精细控压钻井技术简介
精细控压钻井技术简介
钻井工程前沿技术之一，能够及时 发现、有效地控制井涌和漏失，降 低非生产时间和钻井成本，并提高 钻井井控安全性。
MPD
压
50psi
力
常规钻井
漏失点
安全压力窗口
时
井涌点
间
第二页，共9页。
破裂压力 井底环 空压力
地层压力
一、 精细控压钻井技术概述
精细控压钻井(MPD)技术应用
(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；
BHPS =HH (MW)
T H
PP
PF
常规钻井方式
BHP
井漏
T
T
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一、 精细控压钻井技术概述
精 细 控 压 钻 井 技 术 (MPD) 是 近 年
来发展起来的一项钻井新技术，主要 用来解决深井钻井中由窄安全密度窗 口、多压力系统、压力敏感性地层引 起的井漏、井涌等井下复杂情况、以及 含硫地地层、压力不确定性高风险勘
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。
第四页，共9页。
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）
基于塔里木油田精细控压钻井技术的研究与应用
58一、引言塔里木油田是我国主要的石油天然气勘探开发区，也是国内陆上钻井难度最大、复杂问题最集中的地区之一。
其山前构造主要位于塔里木盆地北部地区的天山南缘，由于受多次造山运动的影响，其地质条件具有地层倾角大，各层位倾角大小不同，油气藏埋藏深、地层压力高、压力敏感性强等特点，造成了钻井作业过程中井漏、井涌、卡钻等复杂情况的频繁发生，严重的会引起井喷失控、着火爆炸。
因此，可以通过对井底压力的实时控制，采用精细控压钻井技术能够保证钻井任务的安全顺利完成。
二、精细控压钻井技术原理与特征1.原理。
精细控压钻井技术与常规控压钻井技术相比，增加了井底随钻测压工具、自动节流管汇及回压补偿循环系统。
在钻井过程中，使用随钻压力测量（PWD）工具实时测量井底压力，可实现井底压力在钻进、起下钻、接单根过程中均在安全范围内小幅波动[2]。
由计算机自动控制，对井底压力的控制更加迅速和精确，能真正实现精细控压钻井。
2.工艺和设备精细控压钻井工艺设备见图1所示。
图1 精细控压钻井工艺示意图精细控压钻井系统采用模块化设计，各子系统可以独立工作，经济实用；并具备微流量和井底压力两种监控方式，可实现井底压力的精确、闭环控制，控制精度±0.35MPa。
三、井底压力影响因素分析1.钻杆接头的影响。
钻杆接头的局部阻力损失计算时，钻杆接头加厚部分的扩张或收缩角度是计算阻力系数的一个重要参数。
（1）扩径计算模型根据能量和动量守恒方程，得出突扩阻力系数的计算公式所示。
22211)2(2δαβδβα−+−=e l K 采用Gibson的实验公式给出渐扩管下的修正系数，可以用Fe表示，由扩张角度θ所表达的Gibson系数Fe为：）（°≤≤°°≤=180451)45(22.6sinF e θθθ扩张管的局部阻力系数计算公式为：e le l e l F K =ζ断面扩张的局部阻力损失为：)221(2−=∆v P e l c ρζ（2）接头水力损失的计算基于塔里木油田精细控压钻井技术的研究与应用王洪杰 重庆科技学院石油与天然气工程学院 【摘 要】精细控压钻井技术是近些年的前沿钻井技术，能够有效的对井筒环空压力进行控制，处理井底复杂情况，实现钻井的多压力系统控制功能，避免发生井漏、井涌等事故，保证安全钻探。
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
随着石油勘探开发的深入和技术的不断进步，精细控压钻井技术成为了当前钻井工程中的重要创新技术之一。
该技术通过控制井底压力，减少井漏和井喷等事故的发生，提高钻井效率和安全性。
本文将探讨精细控压钻井技术的创新及应用。
精细控压钻井技术的创新主要体现在以下方面。
一是钻井液的创新。
传统钻井液主要通过添加压力控制剂来实现对井底压力的控制，但该方法存在效率低、成本高等问题。
而精细控压钻井技术通过改变钻井液的物理性质，如密度、粘度等，来实现对井底压力的控制。
可以通过添加聚合物或气体泡沫等成分，改变钻井液的密度和粘度，从而达到精确控制井底压力的目的。
二是井底压力的实时监测。
精细控压钻井技术通过在井底安装压力传感器和数据采集设备，实时监测井底压力变化，并将数据传输到地面控制中心。
控制中心可以根据井底压力变化的趋势，实施相应的控制措施，从而实现对井底压力的精确控制。
精细控压钻井技术可以应用于高压油气藏的开发。
高压油气藏开发中，井底压力往往较大，容易导致井漏和井喷事故的发生。
精细控压钻井技术可以通过实时监测井底压力，精确控制钻井液的密度和粘度，减少井漏和井喷的风险，提高钻井效率和安全性。
精细控压钻井技术还可以应用于复杂地层的钻井。
复杂地层中存在多种岩性、多个层位，井底压力的变化较大。
传统的钻井方法难以满足对复杂地层的要求。
精细控压钻井技术通过实时监测井底压力，并调整钻井液的密度和粘度，可以有效应对复杂地层的挑战，提高钻井效果。
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随着石油工业的发展，传统的钻井技术已经不能满足日益复杂的油气田开发需求，钻井工程中的控压钻井技术应运而生。
精细控压钻井技术是一种将压力控制作为主要目标的钻井技术，通过优化井探、井涌和井泥等环节，实现在高压高温、脆弱地层和易燃易爆气体层块等困难机井状况下的安全高效钻井作业。
精细控压钻井技术的创新主要体现在以下几个方面：1.压力预测与控制：传统钻井过程中，地层压力预测准确度较低，容易导致井溢漏现象，而精细控压钻井技术采用了先进的井下测量技术和分析方法，能够实时准确地预测地层压力，及时采取相应措施进行压力控制，有效避免井溢漏风险。
2.岩石力学与井壁稳定：精细控压钻井技术注重研究地层力学行为，针对不同地层岩石的物理力学特性进行分析，并结合井壁稳定性评价方法，科学合理地选择钻井液，优化钻井参数，提高井壁稳定性和钻井效率。
3.井探技术与井眼质量控制：精细控压钻井技术引入了先进的测井和地层评价方法，能够实时监测并评估井壁稳定性、岩性、孔隙度等地层参数，及时调整钻井液和钻井工艺，确保井眼质量，避免井下事故和作业延误。
4.井涌与井泥控制：在复杂地层条件下，井涌和井泥控制是精细控压钻井技术的重要研究内容。
通过合理设计固井策略、优化钻井液配方和监测井下压力变化等手段，控制井涌和井泥，防止井下气体和地层流体逆进，确保井口安全。
精细控压钻井技术在石油工业中的应用也得到了广泛推广。
通过应用该技术，可以提高钻井作业的安全性、稳定性和效率，降低边际成本，提高项目经济效益。
精细控压钻井技术能够有效地控制井下压力，降低井溢漏风险，保障作业人员和设备的安全。
在高压高温、脆弱地层和易燃易爆气体层块等复杂环境下，精细控压钻井技术可以准确预测地层压力，及时采取相应措施，实现安全高效的钻井作业。
精细控压钻井技术还可以降低油气井的开发成本，提高项目经济效益。
通过优化钻井液配方和控制井涌和井泥，可以减少资源的浪费，降低开发成本；通过提高钻井效率，可以缩短开发周期，提前实现投资回收。
精细控压钻井技术在新疆采油一厂四2区应用及效果分析
精细控压钻井技术在新疆采油一厂四 2区应用及效果分析摘要新疆油田采油一厂四二区块存在诸多钻井难题，以石炭系凝灰岩为目的层的油气钻井开发已开展多年，实钻中井漏现象时常发生，由于油层较浅钻井过程时常遇到浅层气，钻井机械钻速慢，提速难，常规泥浆对油层污染严重，虽然经过多年的探讨研究，但实际问题一直没有得到很好的解决，随着精细控压钻井技术的应用成功解决以上钻井难题。
关键字：精细控压钻井、井漏、提速、油层保护一、精细控压钻井技术系统简介1、精细控压钻井技术的原理精细控压钻井技术是指在油气井钻井过程中通过有效控制井筒液注压力，达到有效、安全的钻具目的，通过调节节流阀开度控制井口的回压，实现井底压力的调节，保证钻井过程的境地压力等于或微大于地层孔隙压力，通过采用合适的钻井液密度、通过增加井口回压控制溢流、通过减小回压防止井漏达到安全、高效钻井目的。
2、精细控压钻井技术的优点与常规欠平衡钻井技术相比较，控压钻井具有以下特点：①井口回压可瞬时作用于井底，不需中断钻井即可控制井漏、井涌；②能带压起下钻，避免常规欠平衡钻井过程中压井时造成重压井液对油气层的污染；③提高机械钻速，缩短钻井周期，减少无效起下钻时间，减少了作业及相关费用；④轻微过平衡、精确压力控制避免钻井安全密度窗口狭窄地层出现漏、涌现象；⑤可有效降低钻井的各类风险；二、区块钻井面临的挑战1、机械钻速慢、提速难采油一厂四2区钻井过程以石炭系储层为主，经过多年来的不断总结优化钻井组合、转速、钻压、优选合理的钻头等相关钻井参数，平均机械钻速由刚开始1.3m/h提升至2.3m/h，虽然机械转速有所提升，但仍不理想，我们始终在想方设法努力提速，但近期以来一直没有更好的突破。
2、窄密度窗口控制难该区块地层压力敏感，钻井液的密度窗口窄。
在施工过程中就会出现井涌、井漏现象，同时在窄密度窗口地层条件下，很难找到不漏不喷的压力平衡点，循环、下钻时易发生井漏、静止和起钻时易发生井涌，对于这样的地层压力状况，应用堵漏、压井方法处理难度较大，甚至有时难以进行处理。
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。
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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）
美国石油学会利用技术研讨会和其他几次研讨MPD的集会进一 步明确了MPD的定义，IADC欠平衡作业委员会定义MPD： “Managed Pressure Drilling (MPD) – an adaptive drilling process used to precisely control the annular pressure pro the wellbore. The objectives are to ascertain the downhole pressure environment limits and to manage the annular hydraulic pressure pro.”
因为所有井都需要控制压力，都需要实施控压钻井，因为钻井的过程就 是利用井筒流体压力（静止压力、动态压力等）来应对地层压力（孔隙压力、 坍塌压力、漏失压力和破裂压力等）从而实现井内压力系统的某种平衡（近平 衡、欠平衡、过平衡等）。钻井过程中的“卡、塌、漏、喷”几乎都跟井底压 力有关，因此控压钻井并不是一个新名词，但随着钻井技术的发展，控压钻井 被赋予了新的含义，突出体现在“有目的”和“精确控制”，控压钻井的本质 就是确定井底压力界限，从而利用多种工具和技术有效控制相应的环空压力剖 面以降低窄密度窗口条件下钻进时的风险与成本。
MPD
应用井下参数测量与地面压力自 压
50psi
动控制等系统，精确控制井底压 力
常规钻井
漏失点
力在设定安全窗口内确保安全钻 进，降低井控风险，是目前解决
安全压力窗口
时
井涌点
间
窄安全密度窗口钻井的最先进技
术。
该技术集机、电、液、
信息、自动控制等技术为一体的
前沿钻井技术，是钻井工程压力
控制技术发展的方向。
2、精细控压钻井技术定义（Managed Pressure Drilling-MPD）
“ 控 压 钻 井 ” 的 概 念 最 早 由 Weatherford 公 司 提 出 ， 称 之 为 “ CPD(Controlled Pressure Drilling ） ” ， 不 是 目 前 的 “ Managed Pressure Drilling”。包含了欠平衡钻井、气体钻井和精细控压钻井（MPD） 。随着技术的不断发展，尤其是IADC的定义，MPD逐步取代了CPD，为大家 所接受。严格意义上讲，中文的“控压钻井”包括：欠平衡钻井UBD、近平 衡钻井NBD、过平衡钻井OBD。
P 0H
BHPD=HH (MW)+AFP
BHPS =HH (MW)
T H
PP
PF
常规钻井方式
BHP
井漏
T
T
一、 精细控压钻井技术概述
精 细 控 压 钻 井 技 术 (MPD) 是 近 年来发展起来的一项钻井新技术， 主要用来解决深井钻井中由窄安全 密度窗口、多压力系统、压力敏感 性地层引起的井漏、井涌等井下复 杂情况、以及含硫地地层、压力不 确定性高风险勘探井的安全钻井问 题。
精 细 控 压 钻 井 技 术 (MPD) 是 国 际钻井工程前沿技术之一，能够及 时发现、有效地控制井涌和漏失， 降低非生产时间和钻井成本，并提 高钻井井控安全性。
MPD
压
50psi
力
常规钻井
漏失点
安全压力窗口
时
井涌点
间
破裂压力 井底环 空压力
地层压力
一、 精细控压钻井技术概述
精 细 控 压 钻 井 (MPD) 技 术
欠平衡和气体钻井在钻井过程中井筒 流体当量泥浆密度低于地层孔隙压力，而 控压钻井在钻井过程中井筒当量泥浆密度 大于或等于地层孔隙压力。
换言之，欠平衡钻井和气体钻井是“ 欠平衡”，而精细控压钻井实质上是一种
3、精细控压钻井技术分类
一、 精细控压钻井技术概述
3、精细控压钻井技术分类
IADC控压钻井技术的形式与应用范围
2、精细控压钻井技术定义（Managed Pressure Drilling-MPD）
精细控压钻井技术是在欠平衡钻井和 气体钻井基础上发展起来的钻井新技术。 但有其独特的一面：
UBD--发现和保护储层；AD--钻井提 速；
MPD--减少钻井过程中的复杂和NPT
交叉点：使用旋转防喷器、气体处理装置 、节流管汇、单流阀等特殊设备;UBD也 可以实现提速，AD也可以实现储层保护 ，MPD即可以实现提速也可以实现储层 保护等。