MPD控压钻井

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。

控压钻井技术在深井复杂结构井中的应用控压钻井是解决窄安全窗口钻井问题的有效手段之一，能够提高钻井时效。

控压钻井是用于精确控制整个井眼压力剖面的自适应钻井程序，其目的在于保持井底压力在设定范围内。

其概念表明了装备是关键、工艺是核心的技术理念。

Weatherford主要是通过实时监测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，快速改变井口回压，能在小于80L时监测到溢流，并在2min内控制溢流，使总溢流体积小于800L。

标签：控压钻井；压力控制；监测；流量1前言滨41井的邻井在钻探过程中多次出现溢流、井涌、而且在加重过程中产生井漏，地层安全密度窗口窄，造成井下情况复杂，歧北次凹34*1井东岩性圈闭构造沙河街地层泥岩水化膨胀导致井壁不稳定产生掉块，井下复杂且处理时间较长、钻井液密度高、机械钻速慢等情况严重制约着油气勘探开发的速度。

2控压钻井技术简介（1）控压钻井定义。

IADC将MPD定义为：控制压力钻井是一种用于精确控制整个井眼环空压力剖面的自适应钻井过程，其目的是确定井下压力环境界限，并以此控制井眼环空液柱压力剖面。

控压钻井方式避免地层流体连续侵入井筒，任何偶尔侵入井眼的液体将通过适当的方法安全的处理掉；（2）控压钻井原理。

对井底压力实现精确控制，保持井底压力在安全密度窗口之内。

井底压力等于静夜柱压力，环空压力损耗和井口回压三者之和。

静液柱压力主要受钻井液密度影响，通常不能快速改变环空压力损耗受钻井液排量井身结构钻具组合、钻井液性能，岩屑含量，钻具转速多方面影响，保持井底压力恒定，必须改变井口回压以补偿环空压力损耗的改变。

Weatherford 微流量控压钻井技术是根据钻井液进出口流量的变化，判断井下状况，自动节流管汇根据出口流量的变化，自动调节节流阀的开、关度，降低或增加井口回压，来达到井底压力稳定。

在控压钻井过程中设定出口流量连续15s变化量达到15L以上，自动节流管汇立刻报警并开始动作；（3）控压钻井实施的依据。

海上压力控制钻井施工关键技术【摘要】压力控制钻井（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。

本文以渤海某油田两口井“海上压力控制钻井工艺技术”的研究提出和应用为例详细阐述了该技术首次在国内海上油田所取得的创新性成果。

压力控制钻井工艺技术是海洋钻井技术的一次革新，对今后我国同类油田的勘探开发、钻完井作业和储层保护等都具有很强的指导意义。

【关键词】压力控制钻井工艺技术防漏堵漏鉴于油田开发现状和开发难度，采用欠平衡钻井技术成为开发本油田的首选方案。

然而经过论证，欠平衡钻井技术虽能够实现防止井漏、保护储层的目的，但在海上油田应用存在以下风险：（1）联合作业，安全风险很大；（2）海上场地局限，大量地层流体进入井筒，处理困难，存在安全风险和环境污染问题。

针对以上问题，对钻完井工艺技术进行了优化，在充分考虑了海上油田特殊的作业环境后，结合欠平衡钻井技术的相关特点，研究并制定了“海上压力控制钻井工艺技术”作业方案。

“海上压力控制钻井工艺技术”是将欠平衡钻井技术应用于海上油田的创新，同时参考该区块古生界地层岩性、井壁稳定性、井底温度和压力等因素，选定了水包油钻井液体系作为潜山地层的钻开液。

“海上压力控制钻井工艺技术”具体为：利用欠平衡设备调整使井底当量密度约等于储层压力系数，达到防漏和保护储层的目的；确定合理的钻开液密度，本次通过专业软件—Hubs软件，结合设计的钻井液的性能参数用软件，计算出不同排量下较准确的循环当量密度，通过调节泥浆泵排量来调整循环当量密度，使液柱压力略高于储层压力；优选适合于潜山地层钻进、可满足MWD等测量工具正常工作且油保效果好的水包油体系钻井液；完钻后，逐渐加重，附加量为超过地层压力系数0.03～0.05g/cm3，以实现微过平衡起钻、电测。

2 压力控制钻井工艺技术与欠平衡钻井技术相比，压力控制钻井不能实现钻井全过程的欠平衡状态，钻井结束后对钻井液适当加重后起钻。

1、井口压力控制设备 井口压力控制设备主要包括旋转防喷系统、井口节
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。
39
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
49
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。
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
5
一、压力控制钻井技术简介

用于降低极端条件井眼的漏失和溢流的控压钻井技术201310/16Chad H. WuestJulmar Shaun S. Toralde威德福在深水及高温、高压井的钻井作业中，井控及压力相关的问题占据了极大的成本及风险。

依靠泥浆比重及防喷器系统的常规井控程序，其功能是有限的。

在某些条件下，这些是不足以降低井控风险的。

相反，越来越多的复杂压力条件下的井控，却可以通过控压钻井技术来实现。

这些解决方案是基于钻机循环系统从根本上的改变—从一个敞开的系统变为一个精确的、实时监测控制的封闭钻井循环系统。

在封闭循环钻井系统（CLD）中，MPD提供了一项独一无二的、根本性的优势，其可以根据很小的泥浆体积量来迅速监测、评估井漏及溢流。

该功能可对压力波动进行控制，防止其演化成井控事故。

在深水钻井中，MPD提供的信息及其控制程度已经覆盖了整个井筒，该系统提供了诸多解决挑战的方法。

它最基础功能中的一项是早期监测及减弱溢流和井漏。

该系统对气侵精确的监测及控制保证了其独一无二的功能—减轻气体上窜的难题。

在钻窄密度窗口及高温高压井的时候，MPD系统可降低工程复杂，确保安全高效钻井。

早期的溢、漏监测及控制是通过调节所需要的井口回压来迅速应对处理井控问题。

该截图展示了MPD系统的快速反应效果，从而确保将井侵程度降到最低。

（图片威德福提供）溢流风险气侵及溢流占据了非生产时间的主要部分，同时也增加了井控风险。

发展到溢漏期间将会消耗大量的时间、材料，同时也有很大的风险。

一项SPE的关于常规钻井的研究找出了从2006-2008年期间英国陆上钻井报道出的45次溢流事件，42次事故提及了溢流的规模。

在这些事故里，有七个溢流量超过25桶，3个在140至210桶之间。

该研究指出这些数字与他们经常反复宣称可以早期监测到溢流及溢流量不会超过25桶的报道是背道而驰的（使用常规钻井）。

在所有开钻的82口井中，有27口井发生溢流，其共同特点是高温高压。

研究发现，大部分的溢流和地质条件直接相关，而相关的环境条件很难在开钻之前发现。

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
-13-
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

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。

平 衡 测 井 作 业 技 术 规 范 》[5]， 该 标 准 规 定 了 欠 平 衡 测 井的要求、上井前准备、井场准备、井口安装、仪器下 井和数据采集、井口拆卸及健康、安全、环境保护要 求，适用于在井筒介质为液（气）体条件下的欠平衡 作业。
在 2008 年和 2009 年，对老的欠平衡标准 SY/T 6543 《欠平衡钻井技术规范》 的 3 个部分进行了整 合，形成了两个新的欠平衡标准， SY/T 6543.1-2008 欠平衡钻井技术规范 第 1 部分:液相和 SY/T 6543.2 -2009 欠平衡钻井技术规范 第 2 部 分 ：气 相 ，替 代 了原先的 SY/T 6543《欠平衡钻井技术规范》下属的 3 个标准 。 [6，7] 形成了以流体类型为分类标准的分类 体系。
通常作业风险随着作业的复杂性和油井产能的 提高而增加，下面的例子仅为指导性说明。
0 级 仅仅提高钻井效率，不涉及油气层。 例如 利用空气钻井提高机械钻速。
1 级 靠自身压力油气无法流到地面，油井是稳 定的并且从井控的角度来看风险较低。 例如低于正 常压力系统的油井。
2 级 依靠自身压力油气可以流到地面，但是可 以通过常规的压井方法进行控制。 如果发生设备失 效仅能带来有限的影响。例如异常压力水层、低产的 油井或气井、产能衰竭的气井。
5 级 最 大 预 计 关 井 压 力 （MASP）大 于 欠 平 衡 作业/控制压力钻井设备的额定工作压力，如果发生 设备失效可能会立即导致严重后果。 例如任何 MASP 大 于 欠 平 衡 作 业/控 制 压 力 钻 井 设 备 额 定 压 力的油气井。 2.2 应用类别
A 类 控制压力钻井（MPD），钻井液返至地面， 保持环空内钻井液密度等于或大于裸眼井段孔隙压 力当量密度。

分析控压钻井检测系统运用/h1 ----本站首页免费课件免费试题整册教案教育资讯计划总结英语角幼儿教育文书写作海量教案免费论文网站地图设为首页收藏本站语文科数学科英语科政治科物理科化学科地理科历史科生物科中考备战高考备战高考试题中考试题教学论文作文园地教学论文经济论文理工论文管理论文法律论文行政论文艺术论文医学论文文史论文农科论文英语论文课程改革教育法规教育管理家长频道您现在的位置：3edu教育网免费论文理工论文石油与能源动力论文正文3edu教育网,百万资源,完全免费,无需注册,天天更新！分析控压钻井检测系统运用控压钻井技术(MPD)是近年来发展起来的一项热点钻井技术,其对软硬件水平要求都很高:一方面需要深入分析实际控压钻井的多种工况条件,考虑众多控制变量,如钻井液流量的变化、密度的变化、循环压力的波动、环空压力损耗的变化等等;另一方面需要研制设备,并完成设备联动调试,使之在复杂的控压钻井井下工况条件下可以做出稳定、可靠、准确和快速的动作,由此可以看出开发控压钻井技术的困难程度。

目前,国内外均没有用于控压钻井技术与装备实验和测试的井下工况模拟方法和装置,因此研制和开发一套控压钻井技术与装备试验与检测系统,综合模拟正常钻进、开泵、停泵、起下钻、井漏、井涌等不同井下工况情况,达到精确掌握控压钻井技术参数、精准调试MPD装备目的,为国内研制、开发和出厂检测控压钻井系统提供一种快速必要手段,保证MPD装备的安全、可靠运行意义重大。

1试验检测系统组成和性能 1.1系统组成控压钻井试验检测系统是一套先进的远程控制的硬、软件系统,主要包括4个系统:压力循环系统(包括钻井液泵、钻井液罐、空气包,阻流管汇、配套工具及管线)、数据采集和传输系统、钻井模拟器和远程控制系统。

通过压力循环系统的各泵组、平板阀、节流阀的相互切换,配合实时的钻井动态模拟器,构建包括开泵、停泵、正常钻进、活动钻具、起下钻、井漏、井涌等不同钻井工况的工艺流程,待测试的控压钻井系统自动检测工况,做出合理判断。

控压钻井关键技术探讨发布时间：2021-06-22T10:23:13.897Z 来源：《基层建设》2021年第8期作者：杨先锋[导读] 摘要：控压钻井技术核心技术在于密封设备，通过密封设备控制井口套管压力、水力摩阻和流体密度，从而精确控制整个井眼的环空压力，避免在钻井施工过程中出现井漏、井涌、卡钻等钻井事故，随着我国石油工业的不断发展，石油勘探的力度逐渐加大，孔隙压力以及破裂压力窗口较窄地层对于钻井技术的要求越来越严格。

华北工程公司河南钻井分公司陕北钻井项目部河南南阳 473132摘要：控压钻井技术核心技术在于密封设备，通过密封设备控制井口套管压力、水力摩阻和流体密度，从而精确控制整个井眼的环空压力，避免在钻井施工过程中出现井漏、井涌、卡钻等钻井事故，随着我国石油工业的不断发展，石油勘探的力度逐渐加大，孔隙压力以及破裂压力窗口较窄地层对于钻井技术的要求越来越严格。

控压钻井技术的成功应用能够有效减少此类施工的风险，将经济效益最大化。

本文对控压钻井关键技术进行探讨。

关键词：控压钻井；关键技术；施工探讨引言：控压钻井技术运用控制井口套管压力，促使在钻井过程中逐渐增加流水的阻力，以期全面补充井眼中相关的压力值，将压力值控制在合理的范围内，以保证石油工作的安全生产。

石油是物质生活以及社会发展的经济命脉，这一特性也将油田企业中各项技术发展与更新提升了新的高度。

近些年随着石油资源需求的不断增加，为保证石油开采量而向更深地层开采，深层开采中由于压力作用关系，为石油钻井提出了更多的挑战。

控压钻井中其关键性技术就是要合理的控制井眼内压力值，以此降低钻井风险，提升控压钻井安全性。

1.控压钻井技术概述1.1控压钻井技术的简述控压钻井技术是目前比较先进的一种新型技术，在各个油田中应用的范围比较广，起到的效果也比较好。

控压钻井技术对井眼压力有着精准的控制，可以实现水流一直处于平稳的状态，同时操作人员通过控压钻井技术能够实时地发现水流可能出现的变化，并做出相应的调整，保障水压一直处于合理的范围之内。

节流压井管汇功能分析及其在钻井船中的应用
节流压井（MPD）管汇是一种用于管路压力控制的设备，其主要功能是监测和控制井口压力，以实现压力平衡和安全钻井。

在钻井船中的应用主要有以下几个方面。

节流压井管汇能够实现井口压力的实时监测和控制。

通过传感器和仪表的安装，能够
准确地测量井口压力，并实时地显示在控制室的监控屏幕上。

管汇还配备有相应的控制系统，可以实现对井口压力的精确控制，确保井口压力处于安全范围内。

节流压井管汇可以进行井下灌胶作业。

在钻井过程中，如果发现井眼存在漏失情况，
可以通过节流压井的方式进行灌胶作业。

节流压井管汇可以通过调节井口压力，控制泥浆
在井眼周围形成一定的压力差，从而减少或阻止井眼的漏失，保证井眼壁的完整性。

节流压井管汇还可以用于井下溢流控制。

在一些特殊情况下，如井口压力突然升高、
井下发生实际情况等，可能会导致井下溢流的发生。

节流压井管汇可以通过调节井口压力，并配合井口控制装置，实现对井下溢流的控制和处理，及时阻止溢流的发生，避免事故的
发生。

节流压井管汇还可以用于井下压力测试和井下改造作业。

在钻井作业过程中，需要对
井下井筒和油气层进行压力测试和改造作业。

通过节流压井管汇的配合使用，可以对井下
井筒和油气层进行准确的压力测试，并根据测试结果进行相应的改造作业，确保井下作业
的安全和有效进行。

节流压井管汇在钻井船中具有监测和控制井口压力、井下灌胶作业、井下溢流控制、
井下压力测试和井下改造等多种功能。

其应用将有助于提高钻井作业的安全性和效率，保
护环境并降低事故的发生风险。

[ 2] V ieira P, Amone M, R usse l B, et a l Constant bottom ho le pressure: M anaged - pressure dr illing technique applied in an exp lo ra to ry we ll in saud i arab ia [ C ] IADC /SPE 113679, 2008: 1- 14
3 4 钻井液排量对井底压力的影响
其他工程参数不变, 假设井口不加回压, 只改
变地面泥浆泵排量, 泥浆泵排量为 9~ 16 L / s, 井底
压力的变化见图 2。将图 2曲线进行简单的 线性
回归, 可得到当前井深泥浆泵排量与井底压力关系
如方程 ( 6) 所示:
p = 0 6841Q + 44 291
3 实例计算与分析
3 1 实例计算基础参数
以某井三开井身结构及钻具组合为例, 0 178 m 技术 套 管 下 深 为 4 423 m, 井 深 为 4 950 m,
0 149 m 牙轮钻头, 0 121 m 钻铤 90 m, 0 088 9 m 加重钻杆 420 m, 其余为 0 089 m 斜坡钻杆。地 面温度为 20 , 地温梯度为 0 03 /m, 地层压力系 数为 0 011 6 MP a/m, 机械钻速为 2~ 4 m / h。氮气 密度为 1 257 kg /m 3, 天然气密度为 0 713 kg /m 3, 钻井液密度为 1 15~ 1 17 g / cm3, 塑性黏度为 10 ~ 25 m Pa s。
Beggs- B rill的方法模型为基础, 考虑了岩屑固相的 影响, 采用压降计算方法进行推导。假设外界没有对 气液两相混合物作功, 气液两相混合物也没有向外界

0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
1000
2000
3000
动态压力
井底压力 = 静水头压力 (MW) + 环空压力损失
Depth in ft TVD
4000
5000
6000
7000
8000
静态压力
井底压力 = 静水头压力 (MW)
9000
10000
© 2006 Weatherford. All rights reserved.
18
常规循环
Bottom Hole Pressure (psi)
0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
1000
2000
3000
Depth in ft TVD
4000
5000
最理想的情况是静态和动态压 力均正好穿过由储层压力和地 层破裂压力组成的压力窗口。 层破裂压力组成的压力窗口。
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11
控制压力钻井的种类
控压钻井是一个改进的的钻井过程，用于更加精确地控制整 个井筒的环空压力剖面。控制压力钻井的目的是确定井下压 力环境限制并就此控制环空液压剖面。
主动措施 可以用常规方法进行钻井设计， 可以用常规方法进行钻井设计，但是要安装好压力控制设备应对无法 预见的井 内压力变化。 内压力变化。 被动措施 设备安装好后可以随时调整环空压力剖面，从而增加套管的下入深度， 设备安装好后可以随时调整环空压力剖面，从而增加套管的下入深度， 也有可能节省一层套管。 也有可能节省一层套管。
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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。
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。
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。
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。

零） 通过节流阀联调进行压力控制 ，钻井泵停止后 ，通
由带液压执行机构 的 ３只节流阀 、３只平板 阀 、液压控 制 柜 、液控 阀与液压控制柜连接 管线 、压力采集单元 、
卵 石糟 技 论坛 ・ ２ ０ １ ３车第 ３ 期 ｌ ＊ ｌ
陈若 铭 等 ：精 细 控压 钻 井 系 统
井 口起 钻 。
（ ２）控压 下钻 ：① 常 规下钻 至高 密度钻
井液 替人 井深 ；② 座井 口旋转 防 喷器旋 转 总
成 ，按 照 替钻井 液 程序控 压 开泵节 流替 出高
十
．
密度钻井液 ，低密度钻井液返至井 口，达到
预定 井 Ｅ ｌ 压力 停 止 替钻 井 液 ；③ 控 压 下钻 ， 保 持井 底压 力恒 定 ；④控 压下 钻至 井底 ，按
１ ． ４ ＭＰ Ｄ指 令执 行 系统 （ 自动 节流控 制 管汇 ）
Ｍ Ｐ Ｄ指令执行系统 （ 自动节流控制管汇系统 ） 主要
２ ． ２ 停 泵 接 单根 井 简压 力控 制 方 法
控压 钻井停 泵接单 根井筒压 力控制 采用 回压泵 配 合 的方 式完成 。停泵 过程 中 （ 钻井泵 排量 逐渐 降低至
压 控 制 的单 一 变 量 ，该 系统 设 计 为定 流量 输 出 的硬 特性 方式 ，有 效保证 了控 制 的稳 定性 。该泵 额定排 量 为１ ５ Ｌ ／ ｓ ，额定压力 为 １ ５ ＭＰ ａ ，可满 足精 细控压钻井 各
图２ ＭＰＤ控 压决策分 析 系统框 架 图
工 况排 量 输 出与 压力 需 求 。
数进行实 时采集 、监测 。通过 ＷＩ Ｔ Ｓ 连接
置于钻台上的２ 号防爆采集箱连接悬重 、绞车 、立压 、转盘转 速 、扭矩传感 器 ，实时采集 数据

国外控制压力钻井新技术及其应用摘要：随着已发现油气资源的日渐衰竭，对更深更复杂地层的勘探开发活动越来越多，而在钻探这些深层复杂地层时，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，根据国内外石油专业人员估计，通过常规钻井方法，不能开发的油气资源达70%左右，因此先进的钻井新工艺新技术是推动油气勘探开发工作快速发展的重要手段之一。

对此如果在钻进过程中对井下压力实施有效控制则可以较好地解决这些复杂情况。

控制压力钻井(MPD)技术就是可以缓解上述复杂情况的有效方法。

本文通过调研分析总结，主要介绍了控制泥浆帽压力钻井技术（CMC），双梯度钻井技术（DGD）和钻井液微流量控制钻井技术（MFC）三种控压钻井技术。

并且分析了其技术原理，相应的钻井装备以及各自的技术优越性，给我国压力管理钻井技术提供了较好的理论支持。

关键词：控压钻井，控制泥浆帽压力钻井技术，双梯度钻井技术，钻井液微流量控制钻井技术，优点Foreign Managed Pressure Drilling New Technology and Its ApplicationYuan Jian bo1(1.China University of Petroleum (Beijing), Changping Beijing 102249)Abstract:With increasing oil and gas resources have been found failure, deeper and more complex formation on the exploration and development activities are more and more complex in the drilling of these deep strata, it is often the emergence of many such wells Chung, circulation, hazardous gas leakage, sticking, drill too long since the complex issues such as drilling, according to professional estimates of oil at home and abroad, by conventional drilling method, not the development of oil and gas resources 70% and therefore the new technology of advanced drilling technology is to promote the rapid development of oil and gas exploration and development one important means. If this process of drilling of the well pressure to implement effective control can better address these complexities. Controlled pressure drilling (MPD) technology can ease the complexity of the situation is an effective method. This paper analyzed and summarized research, mainly introduced to control the pressure mud cap drilling technology (CMC), dual-gradient drilling (DGD) and the fluid flow control micro-drilling technology (MFC) of three controlled pressure drilling technology. And analysis of the technology principle, the appropriate drilling equipment, and their technical superiority, stress management to China's drilling technology provides a better theoretical support.Keywords:Managed Pressure Drilling , Controlled Mud Cap ,Dual Gradient Drilling, Micro Flow Control System,Advantage1 引言随着全球经济进入后危机时代，石油工业也开始率先恢复，对石油的产量的需求继续增长，然而目前现有老油田的油气资源日渐衰竭，对更深更复杂地层的勘探开发活动越来越多，而在钻探这些深层复杂地层时，常常会出现许多如井涌、井漏、卡钻、起下钻时间过长等钻井复杂问题。

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在亚洲，ＭＰＤ的发展最为显著，亚洲地区的碳酸盐地质环境令很　多钻探技术望而却步，但ＭＰＤ却能够有效缓解总流体损耗量，使整个　油田顺利开展生产。在前期成功经验的推动下，其他ＭＰＤ方法也被广　泛用于解决亚洲及其他地区的各种钻井问题，在这种形势下，ＭＰＤ技　术不断发展和细化，逐步成为一项简单却日益成熟和精细的技术。　

始于亚洲　亚洲的控压钻井业务始于２００５年，主要为一家大型运营商的位　于印度尼西亚的一个生产平台服务。该生产平台总的井涌井漏集中　在一处断裂的石灰岩。这种井涌井漏的情况使得对该处油井的钻探　几乎没有进展。开采不仅浪费了许多时间，而且大大超出预算，从　而直接影响了油田开发计划。　“使用预加压泥浆帽的控压钻井技术提供了一个钻井平台　开发的解决方案，也为控压钻探技术在亚洲拓展市场提供了助　力，”Ｗｅａｔｈｅｒｆｏｒｄ亚太公司控压钻探工程经理Ｓｔｅｖｅ　Ｎａｓ解释说。　大约在同一时间，壳牌在马来西亚东部礁灰岩油井实现了对井　涌和井漏的处理。他们根据自己在委内瑞拉进行带压泥浆帽钻探　（ＰＭＣＤ）的经验制定了针对马来西亚东部碳酸盐油井的解决方案。　２００５年至２００８年间，国际钻井承包商协会（ＩＡＤＣ）正式确立了　控压钻井技术（ＭＰＤ）的定义。这一举措，以及带压泥浆帽钻探技术　（ＰＭＣＤ）的早期应用和高压旋转控制装置（ＲＣＤ）的问世，使得亚洲　迅速采用ＭＰＤ技术成为可能　最早采用该技术的公司之一是澳大利亚石油天然气公司　Ｓａｎｔｏｓ。此前该公司在印尼开展钻探业务，在Ｊｅ　ｒｕｋ勘探井进行钻探　时，碳酸盐岩层出现了严重的井涌井漏问题。在采用Ｓｅｄｃｏ　６０１半潜　式钻探平台钻探第二口评价井时，Ｓａｎｔｏｓ公司采纳了Ｗｅａｔｈｅ　ｒｆｏｒｄ公　司提供的采用Ｒｉ　ｓｅｒＣａｐ　ＰＭＣＤ系统的解决方案。该项目也因此成为了　首个成功采用半潜式钻探平台开展ＭＰＤ作业的项目之一。继这些碳酸　盐油井成功钻探后，更多的钻井运营商开始将ＭＰＤ技术用作降低非生　产性时间（ＮＰＴ）的最佳途径。在过去四年间，ＰＭＯＤ技术已成为一项　标准技术。　目前，整个东南亚地区已开始采用ＭＰＤ技术对裂缝性储层进行常　规钻探。这些难以钻探的储层的成功钻探，形成了更多的封闭式井　简钻探技术。在这些应用中，ＭＰＤ技术正用来钻探致密天然气储层和　高压高温（ＨＰ／ＨＴ）储层，减少储层破坏，并更加有效地钻探。　运营商目前正在考虑利用浮动套控压钻探技术进行高压／高温油　层的处理。“安全钻井系统的一大优点就是能够为高压／高温油井的　井涌提供早期检测，这样就可以实现油井的自动控制　这样做的好　处在于，可以使用一个封闭的井筒以及一个全自动的井涌保护系统　未钻探高压／高温油井，”Ｎａｓ说道。随着菲律宾和印度尼西亚深水　区块的开放，深水船舶动态定位钻井勘探正在计划之中　在这些油井中使用控压钻井技术大大降低了成本与作业风　险。　“控压钻井技术在降低钻探船成本方面很有潜力，”Ｎａｓ说　道，“早期的自动井涌检测系统使低重泥浆钻探成为可能，封闭　的井筒允许管道在循环过程中进行移动，这大大减少了管道堵塞　的风险。”