石油课堂| 控压钻井

本文摘要：（由ai生成）

控压钻井技术精准控制井眼环空压力，避免井漏、井涌等事故。通过密封设备调控井口压力，确保井底安全。其优点在于降低风险、动态监测故障并对比分析以预防事故。核心技术包括地层压力检测、井底压力测试、钻井液循环装置、井口回压控制及数据传输。该技术对窄压力窗口地层尤为重要，能有效减少风险，提高经济效益。

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。

控压钻井技术的概念及优点

控压钻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，可以精确地控制整个井眼的环空压力剖面，通过对地面的节流管汇中节流阀进行合理的调节来保证将井底压力控制在合理的范围内，这样就能实现对井下易漏地层井漏、井涌等状况的有效预防，与此同时也实现了对油气层的有效保护。在此过程中，主要通过对回压、流体密度、流体流变性、环空液位、水力摩阻和井眼几何形态的综合控制使整个井筒的压力维持在地层孔隙压力和破裂压力之间，进行平衡或近平衡钻井，解决钻井中的难题。在钻井施工过程中应用控压钻井技术能够对井下压力进行更好的控制，这样不管是在钻进过程中还是在钻井液的循环过程中都能实现对井底压力的有效控制。此外，在钻井施工中应用的控压钻井技术能够极大提升机械钻井速度、有效控制钻井施工成本、缩短非生产时间、有效控制钻井施工风险，从而保障钻井施工的正常进行。控压钻井技术主要有以下一些优点：

1.1精细控压、降低钻井风险

控压钻井技术可以有效控制井眼的环空压力，将井底压力控制在安全可控的范围内，避免施工过程中因为地层流体的侵入而对钻井性能造成严重的影响，一次实现了对钻井施工风险的有效控制，同时也有效降低了钻井施工成本。

1.2 动态监测、及时处理故障

在钻井施工过程中应用控压钻井技术能够对井下流体的密度、环空液面、流体流变性、井眼尺寸、井底回压等参数进行动态监测。与此同时，在钻井施工过程中出现任何事故的时候能够及时采取相关的策略进行解决，从而避免因为处理不及时而导致钻井事故扩大，进一步提升了钻井施工的安全性。

1.3 对比分析、做好事故防范

对比分析指的是在进行控压钻井施工的过程中，实时对比地层孔隙压力以及破裂压力， 准确预判井漏、井涌、井塌等钻井事故发生的可能性，做好提前防范工作，充分减少钻井施工的损失。

图1 欠平衡钻井

控压钻井核心技术

有效控制随钻环空井底压力是控压钻井技术实施的核心，控压钻井技术可以分析井底回压等相关参数，从而实现对钻井过程中井底压力的动态监测，以此来对井口回压、钻井液流速、密度等参数进行适当调整。

3.1地层压力随钻检测技术

随钻地层测试对控压钻井技术的实施有非常重要的作用，其能够快速的获取原始的地层信息，在此基础上控压钻井施工就能实现对井底压力的有效控制。随钻地层压力测试在实际的应用过程中还具有一定的后效性，因此，在具体钻井施工中要对控压钻井技术中各个系统数据的传输进行综合评价分析后才能进一步确定钻井施工的压力范围。

3.2随钻井底环空压力测试

通过PWD系统实时测量井下环空压力，并传输到地面，为控压钻井技术的压力调整提供有效的数据支持。

3.3钻井液连续循环装置

每钻完一根单根后，卸开钻具会暂时停止钻井液循环，压力会得到有效控制。如果应用钻井液连续循环装置，可以不间断循环钻井液，也不耽误钻杆的卸扣作业。

3.4井口回压检测与控制

井口回压可能会严重影响井下流体的流动参数，实时检测和监控井口回压，完全可以实现对钻井节流系统的良好控制。目前，在钻井施工领域，充分结合井口回压检测数据后，已经成功研发出控制节流管汇的自动装置，将其与自动控制系统软件结合后，实现了对井口回压的自动控制。

3.5数据传输技术

实现井下与地面之间的数据交互与传输是非常重要的一个环节。而控压钻井技术中的随钻测量系统的应用比较广泛的是钻井液脉冲来实现井下与地面测量数据传输，这种数据的传输方式相对来说得到的测量结果比较准确，但是其缺点是数据的传输速度比较慢，尤其是在进行井下与地面数据双向传输的时候，实现的难度非常大。目前，控压钻井技术实施的过程中数据传输采用的主要方式是电磁数据传输，电磁数据传输不仅能够穿传输速度比较快，而且数据传输效率也比较高；但是，电磁数据传输方式非常容易受到外界电磁场的干扰和影响，因此，实际的应用范围也比较小。鉴于此，必须加强对控压钻井技术中数据参数的研究。

图2 控压钻井技术