关于控压钻井技术的研究

田锋

摘要：近年来，随着我国经济的不断发展，国民教育的不断完善，使得我国各个领域的相关科学技术不断提高，在油气开采方面取得了很大的进步。全国各地各种大型油田的开采，使得我国关于钻井方面的技术与经验不断的提高与完善，钻井技术有很多种类，但是控压钻井是钻井技术是一种高新技术，用控压钻井技术开采油气田的时候能够服务于复杂的地下环境，同时还能带来开采成本低、操作流程简单方便等多种优势。合理规范的使用控压钻井技术，能够节约生产时间对生产效率进行有效的改善。本文对控压钻井进行简单的介绍，然后着重分析了控压钻井技术。

关键词：控压钻井；技术；钻井液

引言：

随着世界进入21世纪，全世界对能源的需求不断的扩大，日益增长的能源需求使得科学家们不得不改善传统的能源开采方法，以便更高效更快捷的开采出能源。同时随着多年来油气资源的大量开采利用，很多容易开采的油气田都已被挖掘殆尽，而余下的仅有的油气资源都是开采形势、复杂难度很高的地方。所以在对这些油气田进行开采的时候，需要更加注意井的安全钻井和成本控制，而控压钻井技术作为一种新型高效技术，既可以减少传统海上钻井相关的大量费用，同时还可以有效的减少油气田开采时的非生产时间，这种在技术上、时间上和经济上都具有优势的钻井技术，逐渐被人们用来替代常规的钻井技术。

一、控压钻井技术相关介绍

（一）控压钻井的定义

控压钻井的英文简称为MPD，它是油气开采中的一种高级井控方式，它有一种自适应的钻井程序，能够准确掌控整个井眼的环孔压力，通过对井底上下压力的极限进行分析，然后确定环空液柱压力的大小，这对于钻井时的安全控制起到了很大的保证作用，正因为运用这种技术能够对井眼压力进行有效的控制，所以称为控压钻井。虽然到目前为止运用控压钻井技术，还没有出现过井喷事件的发生，但是它并不是一种完美无瑕的技术，主要表现在钻井过程中会出现钻柱被卡或井漏问题，但是这种问题的发生频率仍然没有传统钻井技术那么高。所以总的来说，控压钻井技术相比常规钻井技术来说具有更安全高效的特性。

（二）控压钻井技术的原理

控压钻井技术的特点，主要表现在三个方面，分别是控制目标、控制策略以及实现方法。控制目标是整个控压钻井的核心所在，这个目标主要表现在对钻井时井眼的压力进行有效的控制，只有当这个压力控制在可操作范围之内，整个钻井作业才能顺利有效的完成。而在常规的钻井作业时，我们在调节井底压力的时候运用的是对钻井液密度进行一定程度的改变，或者对井内循环排量进行调整。但是我们在对钻井液密度进行改变的时候需要浪费很长的时间，对于钻井作业来说不具备时效性，另一方面在对循环排量进行调节时则会出现钻井液循环停止导致封闭失效的状况，从而无法对井底的连续压力进行掌控。

二、主要控压钻井技术分析

（一）被动型控压钻井技术

被动型控压钻井技术是指运用常规方法钻井，但是在设备装配的过程中使用能夠快速应对突如其来的压力变化的设备，这种钻井技术在复杂井矿的开采过程中已经应用了多年。被动型控压钻井技术运用时，工程师已经按照惯例设计好了相应的井身以及钻井设备，而控压钻井设备和程序则是作为钻井过程中的应急设备，属于传统钻井过程中出现问题时的应急方案。例如，在美国所有的陆地钻井项目中有1/4的钻井项目采用的是MPD被动型钻井，MPD被动型是作为意外事件发生时候的一种应急准备，这是在钻井规划设计开始时就已经配备好以便更高效安全的处理井下意外事件。

（二）精细控压钻井技术分析

精细控压钻井技术是指在有效的使用控压钻井技术时，能够迅速的提升井口回压，从而有效的控制井底与井口的压力，这样当钻井过程进行到钻探深部复杂底层时，对井底出现的有害气体泄漏、井漏、井涌等安全问题可以有效的控制，对施工作业的安全性与可靠性起到了很大的保护作用。运用精细控压钻井技术，可以实时的通过井下测压工具将井底的压力、钻井组合情况、钻井液的状态、钻井液的流量等数据输送给电脑控制软件，然后通过电脑发出数据命令，有效的对井口与井底压力进行调节，实现智能控制。精细控压钻井技术相比于传统常规钻井技术而言，在获得钻井操作过程中的数据时具有优越性，它能够实时的对井底压力数据进行采集，通过电脑控制完成压力补偿操作，实现了井底压力的自动调控与压力液的不间断循环。

（三）微流量控压钻井技术

微流量控压钻井技术主要有以下优点：钻井装备相对来说比较简单、装备操作比较灵活、能够实时监测地下钻进情况、没有风险。微流量控压钻井技术的原理是通过对钻井液的流入量与流出量进行精确的控制以调节钻井液流量参数，同时也对地层压力进行数据采集输入到电脑，经过相关系统的计算处理，进行控制实现安全钻井。运用微流量控压钻井技术，能够对钻井过程中的钻井液进行有效监控，这种方法对于钻井过程中的安全性具有很大保证，目前掌握这种钻井技术的国家主要集中在欧美发达国家，我国的研究水平还处于发展时期，我想不久的将来，经过长时期的经验总结与探索分析，熟练的掌握这种技术也是指日可待。

（四）REELWELL钻井技术

相比以精细控压钻井技术和微流量控压钻井技术而言，REELWELL钻井技术是一种更新的钻井类型，它的优势特点主要表现在提高了钻井的作业效率，同时还保证了钻井的安全，经常被用于井底压力情况复杂的情况下进行钻井。REELWELL钻井技术之所以具有这样的优势主要是因为配备了对钻井液流动的高科技控制仪器。设备的主要组成部分有双臂钻干、滑动活塞、双浮动阀。相比于其它钻井技术它的优势主要表现在无隔水管钻井、拥有闭路循环系统和井眼清洁功能。

结束语：

从2005年以来，已有超过一百多个油气田开采钻井运用了控压钻井技术，控压钻井技术通过降低非生产时间有效的提高了钻井作业效率，同时控压钻井技术的运用大大的减少了安全事故的发生，更重要的是运用控压钻井技术可以顺利完成常规钻井技术难以达到的高度。控压钻井技术的有效利用使那些遇到过井漏、井喷的钻井过程可以毫无延迟的完成钻井作业至目标深度。

参考文献：

[1]郑建勇. 双梯度钻井关键参数模拟与计算研究[D].西南石油大学，2017.

[2]楚飞. 基于冲蚀分析的新型筒形控压钻井节流阀优化设计[D].西南石油大学，2016.

[3]孔祥伟. 微流量地面自动控制系统关键技术研究[D].西南石油大学，2014.

[4]张奎林. 精细控压钻井井筒压力控制技术研究[D].中国地质大学（北京），2013.