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。控压钻井技术的应用过程中，工作人员通过调节节流阀对节流管进行相应的调整，才能保障井眼的压力始终保持在合理的标准和要求内。控压钻井技术还能对石油生产可能出现的漏井问题进行有效的预防，对石油生产过程起到很好的保护作用，降低安全事故发生几率，保障施工人员的人身安全和财产安全，一旦钻井过程中内部压力增加，就会增加安全事故发生的几率。
1.2控压钻井技术的优点
石油生产过程中控压钻井技术的应用有效对压力值进行控制，同时机械设备故障处理十分方便。控压钻井技术的应用过程中，可以对流体实现实时的监控，尤其是压力值的变化、流体密度变化等，一旦以上因素发生变化可能对钻井的生产产生影响。通常情况下，相关人员根据实际情况对井眼的大小进行估算，然后在实际的钻井过程中再确定具体的尺寸。一旦钻井的生产过程中出现一些问题和故障，操作人员就要相应地调节节流阀，在短时间内采取科学合理的措施解决钻井中出现的问题和故障。钻井生产过程的实时监控是保障钻井安全的前提。石油生产是一项具有危险系数高、采集比较困难的工作，控压钻井技术的应用是降低安全隐患、解决开采问题的重要措施，同时控压钻井技术实时监控也是防患于未然的关键。
2.控压钻井(MPD)系统的组成
以上是我们对控压钻井技术的概念和优势进行介绍，下面我们分析和研究控压钻井技术的整体体系。控压钻井技术属于一种系统，主要的组成为决策分析系统、参数检测系统、指令执行系统、电控系统等。决策分析系统又分为以下四个模块，非实时输入模块，将相关的原始数据在钻井施工前进行输入并计算分析；根据非实时计算得出的数据模拟计算出水力学计算模型，计算出科学合理的压力控制范围与目标；逻辑判断模块，主要的作用是依据参数检测系统、电控系统、指令系统等给出的数据结果对决策进行判断；控制模块，分析各个系统之间的数据结果，对电控系统进行综合性的指令调控。参数监测系统主要的作用就是收集、监控井下仪器参数，将收集到的数据参数输送给其他系统，实现数据之间的相互交互、相互共享，为控压钻井技术提供重要的数据依托。电控系统的主要作用就是对决策分析系统传输来的数据参数进行接收，然后发出指令，实现钻进、接单根、起下钻等施工任务的顺利完成。指令执行系统的主要作用就是将电控系统中的控制信号转变为液压信号，实现对节流阀开度的有效控制，通过执行指令对节流压力进行调整。
3.控压钻井关键技术
控制随钻环空井底压力是控压钻井中的关键技术，包括分析和研究回压参数，实时动态监测井底压力，对钻井液流速、井口回压等根据实际情况随时调整，同时还有实时监控钻井液的粘度和密度等参数。
3.1地层压力随钻检测技术
随钻地层测试方法是控压钻井技术中比较常见的一种，是有效收集原始地层信息的重要措施。能够对井底压力进行有效的、精准的控制。决策的实施过程中，随钻地层压力的测试还具有一定的后效性，我们需要根据每个系统传输数据的实际情况，对钻井的压力进行控制，保障其在标准的范围之内。
3.2随钻井底环空压力测量
工作人员在进行钻井施工过程中，需要控制钻井产生的压力，如果压力出现变化，压力值超出标准的范围就会对施工人员的人身安全产生威胁。技术人员在钻井施工前，一定要实地地考察周边环境，选择科学合理的钻井技术，测量周边压力。随钻降低环空压力技术是技术人员经常使用的检测技术，将检测的结果与实际测量的压力进行对比，钻井的压力要小于10MPa，才能保障其安全稳定，也有利于操作人员实时监控井底状况。
3.3钻井液连续循环装置
钻井液在单根钻进完成后循环到停止为止，循环停止后对压力控制调整，钻井液在井内循环工作时，可以使用连续循环装置实现不中断钻井，同时还能实现钻杆的卸扣。目前钻井液连续循环装置的应用十分广泛，尤其在一些复杂地形中保障钻井安全。
3.4井口回压检测与控制
井内的流动参数与井口回压有着很大的影响，想要对节流系统进行科学合理的控制，就要了解和掌握井口回压数据参数。我们通过监测和分析井口回压状态，我们在控压控制软件系统的基础上，研究出自动控制节流管汇，达到了自动控制的目的。
3.5数据传输技术
在控压钻井技术中数据传输技术占据重要地位，油田开采为一项庞大的系统工程，故此在实施钻井前必须对地下地层以及油田实际情况进行有效的监控，以此降低相关事故风险的发生。在监控中就需要针对地面监测的相关数据进行传送，将地面相关传送值传达给技术人员。在随钻测量中，运用最多的就是钻井液脉冲传输，此种技术在当前应用也是较为广泛的，虽然此种传送技术有着众多的优势，但其传送速度不高，由此更无法实现地面与地上双向传统方式。针对此项技术的弊端，相关研究人员也做出了诸多的改正，电磁传送为当前新型的技术，电磁传送是随钻测量的升级，其传送的速度以及使用效率得以大大提升。综合而看，当前数据传送技术已经得到了众多的关注，但是电磁技术应用范围较为狭隘，因此数据传输技术的开发研究就还有待加强。
结束语
我国深井、超深井、水平井、欠平衡井等复杂结构井开发数量越来越多，遇到的地层也变得越来越复杂，对钻井技术应用的要求也变得越来越严格。最近的几年中我们对控压钻井技术的研发热度越来越高，通过对井口回压进行有效控制，保障井筒的压力保持在地层孔隙压力与破裂压力之间，实现欠平衡钻井施工。控压钻井技术有着缩短钻井周期、提高机械钻速、提升生产效率、保障安全性的优势，是解决复杂地层钻井问题的有效措施，未来有着很大的发展空间。
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