控压钻井概述讲解
控压钻井工作原理
控压钻井工作原理
嘿，朋友们！今天咱来唠唠控压钻井工作原理。
你知道吗，这控压钻井就像是一场精彩的地下冒险！
想象一下，在地底下有一个神秘的世界，而控压钻井就是我们探索这个世界的神奇工具。
它可不是随随便便就开始工作的哦！
首先呢，它就像一个超级敏锐的守护者，时刻监测着井下的压力情况。
这压力可太重要啦，就好比我们的心情，一会儿高一会儿低可不行，得保持稳定呢！当压力出现波动时，控压钻井系统就会迅速行动起来，哇，那速度，简直了！它会通过各种巧妙的方法来调整，让一切都恢复正常。
它还像是一个聪明的指挥家，精准地控制着钻井液的流量和压力。
这钻井液啊，就像是给地下世界的“小伙伴们”送礼物一样，要恰到好处。
多了不行，少了也不行。
而且哦，控压钻井能应对各种复杂的情况呢！就像我们在生活中遇到各种难题，它也从不退缩。
遇到地层压力异常？不怕！它有办法搞定。
控压钻井的厉害之处还在于它能提高钻井的效率和安全性。
这多重要啊，能让我们更快、更安全地探索地下的奥秘。
总之，控压钻井工作原理真的太神奇啦！它就是我们打开地下宝藏大门的关键钥匙，难道你不想更深入地了解它吗？控压钻井就是这么牛，它为我们的能源开发立下了汗马功劳啊！。
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）
15
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。
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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
5
一、压力控制钻井技术简介
控压钻井技术及实践培训讲义PPT工艺
当检测到井壁出现掉块时，立即增加井口回压，抑制 井壁掉块。
精细控压钻井优点
➢ 工程方面： 1、井控安全：及时发现溢流或漏失并迅速处理。 2、钻井提速： （1）井下安全：及早发现溢流、漏失并迅速方便处置，快速抑制井壁掉 块，减少卡钻几率； （2）提高机械钻速：降密度，减压持效应； （3）提高钻井时效：通过调整套压减少加重泥浆、堵漏时间。
➢ 油气层发现与保护 1、随钻测试地层孔隙压力，及时发现油气层； 2、用较低密度的钻井液钻油气层，保护油气层。
控压钻井具有独特的优势：
勘探上：及时发现和有效保护油气层。 开发上：除具有勘探上的优势外，还能降低综 合开发成本，实现开发目的。 钻井工程上：及时发现、处置溢流和漏失乃至 井壁坍塌，防止粘卡，提高机械钻速，缩短加重时 间和堵漏时间。
说明在循环期间井底的正压差当量密度=密度附加值+环
空循环压耗当量密度。这个值一般为0.05至0.15g/cm3，压 力3至6MPa。
控压钻井技术的奥妙
➢控压钻井与常规钻井的比较优势：
★井漏：开泵就漏，停泵井内钻井液液面不降；开泵就不返，停泵井内 井液液面下降，但漏失速度可以接受。此时控压钻井技术能够解决。
控压钻井包括：欠平衡、过平衡和泥浆帽等钻井方式。
优势—
1、将设备、工具与工艺相结合，通过控制环空压力剖面，减少窄安全 密度窗口钻井相关的风险和投资；
2、可以对回压、钻井液密度、钻井液流变性、环空液面、环空循环 压耗和井眼几何尺寸进行综合分析并加以控制；
3、可以快速应对。及时处理观察到的井口与井底压力变化、钻井液 进出口流量变化，动态控制环空压力、出口流量，更经济地完成其 它技术不可能完成的钻井作业；
精细控压钻井技术简介
1、MPD提出背景
近年来随着对石
BHP
油天然气勘探开发力 度的加大，各种复杂 地区钻井日益增多， 应 用 常 规 OBD技 术 以 及 UBD 技 术 均 不 能 很 好 解 决 窄 密 度 窗 口 安 BHP 全 钻 井 、 含 H2S 气 体 、高密度泥浆漏失引
井涌
起的钻井复杂和井控 风险等问题。
即 ：MPD是一种适用的钻井程序，用于精确地控制整个井眼的 环空压力剖面，其目的在于确定井底压力范围（使环空压力剖面在安 全密度窗口之类），从而合适地控制环空液压剖面。
一、 精细控压钻井技术概述
2、精细控压钻井技术定义（Managed Pressure Drilling-MPD）
技术注解： (1)MPD将工具与技术相结合，通过预先控制环空液压剖面，可以减少 与井底压差范围狭窄的井眼钻井有关的风险和投资； (2)MPD可以包括对回压、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进行综合分析与加以控制； (3)MPD可以更快地纠正作业，来处理观察到的压力变化。能够动态控 制环空压力，从而能够完成其他技术不可能经济地完成的钻井作业； (4)MPD技术可用于避免地层流体侵入，使用适当的工艺作业中产生的 任何流动都是安全的。
井底恒压 CBHP
加压泥浆帽 PMCD
窄密度窗口... 高温高压层
大漏失地层
双梯度 DGD
海洋钻井
一、 精细控压钻井技术概述
应用最广泛，适用区域最 广，技术上最先进 溶洞、大裂缝地区 地层压力梯度规律突变 （深海海底）
HSE 健康安全环保
减少污染
仅在概念阶段
陆上力
地层压力
一、 精细控压钻井技术概述
2、精细控压钻井技术定义（Managed Pressure Drilling-MPD）
《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
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。
控压钻井技术规程
控压钻井技术规程1. 引言控压钻井技术是一种重要的钻井方法，可以有效地控制井口的压力，并确保钻井作业的安全进行。
本文档将介绍控压钻井技术的基本原理、操作流程以及安全注意事项，旨在提供指导和参考。
2. 基本原理控压钻井技术依靠合理的井控装置和良好的密封措施来控制井口的压力。
其基本原理包括以下几个方面：2.1 井控装置井控装置是控压钻井中最关键的设备之一。
常见的井控装置包括旋转顶盖、替换泥浆池和活塞。
为保证井口压力能够被有效控制，需要对井口进行密封处理。
常见的密封措施有旋转顶盖密封、井口套管和井口防喷帽等。
2.3 排水能力控压钻井中，排水能力的大小直接影响着井口压力的控制效果。
因此，在进行控压钻井作业之前，需要对井口进行足够的排水准备。
3. 操作流程控压钻井技术的操作流程一般包括以下几个步骤：3.1 检查井口装置在进行控压钻井之前，需要检查井口装置的完整性和工作状态，确保其能够正常工作。
根据现场情况和使用的井控装置，选择相应的密封措施对井口进行密封处理，确保井口压力能够得到有效控制。
3.3 排水准备在进行控压钻井作业之前，需要对井口进行排水准备，确保其排水能力能够满足需要。
3.4 控制井口压力通过调整井控装置和密封措施，以及合理地控制钻井液的注入速率等参数，实现对井口压力的有效控制。
3.5 安全监测在控压钻井过程中，需要持续地进行安全监测，及时发现和解决可能存在的安全隐患，确保作业的安全进行。
4. 安全注意事项在使用控压钻井技术进行作业时，需要注意以下几个安全事项：4.1 定期检查井控装置井控装置是控压钻井作业的核心设备，其工作状态直接影响着作业的安全性。
因此，需要定期检查井控装置的完整性和工作状态，并及时进行维护和修理。
4.2 提前做好密封措施准备控压钻井需要对井口进行密封处理，以确保井口压力能够得到有效控制。
在进行控压钻井作业之前，需要提前做好相应的密封措施准备工作。
4.3 严格按照操作规程进行作业在进行控压钻井作业时，需要严格按照相应的操作规程进行操作，确保作业的安全进行。
控压钻井技术及其应用
控压钻井技术及其应用控压钻井技术及其应用姓名： XX班级：序号：学号：摘要：控压钻井是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。
本文介绍了控压钻井的概念和原理及其应用和发展。
关键词：控压钻井；MPD；钻井技术；应用控压钻井是目前世界上最先进的钻井技术之一，能够对井底压力进行实时精确的控制、解决现场遇到的井下复杂钻井问题；理论研究与应用实践均表明，它可以有效的解决国内外普遍遇到的窄密度窗口安全钻井难题。
为了更好的掌握和运用该技术，从宏观角度将控压钻井看作为一项较复杂的系统工程，既要保证系统内任一组成部分能够正常运转，又要提高系统内各部分之间的协调能力，从而发挥其最大效率。
为此，提出了控压钻井系统工程（MPDSE）的概念——控压钻井系统工程就是将系统工程理论应用到控压钻井技术中的一种研究方法。
其主要内容是研究系统内部各组成部分的精确设计，系统分析各组成部分之间的相互关系和内部地位，优化处理各组成部分之间的相互制约性，实现系统的最优化。
一、MPD的系统组成和工作原理[1]1、定义和技术特点(1)MPD的定义：国际钻井承包商协会(LADC)欠平衡和控制压力委员会(Underba1anced Operation and Managed Pressure Commitee) 将MPD定义为：MPD是用于精确控制整个井眼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。
(2)技术特点：它不同于常规的开式压力控制系统，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压力。
MPD技术义个重要特点就是使用了一套封闭的系统，可增加钻井液返回系统的钻井液压力，以提供钻进的能力和在保持适当环空压力剖面的情况下能连续接钻杆。
适当的环空压力剖面阻止了钻井液流人地层造成对地层的伤害。
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
4
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
1
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）
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。
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精细控压钻井技术是一种钻井过程的控制技术，它是针对井底压力监测和控制实现的一种技术手段，通过这种技术，可以实现井底压力控制在一定的范围内，从而达到更加精细化和精准化的钻井过程控制。
本文将对精细控压钻井技术进行探讨，并介绍其应用领域和发展趋势。
一、精细控压钻井技术的原理和特点精细控压钻井技术主要是通过井底压力控制系统，实现对井底压力的监测和控制，从而实现对钻井过程中的削减过程、循环过程和钻头到达目标钻层过程中的井底压力进行实时监测和控制。
这种技术的主要特点包括以下几个方面：1、精度高：采用精密的传感器和控制系统对井底压力进行监测和控制，能够保证井底压力的精度和稳定性，实现更加精确和精细化的钻井控制。
2、安全可靠：通过实时监测井底压力，可以及时发现和解决钻井中可能出现的安全隐患，从而保障钻井过程的安全稳定性。
3、环保节能：通过精细控制钻井过程中的流速和钻进速度，有效地降低了泥浆流量和功率消耗，实现了节能环保的目的。
4、操作简便：采用了自动化控制系统，可以实现对钻井过程的一键控制，大大降低了人工操作的难度和工作强度。
精细控压钻井技术在石油天然气勘探和开发过程中具有十分广泛的应用领域，包括以下几个方面：1、深海油气开采：深海油气勘探和开采面临着海水深度大、环境恶劣等复杂的工况条件，需要采用更加精细化的控制技术来保证钻井过程的安全和高效。
2、压裂水平井钻井：压裂水平井钻井技术是一种应用广泛的技术手段，它需要对井底压力进行精细化的控制，才能实现对裂缝的更好控制和钻井的高效和精度。
3、深井钻探：在深井钻探中，对井底压力的控制显得尤为重要，只有采用更加先进的控制技术，才能保证钻井过程的成功和安全。
随着油气资源的日益减少和开采难度的不断增大，精细控压钻井技术将呈现出以下几个发展趋势：1、数字化和自动化：随着信息技术的不断发展，将会有更加智能化的井底压力监测和控制技术出现，实现更加数字化和自动化的钻井过程控制。
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。
控压钻井技术及应用分析
控压钻井技术及应用分析
控压钻井技术是一项用于油气井的高效且安全的钻井技术。
它将钻井、固井和完井等多种工艺技术整合在一起，以确保井口保持正常压力，同时避免油气从井中泄漏出来。
这种技术可以更好地掌握井内油气层的情况，提高生产效率，降低成本，提高工作安全性。
首先，控压钻井技术的核心理念是通过控制钻井过程中的井压，保持井底压力与油气层压力平衡，从而控制油气层的流量和压力。
该技术既可以在井的初钻和补钻过程中应用，也可以在高温凝析气井和高压天然气井等特殊情况下应用。
其次，控压钻井技术的工作原理是通过在钻井时使用包括玻璃纤维电缆在内的各种传感器，收集钻井参数并实时分析处理，以确定井内油气层的情况。
同时，使用井下测井工具和岩石采样技术来获取更多的油气层信息。
这些信息被用于调整井压，从而保持井口压力稳定。
另外，控压钻井技术需要具备良好的控制系统，以便在工作中对井压进行实时监测和控制。
这个系统必须能够对现场井压进行控制，优化钻井参数，保持井口压力平衡，确保生产过程的安全性。
综上所述，控压钻井技术在油气勘探和生产中有着广泛的应用前景。
掌握这项技术可以提高生产效率，降低生产成本，并提高工作安全性。
目前，已经有越来越多的石油公司将控压
钻井技术应用于开发新油气田和改善老油气田的采油工艺中。
因此，钻井人员必须积极学习和应用这种技术，以帮助公司取得更好的经济效益和社会效益。
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
泥浆帽控压钻井解读
发展趋势分析
泥浆帽发展趋势
• 如果泥浆帽密度过低,那么泥浆帽在井筒内的高度就会增加,注入泥浆帽的量 也越大,即地面所需配制的泥浆帽体积就会增大,而地面泥浆帽补偿罐的容积 有限,因此,泥浆帽密度的选取要考虑地面泥浆帽补偿罐的容积大小 ,并不是 密度越低越好。 • 由于在泥浆帽中下钻会产生较大的激动压力 ,可能会造成井底压力高于压力 控制波动允许范围,因此,设计泥浆帽高度和密度时要考虑泥浆帽中下钻激动 压力的大小。 • 如果泥浆帽在井筒内的高度越高,那么驱替过程中所产生的环空压耗就越大, 而驱替过程中对泥浆帽实施小排量驱替的主要目的就是降低环空压耗,因此, 确定泥浆帽高度和密度时要考虑泥浆帽中驱替过程中产生的环空压耗。 • 对于地面节流阀来说,节流压力变化幅度越小 ,节流阀控制精度越高,节流压 力变化幅度越大,节流阀控制精度越低,因此,泥浆帽密度越高,节流回压变化 幅度越大,地面节流控制效果越不好。
技术现状分析
泥浆帽控压钻井技术
泥浆帽控压钻井是
一种控制严重井漏的作 业方法，适用于陆上和
海洋油气井眼严重漏失
地层的钻进作业。PMCD 与泥浆帽钻井的主要区 别是因环空流体密度较 小而需在井口施加一个 正压。 PMCD压力梯度分布
© 2006 Weatherford. All rights reserved.
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现场应用情况
Halliburton MPD技术
0.2MPa
应用效果： 有效地降低了奥陶系灰岩钻进 的复杂情况，无明显漏失和外溢 等现象，减少了钻进风险
TZ62-10H井钻井过程压力变化曲线图
0.15MPa
有利于钻进中及时发现油气显 示， TZ62-11H钻进中发现不同级
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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HSE
❖ 健康、安全、环保MPD（HSE）：是控压钻井的重要组 成部分，主要用于含H2S地层，使用闭合承压钻井液循环 系统更严格控制井底气体产出，通过专用的分离器处理 H2S等有害气体，降低地面危险等级。
控压钻井主要装备
旋转防喷器（RCD） 单向阀（NRV） 节流管汇系统
❖ 旋转防喷器又叫旋转控制 头，在井眼环空与钻柱之 间起封隔作用，并提供安 全有效的压力控制，同时 具有将井眼返出流体导离 井口的作用。
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。
❖ 控压钻井筛选步骤 ①确定作业目的； ②获取数据； ③评价分析；常规水力学、控压钻井水力学分析；确定重 要的参数。
MPD筛选流程图
Hale Waihona Puke 控压钻井的主要分类加压泥浆帽钻井
井底恒压控压钻井
传统分为四大类
双梯度控压钻井
HSE/密闭控压钻井
井底恒压控压钻井（CBHP）
❖ 井底恒压控压钻井（CBHP）：是一种通过环空水力摩 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，主要用于钻过窄或不明压力梯度窗口。
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。
通过调节节流压力保持井底压力恒定
何时使用控压钻井
❖ 确定是否应用控压钻井需要考虑的方面 ①首先明确钻井中可能出现的问题，这些问题产生的影响 ，以及如果采取常规钻井方式可能造成的时间和经济上的 损失； ②考虑各种不同控压钻井方式在解决该井中的钻井难题能 达到的效果； ③考虑控压钻井专有设备、培训、钻井工程设计、控压钻 井专家等带来的附加费用。
其它常用MPD工具
❖ 多相分离系统 ❖ 氮气产生装置（NGU） ❖ ECD降低工具 ❖ 实时压力/流速监测系统 ❖ 连续循环阀 ❖ 各种传感器
比较成熟、形成商业化的产品主要有三类
Weatherford 公司和Secure Drilling公司使 用的微流量控
制系统
应用微流量控制原理和技术实施控压钻井，对进出口钻井 液的微小压力、质量流量、当量循环密度、流速等参数进 行实时监测，钻井工程人员在地面通过快速改变钻井液的 特性以满足钻井工艺要求。
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。
图1-控压钻井流程图
加压泥浆帽钻井（PMCD）
❖ 加压泥浆帽钻井（PMCD ）：由性质不同的两种钻 井液（即牺牲液和泥浆帽 ）分段共存于井筒内，环 空漏层上部为高性能泥浆 帽；牺牲液通过钻机泥浆 泵注入，冷却钻头并携带 岩屑流入漏层。主要针对 裂缝性地层和严重漏失地 层。
双梯度控压钻井
❖ 双梯度控压钻井（DGD）：采取一定的措施使隔水导管 内的流体密度与海水密度接近（所有压力均以海底为参考 点），使地层破裂压力和孔隙压力之间的余量相对增大， 主要用于深海钻井。
控压钻井的原理
❖ 控压钻井技术是当前常用钻井技术之一，也是高 效解决“窄密度窗口”钻井的有效手段。在钻井 过程中，自动把随钻监测的环空压力剖面反馈到 地面控制系统，地面自动调整回压及压力补偿， 实现了对环空压力的闭环监测与控制。这种循环 体系要求对环空钻井液水力学的精确计算和模拟 ，从而合理地预测、解释控压钻井过程中整个环 空压力剖面以及采取相应的压力控制措施。通过 降低钻井液的漏失和钻井相关的非生产时间等来 提高钻井经济性，从而提高复杂条件下钻井作业 的安全性和效率。
At Balance 公司的动态 环空压力控
制系统
通过高速网络将泵、节流管汇和实时精确的水力学模型连 接成一个系统，可以自动地测量、管理和控制井下压力， 能够在钻进、接单根、起钻等过程保持井底压力，避免或 减少井涌、漏失等事故的发生。
Halliburton 公 司的控压钻井
系统
改进了回压泵的自循环功能，使施加回压更加稳定，压力 脉动更小，通过对出入口流量计流量的变化来实时调节节 流阀开度达到改变环空压力的目的。
LOGO
控压钻井调研报告
控压钻井的定义 控压钻井的主要分类 控压钻井主要装备 先进控压钻井技术
控压钻井面临的难点
Contents
控压钻井的定义
控压 钻井
IADC的定义： 控制环空中水力 压力剖面来适应 允许的压力窗口 以及在此窗口内 用工具处理钻井 中发生的问题。
柳贡慧教授等人的定 义：控压钻井是一个 以井筒压力剖面为核 心的贯穿整个钻井作 业的系统工程，包括 钻前科学预测与设计 、钻中实时监测与控 制、钻后分析与措施
连续循环系统主机
❖ 连续循环系统的工作原理是：首先 关闭上、下半封闸板，在防喷器内 形成一个密闭的容腔，在容腔内填 充满高压钻井液后，利用动力钳卸 扣，使钻杆接头脱离；接着用强行 起下装置将上部钻杆提升至中间全 封闸板上端，并利用钻井液分流装 置与防喷器上的旁通阀，完成钻井 液循环通道的分流切换，即钻井液 完全从防喷器上的旁通管道泵入腔 体，而钻井液泵与立管之间的通道 被完全切断；之后关闭全封闸板， 从而形成上、下两个密闭腔室，在 上腔卸压后打开上半封闸板，并提 出上部钻杆，这样就完成了卸钻杆 操作。同样利用与上述相反的控制 流程可完成加接新钻杆的操作，此 时钻井液仍不断被泵入井内，从而 实现钻井液的连续循环。