控壓鉆井關鍵技術探討

嚴大松

（大慶鉆探工程公司鉆井一公司，黑龍江大慶163411）

工作人員在對控壓鉆井技術進行分析和研究的過程中，主要了解其控壓鉆井技術的形成原理?？貕恒@井技術的壓力控制過程中想要將壓力控制在科學合理的范圍內，就要適當的增加水流阻力和快速補充井口套管壓力值，保障控壓鉆井技術應用的安全穩(wěn)定。石油鉆井生產的過程中控壓鉆井技術的應用比較多，選擇科學合理的控壓鉆井技術能夠保障石油生產質量，提高石油開采量。同時控壓鉆井技術還能有效地對井眼內壓力進行控制，實現鉆井生產風險的降低。

1 控壓鉆井技術概述

1.1 控壓鉆井技術的簡述

控壓鉆井技術是目前比較先進的一種新型技術，在各個油田中應用的范圍比較廣，起到的效果也比較好。控壓鉆井技術對井眼壓力有著精準的控制，可以實現水流一直處于平穩(wěn)的狀態(tài)，同時操作人員通過控壓鉆井技術能夠實時地發(fā)現水流可能出現的變化，并做出相應的調整，保障水壓一直處于合理的范圍之內?？貕恒@井技術的應用過程中，工作人員通過調節(jié)節(jié)流閥對節(jié)流管進行相應的調整，才能保障井眼的壓力始終保持在合理的標準和要求內?？貕恒@井技術還能對石油生產可能出現的漏井問題進行有效的預防，對石油生產過程起到很好的保護作用，降低安全事故發(fā)生幾率，保障施工人員的人身安全和財產安全，一旦鉆井過程中內部壓力增加，就會增加安全事故發(fā)生的幾率。

1.2 控壓鉆井技術的優(yōu)點

石油生產過程中控壓鉆井技術的應用有效對壓力值進行控制，同時機械設備故障處理十分方便?？貕恒@井技術的應用過程中，可以對流體實現實時的監(jiān)控，尤其是壓力值的變化、流體密度變化等，一旦以上因素發(fā)生變化可能對鉆井的生產產生影響。通常情況下，相關人員根據實際情況對井眼的大小進行估算，然后在實際的鉆井過程中再確定具體的尺寸。一旦鉆井的生產過程中出現一些問題和故障，操作人員就要相應地調節(jié)節(jié)流閥，在短時間內采取科學合理的措施解決鉆井中出現的問題和故障。鉆井生產過程的實時監(jiān)控是保障鉆井安全的前提。石油生產是一項具有危險系數高、采集比較困難的工作，控壓鉆井技術的應用是降低安全隱患、解決開采問題的重要措施，同時控壓鉆井技術實時監(jiān)控也是防患于未然的關鍵。

2 控壓鉆井(MPD)系統的組成

以上是我們對控壓鉆井技術的概念和優(yōu)勢進行介紹，下面我們分析和研究控壓鉆井技術的整體體系?？貕恒@井技術屬于一種系統，主要的組成為決策分析系統、參數檢測系統、指令執(zhí)行系統、電控系統等。決策分析系統又分為以下四個模塊，非實時輸入模塊，將相關的原始數據在鉆井施工前進行輸入并計算分析；根據非實時計算得出的數據模擬計算出水力學計算模型，計算出科學合理的壓力控制范圍與目標；邏輯判斷模塊，主要的作用是依據參數檢測系統、電控系統、指令系統等給出的數據結果對決策進行判斷；控制模塊，分析各個系統之間的數據結果，對電控系統進行綜合性的指令調控。參數監(jiān)測系統主要的作用就是收集、監(jiān)控井下儀器參數，將收集到的數據參數輸送給其他系統，實現數據之間的相互交互、相互共享，為控壓鉆井技術提供重要的數據依托。電控系統的主要作用就是對決策分析系統傳輸來的數據參數進行接收，然后發(fā)出指令，實現鉆進、接單根、起下鉆等施工任務的順利完成。指令執(zhí)行系統的主要作用就是將電控系統中的控制信號轉變?yōu)橐簤盒盘?，實現對節(jié)流閥開度的有效控制，通過執(zhí)行指令對節(jié)流壓力進行調整。

3 控壓鉆井關鍵技術

控制隨鉆環(huán)空井底壓力是控壓鉆井中的關鍵技術，包括分析和研究回壓參數，實時動態(tài)監(jiān)測井底壓力，對鉆井液流速、井口回壓等根據實際情況隨時調整，同時還有實時監(jiān)控鉆井液的粘度和密度等參數。

3.1 地層壓力隨鉆檢測技術

隨鉆地層測試方法是控壓鉆井技術中比較常見的一種，是有效收集原始地層信息的重要措施。能夠對井底壓力進行有效的、精準的控制。決策的實施過程中，隨鉆地層壓力的測試還具有一定的后效性，我們需要根據每個系統傳輸數據的實際情況，對鉆井的壓力進行控制，保障其在標準的范圍之內。

3.2 隨鉆井底環(huán)空壓力測量

工作人員在進行鉆井施工過程中，需要控制鉆井產生的壓力，如果壓力出現變化，壓力值超出標準的范圍就會對施工人員的人身安全產生威脅。技術人員在鉆井施工前，一定要實地地考察周邊環(huán)境，選擇科學合理的鉆井技術，測量周邊壓力。隨鉆降低環(huán)空壓力技術是技術人員經常使用的檢測技術，將檢測的結果與實際測量的壓力進行對比，鉆井的壓力要小于10MPa，才能保障其安全穩(wěn)定，也有利于操作人員實時監(jiān)控井底狀況。

3.3 鉆井液連續(xù)循環(huán)裝置

鉆井液在單根鉆進完成后循環(huán)到停止為止，循環(huán)停止后對壓力控制調整，鉆井液在井內循環(huán)工作時，可以使用連續(xù)循環(huán)裝置實現不中斷鉆井，同時還能實現鉆桿的卸扣。目前鉆井液連續(xù)循環(huán)裝置的應用十分廣泛，尤其在一些復雜地形中保障鉆井安全。

3.4 井口回壓檢測與控制

井內的流動參數與井口回壓有著很大的影響，想要對節(jié)流系統進行科學合理的控制，就要了解和掌握井口回壓數據參數。我們通過監(jiān)測和分析井口回壓狀態(tài)，我們在控壓控制軟件系統的基礎上，研究出自動控制節(jié)流管匯，達到了自動控制的目的。

3.5 數據傳輸技術

數據傳輸技術在控壓鉆井技術中起到了十分重要的作用，只有掌握數據傳輸功能，才能實現對石油開采情況的實際了解，所以，控壓鉆井技術中數據傳輸技術是其不可或缺的重要組成部分。技術人員在鉆井施工之前，需要收集到傳輸技術提供的信息，才能分析油田地層下的情況，確定開采的危險系數；然后鉆井液脈沖傳輸通常在隨鉆測量時進行，目前在各大油田中，數據傳輸技術的應用范圍比較廣，但是該技術在使用的過程中也存在一定的問題，數據傳輸的準確性會受到電磁感應的影響，可能對數據信息產生誤差。隨著科技的不斷進步，數據傳輸技術也不斷的完善和創(chuàng)新，想要保障數據傳輸的準確性，就要將數據技術與電磁技術相結合，才能充分地發(fā)揮出控壓鉆井技術的優(yōu)勢，實現我國油田經濟效益的可持續(xù)增長。

4 結論

我國深井、超深井、水平井、欠平衡井等復雜結構井開發(fā)數量越來越多，遇到的地層也變得越來越復雜，對鉆井技術應用的要求也變得越來越嚴格。最近的幾年中我們對控壓鉆井技術的研發(fā)熱度越來越高，通過對井口回壓進行有效控制，保障井筒的壓力保持在地層孔隙壓力與破裂壓力之間，實現欠平衡鉆井施工?？貕恒@井技術有著縮短鉆井周期、提高機械鉆速、提升生產效率、保障安全性的優(yōu)勢，是解決復雜地層鉆井問題的有效措施，未來有著很大的發(fā)展空間。