世纪60年代后期开始应用控制压力钻井技术，也称为MPD。
CBHP MPD技术
恒定井底压力控制压力钻井是控压钻 井的一种模式，其又称作称为当量循环 密度（ECD）控制，通过环空水力摩阻、 节流压力和钻井液静液柱压力来精确控 制井眼压力的方法。设计时使用低于常 规方式的钻井液密度进行近平衡钻井。 循环时井底压力等于静液柱压力加上 环空压耗，当停泵、接单根时，循环压 耗消失，井底压力处于欠平衡状态，加 入一定的地面回压使井底压力保持一定 程度的过平衡，以防止地层流体的侵入。 理想的情况是静止时加入的地面回压等 于循环时的环空压耗。 循环时井底压力=静液柱压力+井底压耗
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注气稳压技术 常规钻井方式 中，井下压力分布为
W H
P =P +P
AF
井底压力在钻进时是环空液柱压力和环空摩阻压力之和， 为了 保证在接单根过程中保持井底压力恒定，需要用井口回压来替代环 空摩阻压力，那么如果在停泵后环空液柱压力增加量等于环空摩阻 压力，同样可以达到保持井底压力恒定的目的，利用该原理，设计 了注气稳压技术。
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全自动智能控制压力钻井系统
一般都包括随钻压力测量 仪器、井口旋转控制头、回压 泵系统、自动节流管汇系统以 及自动控制中心几部分。具有 有自动井底压力测量、溢流监 测、自动井口压力控制等功能， 能够更加精确地实现井底恒压 控制压力钻井。
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（1） 控制压力钻井技术能有效降低井下复杂情况的发生、 减少非生产时间，因此在国内外得到了广泛的应用，其中井 底恒压控制压力钻井是主要的应用形式。 （2） 回压泵加节流管汇控制法、连续循环系统控制法、连 续循环阀控制法以及注气稳压方式都能够实现钻进和接单根 过程中的井底恒压，回压泵加节流管汇控制法的应用更加广 泛。 （3） 随着智能节流管汇、井底压力测量工具及地面检测、 控制系统的发展，控制压力钻井技术逐渐向自动化、智能化 方向发展，国内外已经开发了商业化的智能自动控制压力钻 井系统，未来有可能实制法
该方法在钻进的井段上每个单 根（或立柱）接头上加装特殊三通 阀，在接单根时可以通过此阀维持 循环， 从而实现接单根过程的连续 循环。目前此连续循环技术仅解决 了钻进和接单根时的连续循环，而 对起下钻、测井、完井等过程无法 实现连续循环，所以只能在接单根 和钻进过程中保持井底压力恒定。
控制压力钻井定义
控制压力钻井（MPD）是一种适用的钻井程序，用于精确地控制整个井 眼环空压力剖面，目的在于确定井底压力的范围，从而控制环空液压剖面。
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压力控制的目标
通过对井底压力的实时监测、水力参数的分析计算、井口套压（或回压） 的自动控制，实现合理的井底压力，始终保持井底压差处于微过平衡状态。
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井底恒压控制压力钻井的技术关键在于在钻进过程、接单根过程、 甚至起下钻过程中都保持井底压力的恒定，在实际作业过程中，常采用 回压泵加节流管汇控制法、连续循环系统（CCS）控制法、连续循环阀 系统（CCV）控制法、注气稳压控制方式、全自动智能控制压力钻井系 统5 种方式实现井底恒压。
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回压泵加节流管汇控制法