控制压力钻井技术的应用与研究
CQMPD精细控压钻井技术应用与思考
CQMPD精细控压钻井技术应用与思考韩烈祥【摘要】介绍了CQMPD精细控压钻井系统的结构、工作原理,给出了其在川渝气田的应用实例.CQMPD精细控压钻井系统在川渝高石梯—磨溪、川西北剑阁和土库曼斯坦阿姆河右岸等地区的成功应用有效解决了安全密度窗口窄,频繁发生井漏、溢流甚至喷漏同存等钻井井控难题,对于潜伏类碳酸盐气藏的高效、安全开发起到重要作用,该技术成熟度高.但是,随着勘探开发对象变得越来越复杂,对精细控压钻井技术的要求也更加严格,近年来,在精细控压钻井工艺、产品和应用领域上又取得了新的拓展,有效提高了超深复杂井的固井质量.该研究对于降低复杂盐下气藏开发的钻井成本亦具有重要的指导意义.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2018(040)005【总页数】4页(P559-562)【关键词】MPD精细控压;井控;钻井;固井;超深复杂井【作者】韩烈祥【作者单位】中石油集团川庆钻探钻采工程技术研究院;油气钻井技术国家工程实验室欠平衡与气体钻井试验分基地【正文语种】中文【中图分类】TE242精细控压钻井是在窄安全密度窗口地层钻完井过程中精确控制环空压力，实现井筒压力平稳。
随着技术的不断完善，不仅可用于解决窄安全密度窗口地层、同一裸眼井段多压力系统的安全钻进难题，还能延长水平井钻深能力，提高复杂超深气井的固井质量。
该技术自2003年提出至今，已应用于多个油气田窄安全密度窗口地层钻井，有效解决了钻井过程中出现的井涌、井塌、井漏、卡钻问题［1］。
1 精细控压钻井技术CQMPD精细控压钻井系统是中国石油集团川庆公司自主研制的、具有完全自主知识产权的闭环精细控压钻井系统［1］，已在川渝、塔里木、土库曼斯坦阿姆河右岸等油气田广泛使用，有效解决了深层油气田复杂地层剖面钻井难题。
CQMPD精细控压钻井技术已发展形成了全过程精细控压钻完井技术，形成了从钻前、钻进、起下钻、电测、下套管固井（下完井管柱）等所有工况的精细控压配套技术，有效降低了安全起下钻风险，保证了井身质量。
控制压力钻井技术在KVITEBJCФRN油田高温高压井中的应用
层 温度 １ ５℃ ，作业 处海 水深 度 １ ３ Ｉ。 ５ ９ Ｔ Ｉ 在应 用 控 制 压 力 钻 井 （ Ｄ）技 术 以 前 ，共 ＭＰ
钻 了 ９口井 。２ ０ ０ ４年 ９月 ，第 二 口井 完 井 后 ，该 油 田开始 投产 。３ ／ １ ４ １ 一Ａ 一 ２井是 最后 一 口采 用常 规 方法钻 的井 ，该井 钻遇压 力 亏空层 ，地 层压 力亏 空达 １ ～ １ ａ ４ ７ＭＰ ，发 生 了严 重 的 井漏 。考 虑 到井
３ ／１ ４ １ 一Ａ 一 ２井 的井 漏停钻 事实 表 明 ：传 统 的
２ 综合 控 制 压 力 钻 井 技 术
综 合控 制压 力钻 井技 术是 多项 技术 的集成 ，包 括 ：ＭＰ Ｄ在 高温 高压井 中的应用 技术 ；接 单根 ／ 立
柱过程 中的不 间断循 环技 术 ；选 用 能提高 地层 承压 能力 的钻井 液体 系等 。新技 术 和新方 法 的开发 和应
用 贯穿 于项 目的设计 、配 套装备 测试 和调试 等各 个
阶段 。
漏带来 的井控 方 面的 高 风 险 ，被 迫 中断 钻 井 作业 ，
未能钻 达设 计井深 。
２ １ 专 业管理 ．
专业 管理 是成 功实施 ＭＰ Ｄ技 术 的关 键 。ＭＰ Ｄ 钻井 的复 杂性 ，以及 服务 、设 备和 人员 的协作 ，要
摘 要 ＫＶＩ Ｅ Ｊ Ｎ 油 田是 高温 高压 Ｔ Ｂ Ｒ 凝析 气田 ，油层位 于 中侏 罗纪 Ｂ Ｅ Ｒ ＮＴ 组和 下侏 罗纪的砂 岩 中，经 过几年 的 开采 ，地层 压 力亏 空严重 ，造成 井 下情 况复 杂 ，无 法进 行钻 井作 业 。为此 ，采 用 了以控制压 力 钻 井 为 主的 多项综 合技 术 ，较 好地 解 决 了井下钻
控制压力钻井技术在油田高温高压井中的应用研究
控制压力钻井技术在油田高温高压井中的应用研究作者：董伟来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第04期【摘要】随着控制压力钻井技术在复杂地层油井中的应用，不仅提高了钻井效率，同时降低了钻井的成本，保证了油井钻井顺利进行。
笔者结合自身实际工作经验，通过实例分析，对高温高压油井的控制压力钻井技术进行深入分析和研究，希望对控制压力钻井技术研究提供一定的参考价值。
【关键词】控制压力钻井技术油田高温高压井1 前言传统钻井技术成本相对较高，在复杂地层油井中，容易受到孔隙与破裂压力的影响，出现井喷、井漏及井塌等安全事故，不仅延误了钻井工期，降低钻井效率，同时对人体安全、健康及环境等都造成很大的危害。
因此，钻井人员必须不断学习和掌握钻井新技术，以提高钻井效率，降低钻井成本，提高钻井经济效益。
而控制压力钻井技术是现阶段的钻井新技术，在钻井中可对压力进行有效的控制，提高了钻井的安全性。
本文通过分析控制压力钻井技术在某高温高压油井中的应用，对控制压力钻井技术进行有效的研究。
2 工程概述某高温高压油井在开发初期，其地层压力出现亏空现象，导致储层地层形成的孔隙压力与破裂压力相似，原有的孔隙压力为78.6MPa，而破裂压力为82.3MPa；储层温度为150℃。
在使用控制压力钻井技术进行钻井前，高温高压油井在钻井过程中，碰到压力亏空地层，其内部压力为15至20MPa，在钻井时出现严重井漏现象，导致井控风险加大，最终必须终止钻井工作。
为了解决油田井漏问题，保证油田开发的有效进行，决定采取控制压力钻井技术，对井内压力进行有效的控制，为钻井作业提供一定安全的环境，降低钻井风险，促进油田开发。
但是由于该油田地处高温高压的环境中，因此，必须实行控制压力钻井技术为技术核心，并集合其他辅助技术的钻井模式，以保证油井开发工作的有效进行。
3 高温高压油田的综合性钻井技术综合型钻井技术主要是将控制压力钻井技术作为核心，在应用其他钻井辅助技术，主要包括：接单根和立柱连续性循环系统以及钻井液体系等。
关于钻井井控技术问题研究与探讨
关于钻井井控技术问题研究与探讨钻井井控技术是石油钻井中的重要环节，其目的是确保井筒在钻探过程中的安全和稳定。
随着石油勘探领域的不断发展，钻井井控技术也在不断创新和完善。
本文将就钻井井控技术的关键问题进行研究与探讨。
钻井井控技术中出现的最重要的问题之一是井漏。
井漏是指井壁与地层之间形成的通道，使得地层中的流体渗入到井眼中。
造成井漏的原因可能是地层脆弱或者压力过高等。
在钻探过程中，我们可以采取一系列的措施来预防和应对井漏问题。
可以通过调整钻井液的密度和黏度来控制井内压力，防止井漏的发生。
可以采用完善的封隔器设备，在发生井漏时及时封住井眼，防止流体泄漏。
还可以通过提高井眼的稳定性，防止发生井漏。
可以采用固井技术来加强井眼的固结，减少井漏的风险。
钻井井控技术中另一个关键问题是钻井液的选择和处理。
钻井液在钻井过程中起到了冷却、润滑、减阻等多种作用。
选择合适的钻井液对于钻井井控至关重要。
需根据地层性质和井眼直径等因素来确定钻井液的密度。
密度过低会导致井眼不稳定，密度过高则会增加井漏的风险。
钻井液的黏度和密度等物理性质需要适应井筒的要求。
钻井液还需具有一定的抑制井漏和减小地层破坏的功能。
钻井液的处理也是关键问题之一。
钻井液中的固体颗粒、沥青、重金属等杂质需要及时处理，以免对井筒和地层造成损害。
需控制钻井液中的盐度和酸碱度等指标，防止对井筒和地层的腐蚀。
还有一个关键问题是钻井套管的设置和固井。
钻井套管的设置是防止井眼坍塌、保障井筒安全的重要措施。
在设置钻井套管时，需根据地层的稳定性和井筒直径等因素来确定合适的套管选项。
还需确保套管的完整性，防止出现漏失。
固井则是保障套管完整性的关键措施。
固井材料需要具备一定的抗压和抗拉强度，能够形成完整的固化体。
固井的过程需要控制固井液的流速和排量，以保证固井质量。
除了上述关键问题外，还有其他一些亟待研究和探讨的问题。
井控技术中的自动化和智能化问题。
目前，钻井井控系统中的传感器和监测设备能够实时检测井筒和地层的状态，并通过自动化控制系统进行调整，以确保井控的效果。
《控压钻井技术》课件
防喷器
防喷器是控压钻井中最重要的设 备之一，用于控制井口压力。
节流装置
节流装置通过控制钻井液流量和 压力，保持井底压力平衡。
泥浆泵
泥浆泵用于循环钻井液，清除井 底的岩屑和杂质。
控压钻井中的挑战和风险
控压钻井面临着压力控制、井漏井喷、井眼稳定等技术挑战和风险。
控压钻井的发展趋势和前景
随着油气勘探技术的不断发展，控压钻井技术将会得到更广泛的应用和推广。
2 高温高压井
控压钻井技术可解决高温高压井下的钻井作业难题。
3 特殊地质条件
控压钻井技术用于处理特殊地质条件下的油气井。
控压钻井的优势和意义
安全性
控压钻井技术可有效控制井 口压力，保障作业人员和设 备的安全。
提高效率
控压钻井技术可以减少钻井 作业中的停工时间，提高施 工效率。
增加产量
通过控制井底压力，控压钻 井技术能够提高油气井的产 量。
《控压钻井技术》PPT课 件
控压钻井技术是一种用于油气井的高压控制和安全钻井技术。本课件将介绍 该技术的定义、应用领域、优势和意义，以及关键设备和工具。
控压钻井技术的定义
控压钻井技术是一种在高压环境下进行的钻探作业，用于油气井的开发和生产。
控压钻井技术的应用领域
1 海洋石油开发
控压钻井技术广泛应用于海洋深水油气田的勘探和开发。
控压钻井的基本原理和流程
控压钻井的根本原理是通过控制井底压力，使井筒保持良好稳定，防止井漏和井喷。
1
压力控制
通过在井口设置控制设备，控制钻井液的进出，保持井底压力稳定。
2
循环钻井液
通过循环钻井液，清除井底的岩屑和杂质，保持井筒畅通。
3
井眼壁稳定
井控调研报告
井控调研报告井控调研报告一、调研目的和背景井控（Well Control）是石油钻井中一个非常重要的环节，对于保障钻井作业的安全和高效进行起着关键的作用。
本次调研旨在了解井控技术的发展现状、存在的问题以及未来的发展趋势，为提升井控技术水平提供参考。
二、调研方法本次调研主要采用了文献研究法和实地考察相结合的方式。
通过查阅相关文献和实地参观钻井作业现场，分析井控技术的应用情况和存在的问题，从而得出合理的结论和建议。
三、井控技术发展现状1.技术应用范围扩大目前井控技术已经广泛应用于石油、天然气等行业的钻井作业中，涉及到井底压力控制、井壁稳定、井控设备和井控采取等多个方面。
2.井控设备不断升级井控设备是井控技术的关键部分，经过多年的发展，井控设备在稳定性、控制精度等方面有了长足的进步。
例如，井壁稳定装置的自动化程度提高，可以实现实时监测和自动控制，大大提高了井壁稳定性。
3.井控技术水平提升随着科技的不断进步，井控技术的水平也在不断提高。
井底压力控制方面，新型的控制系统采用了更为精确的测量方法，提供更准确的数据支持；在井壁稳定方面，采用了更先进的材料和结构设计，提高了稳定性和耐用性。
四、井控技术存在的问题尽管井控技术取得了显著的进展，但也存在以下一些问题：1.井控设备高成本井控设备的成本较高，对于一些小型企业而言，投资成本较大，限制了井控技术的应用范围。
2.技术人才缺乏井控技术涉及到多个领域的知识，需要具备较高的专业水平。
目前，井控技术人才相对匮乏，人才培养和引进存在困难。
3.技术标准不统一井控技术涉及到多个环节和部门，缺乏统一的技术规范和标准，导致不同井控部门的标准不一致，影响了井控技术的推广和应用。
五、井控技术发展趋势1.智能化发展未来井控技术将更加智能化，包括数据采集、分析、判断和控制等方面。
通过引入人工智能和大数据技术，提升井控技术的精确度和可靠性。
2.低成本井控设备的研发井控设备的研发方向将以降低成本为目标，提高设备的性价比，使得井控技术更普及。
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。
控制压力钻井新技术及其应用
#国外石油机械!控制压力钻井新技术及其应用辜志宏1 王庆群2 刘 峰1 李丽娜1 杜 珂1 潘建武1(11江汉机械研究所 21江汉石油管理局第四石油机械厂) 摘要 针对欠平衡钻井技术在海上钻井中难以解决的固有问题,近几年国外开发了控制压力钻井(MP D )和控制钻井液帽(C MC )钻井技术。
MP D 是由欠平衡钻井(UBD )和动力钻井技术综合而发展起来的一项新技术,它利用封闭的钻井液循环系统,通过液力井的模拟程序来反馈数据,预测环空压力剖面,从而使自动控制压力系统自动调节节流阀,产生微小调节量来精确控制整个井眼的环空压力剖面。
控制钻井液帽(C MC )钻井技术是MP D 在深水钻井应用的新发展,它既能当作开式循环系统操作,又能当作封闭式循环系统操作,同时使用较重的钻井液。
通过水下钻井液举升泵系统调节钻井液帽在隔水管内的位置,就能快速、准确调节井底压力。
实践证明,MP D 和C MC 一定会有广阔的应用前景。
关键词 UBD MP D C MC 控制压力 钻井技术 应用引 言为了控制井底压力(bott om hole p ressure,BHP )或井内钻井液的环空压力,通常的钻井方法是要求增加或减少钻井液的重力,即根据地层压力和井壁的稳定条件来调节钻井液的重力。
增加静液压力需要增加钻井液所含化学成分和加重材料,这是一个浪费时间和增加成本的过程。
同时,当停止钻井液循环时,该井就会存在超平衡状态。
另一种控制BHP 的方法是控制摩擦压力。
较高的钻井液循环速度会产生较高的环空摩擦压力,同时会在井底产生较高的压力。
钻井泵转速的变化会引起BHP 的迅速变化。
采用这种摩擦压力控制的缺点是当钻井液循环停止时,压力控制便会失效。
同时,随着欠平衡钻井技术(under 2balanced drilling,UBD )在海上钻井所表现出的难以解决的固有问题(如钻井过程中产生的碳氢化合物的处理、UBD 专有设备对钻机空间和人员的限制,以及在某些情况下受调节工况的限制等[1]),人们希望研制出能够解决上述问题的钻井工具和技术。
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
5
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。
3
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
8
2
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。
控制压力钻井设备及技术研究进展
控制压力钻井设备及技术研究进展【摘要】控制压力钻井在国外已经得到运用的一种先进的钻井技术，这种技术不仅可以解决复杂的地层钻井当中出现的问题，而且还可以提高钻井的效率和降低钻井的成本。
而控制压力钻井技术的应用需要监测和控制系统、连续循环系统、地面压力控制设备、旋转控制装置等控制压力钻井设备。
本文通过探讨控制压力钻井设备及技术的研究进展，为其能够更好的应用提供理论依据。
【关键词】控制压力钻井设备控制压力钻井技术研究进展近些年以来，国内外控制压力钻井设备及技术都取得了新进展，同时随着勘探开发逐渐向复杂深层的方向发展，控制压力钻井设备及技术也面临着一些新的挑战。
为了提高国内控制压力钻井设备机技术的国产化水平，积极了解和学习国内外控制压力钻井设备及技术的最新发展趋势，然后对比国内外控制压力钻井设备及技术的现状，找出其差距，尽可能提高我国控制压力钻井设备及技术的水平。
这就是缩短和国外控制压力钻井设备及技术技术的差距，尽快走向市场化、国际化的必经之路。
1 控制压力钻井设备研究进展随着对控制压力钻井的研究不断的深入，目前其设备主要包括监测和控制系统、连续循环系统、地面压力控制设备、旋转控制装置等控制压力钻井设备，另外还有其他已经开发并且应用的专门设备。
1.1 可控钻井液帽系统可控钻井液帽系统和加压泥浆帽钻井相似，井底的压力都是仅仅通过调节一个钻井泵的钻井液帽的液面高度来控制。
泵系统是通过灌浆液输送管线和回流管线与钻井的液池相连接，隔水管单根是通过高压阀和钻井液的举升泵相连接，泵可以调节钻井液帽的液面高度、减少或者增加隔水管中钻井液的体积，最终控制井底的压力。
1.2 当量循环密度降低工具当量循环密度降低工具由3个主要部分组成：下部由密封装置和轴承两个部分组成，配有应急密封的备用密封的装置，在需要压力差的时候井眼和密封钻柱间的环空可以自动开启；中部是用涡轮马达来驱动的多级混输泵；上部是涡轮马达，可以从循环液当中吸收液压，并把它转换为机械能。
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 。
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。
钻井院控压钻井装备与技术介绍
详细描述：某油田采用钻井院控压钻井装备和技术，成功地控制了钻井过程中的 压力，提高了钻井效率，减少了井漏等复杂情况，为油田开发带来了显著的经济 效益。
案例二：某海上油田控压钻井实践
总结词：高效稳定
详细描述：在某海上油田的控压钻井实践中，钻井院的技术和装备表现出了高效和稳定的特性。通过精确控制井底压力，有 效防止了井喷、漏失等问题，大幅提高了海上钻井作业的安全性和效率。
保护油气层
控压钻井技术能够精确控制钻井液压力，减少对油气层的伤害，保 护油气资源。
控压钻井技术应用场景
1 2 3
高压、高油气比油气田
在高压、高油气比油气田中，采用控压钻井技术 可以有效控制地层压力，防止井喷等事故发生。
复杂地层
对于复杂地层，如断层、裂缝发育地层等，采用 控压钻井技术可以降低地层破裂的风险，提高钻 井成功率。
控压钻井泵的调节系统能够根 据需要调整泵的排量和压力， 实现钻柱内压力的精确控制。
控压节流阀
控压节流阀是控压钻井系统中的关键部件之一，主要作用是调节和控制钻柱内的压 力。
控压节流阀通常采用球阀或滑阀结构，具有高精度、高可靠性、快速响应等特点。
通过调节控压节流阀的开口度，可以精确控制钻柱内的压力和流量，实现控压钻井 的目的。
定性和可靠性，降低应用成本，提升市场竞争力。
提升技术应用水平
02
加强技术培训和技术服务，提高钻井工程师和技术人员的技能
水平，确保技术的正确和有效应用。
拓展技术应用领域
03
将控压钻井技术应用于更广泛的领域，如深海钻井、非常规能
源开发等，以拓展技术的应用范围和市场空间。
政策与资金支持建议
制定优惠政策
加强知识产权保护
控压钻井技术
井 深（m）
当量泥浆密度（g/cm3）
0.8
1
1.2 1.4 1.6 1.8
2
2.2
2.4
2.6
300
蓬
地漏试验
当
组
800
破裂压力
1300
漏失压力
蓬
当
组
1800
2300 坍塌压力
蓬
当
组
2800
孔隙压力
实际密度
塔
3300
本
组
3800
蓬
当
组
4300
塔
4800
本
组
5300
MPD分类
IADC UBO协会的MPD分会将MPD技术划分 为二大类：
✓使用回压泵 ✓使用节流阀：自动/半自动/手动 ✓恒压点 (PoCP)
o双梯度钻井MPD
泥浆稀释 无隔水管泥浆回收 海底泥浆举升钻井 (SMD) 使用特殊工具
注入不可压缩的轻固体和液体（在研）
恒定井底压力MPD
控制回压(AtBalance的动态环空压力控制DAPC) 被Schlumberger收购
o 被动型MPD（Reactive MPD）
➢使用MPD方法和/或设备作为应急，以减轻所出现的 钻井问题。 ➢采用常规套管程序和钻井液程序。 ➢ 配备旋转控制装置、节流管汇、钻具浮阀等设备。 ➢ 提高安全性和钻遇意外压力时（如孔隙压力或破裂 压力高于或低于预计值）的施工效率。 ➢ 目前在陆地施工的控制压力钻井大多是采用被动型 方式 。
MPD解决漏涌并存的原理
o 在裂缝性井漏情况下，钻井液密度窗口非常狭窄，往 往不到0.02 g/cm3，环空循环摩阻足以造成漏失。
MPD解决井漏的原理
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。
精细控压钻井技术在渤海油田的应用实践
0 引言在渤海油田的勘探过程中，随着钻井井数不断增多，深度也逐渐加深，特别是裸眼段越来越长。
在钻井过程中，当在同一裸眼井段存在窄压力窗口复杂地层时，通常采取提高钻井液密度以平衡地层压力的工序时，极易引发薄弱井段井漏等事故[1]；当降低钻井液密度时又容易导致高压层溢流和井涌等事故发生，同一裸眼井段发生“上涌下漏”、“上漏下涌”、“漏涌同层”等复杂情况的记录明显增多，严重影响钻井作业安全和时效。
另外，对渤海油田一些进入中后期的开发井，由于长期注水开发，因此导致注入量和采出量严重的失衡，地层孔隙压力和漏失压力紊乱，严重破坏了原始地层压力系统，并形成了窄压力窗口复杂地层，而对类地层的侧钻井施工过程中如果继续采用常规同一密度的钻井液则难以保证该井段的安全钻井，同时也给钻井液作业和储层保护工作带来了极大挑战[2]。
因此，寻找合适的钻井技术以提升渤海油田钻井时效刻不容缓。
1 精细控压钻井技术精细控压钻井是在钻井过程中利用旋转控制头密封井口，在出口管线上增加节流控制装置，用于调整井口回压，稳定井底压力的钻井技术。
其可以有效减少因工况变化引起的井底压力波动，是解决深层复杂地质情况钻井及窄压力窗口钻完井难题的最有效方法。
2 精细控压钻井技术优势常规钻井其关键控制参数为井底压力=静液压力+环空压耗+激动压力－抽汲压力。
当应用常规钻井井下工况变化发生时，井底压力就会随之变化，并引起井漏或井塌[3]。
例如停泵起钻时井底压力因抽汲作用降低，有可能引起井壁坍塌，或者下钻到底后正常，开泵环空压耗增加导致井漏。
精细控压钻井技术作为目前应对窄压力窗口复杂地层钻井/固井最有效的技术手段，其关键控制参数为井底压力=静液压力+环空压耗+激动压力－抽汲压力+井口回压。
可以看出控压钻井中的1个关键控制参数就是调整井口回压来稳定井底压力并使其处于安全窗口内。
这是由于控压钻井使用较常规钻井低的钻井液密度进行钻井施工，通过井口施加回压保证井底压力平衡地层压力（大于坍塌压力），当钻井工况变化时，环空压耗或者抽汲压力等压力也会发生变化，这时调整井口回压，使井底压力稳定并始终处于安全窗口内，从而防止因井底压力波动引起井漏或者井塌。
控制压力钻井新技术及其应用
将 Ｍ 压 力 剖 面 的适 宜钻 井程 序 ，其 目的是确定 井下压 力 的
环境 限制 ，并 以此控 制环空 液压 剖面 。 Ｊ （ ）技 术特 点 它不 同 于 常规 的 开 式 压 力 控 ２
制 系统 ，而是依 赖于 封闭 的循环 系统 ，通过 调节井 眼 的环空压 力来 补偿钻 井液 循环 而产 生 的附加 摩擦
ＭＰ Ｄ这种 工 艺 是 在 地 层 孔 眼压 力 和 裂 缝 压 力
固有 问题 （ 如钻井过程 中产生 的碳氢化合 物 的处
理 、Ｕ Ｄ专有 设 备 对 钻 机 空 间和 人 员 的 限 制 ， 以 Ｂ 及在 某些情 况 下受调 节 工况 的限 制 等 ¨ ） ，人 们 希 望研 制 出能够解 决上 述 问题 的钻井工 具和 技术 。 控 制 压 力 钻 井 （ ａａｅ ｒｓｕｅ ｄｉｉｇ ｍ ｎｇｄ ｐｅｓｒ ｒｌ ， ｌｎ ＭＰ ） 是钻 井 过 程 中进 行 压 力 控 制 的一 个 较 新 方 Ｄ 法 。采用 ＭＰ Ｄ技 术 能 很 好 地 解决 上 述 问题 。ＭＰ Ｄ
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２０ ０ ７年 第 ３ ５卷
第 １ 期 １
辜志宏等 ：控制压 力钻 井新技 术及 其应用
梯 度之 间 ，完 全 允 许 “ 作 管 线 ” 通 过 精 确 控 制 工
环空压 力剖 面的一 项技术 。
３ ．工作原 理
在 ＭＰ Ｄ的封 闭 循 环 系 统 中 ，钻井 液从 钻 井 液
失效。
Ｍ Ｄ 的 系统 组 成 和 工作 原理 Ｐ
１ ．定义和 技术 特点
（ ） Ｍ Ｄ 的 定 义 国 际 钻 井 承 包 商 协 会 １ Ｐ （Ａ Ｃ） 欠 平 衡 和 控 制 压 力 委 员 会 （ ｎｅｂ１ ＬＤ Ｕ ｄｒａ ．
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
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。
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控制压力钻井技术的应用与研究
【摘要】当下，油气资源正在以急剧的速度减少，如何进行高效的油气开采成为人们研究的热点课题。
控压钻井技术在油气开采中具有广阔的应用空间，它能够降低泥浆漏失、提高钻井时效以及提高水平段的延伸能力。
但是当下我国在这项技术的应用上还处于初级阶段。
本文对控制压力钻井技术进行了阐述，对其在现场的应用进行了研究。
【关键词】压力控制控制压力钻井应用
目前在钻井内，为了对井底的压力进行有效控制，通常采用调节钻井密度的方法进行钻井，在调节的过程中，如果要将静液压力提高，则需要在钻井液中添加一些加重的材料，这不仅造成了成本的增加，同时也增加了工作量。
另外，还有一种方法是通过对循环压耗的控制来实现对井底压力的控制，但是一旦钻井液的循环运动停止，这种压力控制的方法就会失去效用。
随着人们不断的探索，研制出了控制压力钻井技术，这是对压力进行控制的新方法，传承了以前旧方法的优点。
1 控制压力钻井系统的组成
控制压力钻井系统能够对整个井眼压力的剖面进行准确的控制，其任务是得到井下的压力环境数据，便于工作人员对环空液压剖面进行控制。
众所周知，传统的压力控制系统都是属于开环系统，控制压力钻井系统属于闭环循环系统，通过对井眼环空压力进行调节来实现对存在的摩擦压力的补偿。
具有一套完全封闭的系统是控制
压力钻井技术最显著的特征，它可以有效提高钻井液压力，提高钻井能力。
控制压力钻井技术在控制压力方面比传统控制方法要灵活得多，压力也能实现灵活的变化，这种变化对于钻井来说是十分有利的，便于工作人员对井眼压力进行更加精确的控制，使得钻井工作可以连续进行而不必经常中断工作。
值得注意的是，控制压力钻井技术的本质目的不是为了增加油井的产量，它主要是用来解决一些钻井过程中出现的问题，比如：泥浆漏失严重，复杂时效高等。
1-钻井泵；2-开关；3-钻杆；4-压缩空气管件；5-旋转控制装置；6-环形防喷器；7-防喷器；8-减压阀；9-闸阀；10-气控阀；11-辅助控制；12-地面分离组件；13-振动筛；14-钻井液池；15-离心机；16-钻机井眼控制管汇；17-自动压力控制系统；18-命令中心和试验泵装置；19-信号和控制管线。
图1给出了控制压力钻井系统的结构示意图。
可见，整个封闭系统是通过节流阀来对压力进行控制的，该节流阀安装于钻井液返回出口处。
同时，通过控制节流阀套压的大小来进行循环压耗的补偿。
2 控制压力钻井系统的工作原理
在控制压力钻井系统中，钻井液原来是存储于循环罐，它经过钻井泵和立管后到达钻杆，通过浮阀装置后从旋转控制装置上的防喷器中流出。
通过设定好的节流阀后，进入到脱气装置中，最后又回到循环罐。
在控制压力钻井系统工作时，最重要的两个环节是对井进行的模拟控制和下设套管之后的钻井，对于前者来说，控制压力钻井系统反馈数据是通过液力井的相关模拟程序来实现的，这些模
拟程序可以能对各类型的数据进行阅读和处理，比如：钻井的底层数据、油气的渗透率等。
根据这些数据，可以对环空压力剖面进行预测，就环空压力来说，它主要包括静钻井的液压重量，环空造成的循环压耗以及地面上的套压。
对于后者来说，在接钻杆的过程中，控制压力钻井系统会提供相应的压力值，此时就算钻井泵停止工作，环空系统中的压力值也会保持在正常水平。
3 控制压力钻井系统的应用
当下，控制压力钻井系统的应用已经辐射到许多领域。
首先，控制压力钻井系统可以用于对天然气水合物的开采。
众所周知，天然气的商业价值是不容小觑的。
相比于常规的油气钻井技术，控制压力钻井技术可以对井底压力实现精确地控制，使井底压力处于地层压力与漏失压力之间，达到不溢不漏的目的。
控制压力钻井技术可以应用于海洋钻井，具体的实现形式有四种，分别是：井底恒压力控制，在这种控制方式下，pwd系统监测井底压力，通过调节循环摩阻和井口套压，保持井底压力的恒定。
双梯度控制压力钻井，这种方法首先是确定好氮气量，然后将氮气注入到规定的位置，形成一个压力梯度，该技术可以实现对井底压力的有效调节，而不会阻断钻井的连续运行。
无隔水管双梯度控制压力钻井，这种方式是在无隔水管的情况下实现了零排出，同时，它也可以实现将钻井液充分回收，因为钻井液的价格昂贵，所以这一回收举措大大提高了经济效益，这种方式实现的关键是充分利用水下泵以及相应的管线。
在钻井液的管线以下，钻井泵、钻井液粘度以及岩屑将会形成压力
深度的梯度，同时，在管线到钻机处形成另外一个梯度。
最后一种形式是加压钻井液帽，在这种方式下，进行钻井以及井控操作的过程中，隔水管中的钻井液液面高度将会被保持在海平面以下，这样就可以形成钻井液和空气之间的界面。
4 结束语
控制压力钻井技术的优点是显而易见的，实现这一技术的方法也多种多样，深入理解其特征有利于该技术的发展和在实际工程中的应用。
控压钻井技术在油气开采中具有广阔的应用空间，它能够解决窄密度窗口钻井难题，并对储层有效保护。
但是当下我国在这项技术的应用上还处于初级阶段，同时注意到这一技术的应用依托于先进的装备，需要研制出高压力级别的设备，有待于人们进一步的努力。
本文对控制压力钻井技术的相关内容进行阐述和对其应用进行介绍，希望能够给同行参考。
参考文献
[1] 严新新，陈永明，燕修良.mpd技术及其在钻井中的应用[j].天然气勘探与开发，2007，30（2）：62-66
[2] 周英操，崔猛.控压钻井技术探讨与展望 [j].石油钻探技术，2008，36（4）：1
[3] 严新新，陈永明，燕修良.mpd技术及其在钻井中的应用[j].天然气勘探与开发，2007（6）：62-66。