控压钻井
控压钻井流程
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《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
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。
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。
控压钻井概述讲解
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。
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。
控压钻井作业程序
控压钻井作业程序一、待命状态按照设计要求，调整泥浆性能，打开G1，打开手动截止阀G2和G3。
A、B阀组处于关闭状态，泥浆泵开泵循环。
二、钻进状态开启节流阀A或B，关闭G1，根据目标井底压力值，调节节流阀开度，控制套压。
如A阀出现故障：开启截止阀B，开启节流阀B，关闭截止阀A，手动关闭G2。
维修节流阀A，反之亦然。
三、钻进状态转起下钻状态3.1电动钻机泥浆泵模式：开启节流阀C，开启回压泵，此时截止阀C处于关闭状态。
调节节流阀C，使节流阀C阀前压力与节流阀A前压力保持一致，打开截止阀C，逐渐降低泥浆泵排量，并控制节流阀A或B和C,使套压逐步上升至静态设计值，关闭节流阀A或B，并调节节流阀C保持静态设计值。
开始起钻。
3.2机械钻机泥浆泵模式：开启节流阀C，开启回压泵，调节压力与井口回压一致，打开截止阀C，根据泥浆泵关泵排量降低曲线，并控制节流阀A或B和C,使套压逐步上升至静态设计值，关闭节流阀A或B，并调节节流阀C保持静态设计值。
开始起钻。
四、起下钻状态：回压泵循环泥浆，补偿钻柱起下导致的泥浆体积变化，并考虑抽吸和激动压力变化，通过节流阀C控制节流，对井底压力进行控制。
五、起下钻转钻进状态：逐渐开启泥浆泵，开启节流阀A或B，调节节流阀C，并控制节流阀A或B和C,使套压逐步上降至钻进状态设计值。
关闭截止阀C,关闭回压泵和截止阀C。
开始钻进。
六、应急状态：是指发生异常高压、严重井漏等异常情况时，需要退出控压状态，相关工作交回井队处理。
6.1、严重井漏：钻井液通过其他通路进行循环，关闭进入自动节流管汇总阀门。
打开G1，关闭截止阀A、B、C，关闭G2、G3阀。
6.2、异常高压：关闭旋转防喷器总出口截止阀，转内控管线，由井队节流系统控制井筒压力，进行压井处理。
同时自动节流管汇状态转为井漏条件下状态。
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。
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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
3. 通常使用液相钻井液。
4. 使用闭合、承压的钻井液循环系统。
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
常规钻井：井底循环压力= 静液柱压力+ 环空摩阻
控压钻井原理
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
HSE控压钻井技术
HSE控压钻井技术又称回流控制钻井技术，可将钻井 液返回到钻台上，满足健康、安全、环保的目的。通过
采用闭合、承压的钻井液循环系统，降低钻井、地层流
体及井控事故对人员、设备和环境造成的风险。钻井过 程中若有流体侵入，回流管线将被关闭，同时立即导流
至节流管汇，侵入流体被安全控制并循环出井眼。使用
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 决海洋钻井中遇到的溶洞型及ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ缝地层导致的严 重漏失有良好效果。
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控制压力钻井
双梯度钻井技术
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。
控制压力钻井
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。
控压钻井 技术特点 控压钻井 技术优势
1. 始终精确控制井眼压力稍大于地层孔隙压力， 不会诱导地层流体侵入。 2. 钻井液密度低于常规钻井密度，避免超出地层 破裂压力梯度。
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