摘要：控制压力钻井(MPD)能够解决复杂地层窄压力窗口钻井复杂问题。总结了华北油田衡6井潜山地层钻井的主要难点,分析了现场井下情况,从压力控制和防止井漏等方面进行了控制压力钻井方案设计与参数优选,介绍了MPD钻井设备及施工流程。通过优化水力学参数、优选钻井液密度、及时根据现场井下情况修正钻井施工方案、选择合理的井口控制压力值等方法安全顺利完成了钻井施工任务,做到了不喷不漏,提高了钻井速度、钻井效率和效益。MPD技术对应对复杂地质条件钻井提供了一种新的钻井技术,在同类井的钻井施工作业中有重要的借鉴作用。

摘要：控制压力钻井(MPD)是已在国外得到应用的一种先进钻井技术,该技术能够解决复杂地层钻井中出现的复杂问题,提高钻井效率,降低钻井成本。介绍了MPD钻井技术的目标、优点和实现方法,加深了对MPD技术的特征及相关概念的理解,为研究和发展这一技术提供了理论基础。介绍了MPD技术的多种应用形式及其适用条件,为一口井设计与实施MPD技术的应用提供了可筛选的方案。MPD技术的应用需要配套的设备、监控系统和水力学程序相互配合才能完成,其中,配套的设备是应用MPD技术的首要条件。对MPD技术的相关设备进行了介绍,为MPD技术的应用提供了装备基础。

摘要：壳牌开发生产公司在墨西哥湾深水区Auger平台利用控制压力钻井(MPD)技术继续进行小井眼侧钻。运用动态环空压力控制(DAPC)系统成功钻出4个分支井眼,未出现环空漏失与井眼不稳定情况。MPD技术提高了钻井操作效率,可钻至之前无法钻达的目标储层。由于亏空引起破裂压力梯度减小,一些层段的钻进已不可能,但是运用MPD技术可以钻进这些地层且没有发生卡套管事故。最新的MPD井身设计通过减小静态泥浆密度至孔隙压力之下来控制钻井边界。在随后开展的MPD井的实施中井底压力偏差减小,目标地层压力窗口偏差为零。本文介绍了井设计和控制压力钻井设计,着重描述了4个MPD侧钻工程的工程改进和作业效果。

摘要：降低当量循环密度工具(ECDRT)可以解决由于摩阻损失引起的环空流体压力的增加,还可以通过降低流体静压头总和解决岩屑载荷问题。该工具在钻井方面有广泛的应用,包括深水区域狭窄的孔隙/破裂压力范围和对套管安装深度的影响;不稳定井眼;压力衰竭油气藏和延伸井。ECDRT样机最近在美国陆地基准站进行了测试。现场试验的目的是:①确定当量循环密度降低程度;②确立现场条件下的可靠性;③评定ECDRT的操作程序。钻222.25mm井眼,将ECDRT下入到244.48mm套管内,在1371.6m深度进行完井作业。地面和井底测试提供连续的实时显示,监测工具性能。现场试验证明ECDRT可以控制井底压力。该工具可减少10.2MPa的井底压力,等效于在1371.6m处减少了大约0.1g/cm3的当量循环密度。使用该工具没有降低钻井性能。整个钻井作业过程中返回的钻井泥浆和井眼清洁程度正常。该工具在处理30.48m/h钻速时产生的岩屑没有任何问题。井后分析表明,在确保工具寿命和性能稳定性方面,设计仍存在一些问题。但是已经证明在实际钻进条件下该工具可以控制环空压力。

摘要：现代控压钻井作业中,依靠自动节流管汇施加和控制井口回压,从而间接控制井底压力。但由于阀门的压力调节特性与阀门开度存在较大的非线性,常规节流管汇很难通过单个节流阀实现全开度范围内的精确调节。为了提高控制精度,利用节流阀工作的3个状态,建立了压力调节特性与流量调节特性的对应关系,进而建立了节流管汇的压力调节特性模型,并对压力调节精度及流量对压力调节特性的影响进行了分析。研究分析表明,现有节流阀压力调节特性呈现一定非线性;通过优化阀芯可以增大节流阀的有效工作区间,但不能完全消除超调区间;钻井液排量对节流阀的压力调节特性影响较大,设计节流管汇时应考虑排量问题。

摘要：旋转控制短节对控制压力钻井技术具有重要意义,但是当浮式钻井平台配备控制压力钻井装备后,会造成旋转控制短节内筒下放回收以及锁紧困难。鉴于此,设计了用于旋转控制短节的下放回收装置与液压锁紧机构,并且通过ABAQUS有限元分析软件完成强度校核。分析结果表明:通过特定的下放回收装置解决旋转控制短节内筒下放回收困难,能够减少钻井人员参与,提高钻井安全系数,并且下放回收装置中提升销与提升槽结构设计简单,操作方便,可靠性高。液压锁紧装置利用卡紧锁块与锁紧槽结构,提高了锁紧的可靠性,可以实现快速锁紧与拆卸,钻井人员可以通过反馈信号判断锁紧情况,保证钻井工艺过程的安全性。下放回收装置与液压锁紧装置的设计,减少了非钻井时间,提高了钻井效率,降低了钻井成本,可为控制压力钻井装备的发展提供一定的技术支持。

摘要：自动控制系统是控压钻井的核心技术,是控压钻井作业成功的关键。在控压钻井自动控制系统中引入了分级递阶智能控制的概念,将控制系统分为反馈控制、预测和监测控制和多目标优化控制3个层次,建立了分级智能控制的概念设计,并论证了多级控制策略的可靠性和工作特点;同时在参数预测与监测控制中引入了模型预测控制算法(MPC),结合实时数据测量、流动模型和控制回路的系统分析,提出了一种持续对井眼流动模型和钻井力学模型进行数据更新的方法,并给出了控压钻井井底压力实时模型预测控制的方法和流程。

摘要：油气钻探过程中常需通过节流阀将回压或返出流体流量控制在合理范围内,以此确保井控安全。现场使用中,常因节流阀上游没有固体颗粒过滤装置导致节流阀堵塞,而现场更换、清理节流阀工作费时费力。文中提出一种安装在节流阀之前的岩屑过滤装置以实现对返出流体中固相颗粒尺寸的控制,且过滤装置的滤芯可更换及在线清洗。

摘要：在控制压力钻井（MPD）、欠平衡钻井（UBD）、空气钻井中，减轻腐蚀是钻井成功的关键。在这些钻井过程中，大量的气体注入，降低了环形空间的静水压力。通常，注入的气体中包含有一些氧气，这些气体与一定量的钻井液或流体混合，一起在井下循环。因为氧气和水相环境，所以MPD-UBD-空气钻井操作时的腐蚀电位都很高。由于在钻井过程中，没有合适的缓蚀方法。腐蚀能够导致钻柱的灾难性事故，比工业上可接受的腐蚀率（〈2ib／ft^2／yr）还要高15倍或者更多。这些高的腐蚀率会导致操作上大量的问题，最终导致高的钻井成本和地层损害。本文讨论了一个成功的防腐蚀方案如何有效的设计、施工和监督，以减缓MPD-UBD-空气钻井操作时的腐蚀。本文进一步地强调了一种方法：利用保护膜技术作为机械的手段，减少氧气在气体介质中的浓度；同时使用化学缓蚀剂来改变钻井液的环境。通过使用这些方法，钻井过程中的腐蚀率能够控制在令人满意的水平上。讨论的其它领域包括：保护膜技术、根据腐蚀控制钻井液的化学性质、MPD-UBD-空气钻井操作过程中腐蚀发生的类型。实验室数据将提供各种化学方法控制腐蚀的发展和限制的证明。最后，将提出一个从操作性上考虑的有效的腐蚀控制方案。

摘要：为适应在各种地理、地质条件下钻井,国外研制了许多新型钻井设备。采用这些新设备可提高钻井速度,降低钻井成本,经济效果显著。总结出空气钻井设备、控制压力钻井设备、套管钻井设备、钻柱自动化排放系统等4种主要新型钻井设备的最近技术进展和现状。指出世界石油钻井设备的发展趋势:钻井设备品种更趋向多样化、系列化;通过新材料应用、液压驱动、自动控制和人工智能等先进技术的交叉结合,并随着计算机、通讯和网络技术的广泛应用,钻井设备的机械化、自动化、智能化发展显示出更大的优越性;新型钻井设备特别注重HSE(健康、安全、环保)方面的考虑,最大程度地采用遥控设备,通过钻井设备的自动化设计,尽量避免人工作业。对我国石油技术设备的发展提出建议,特别强调把我国石油钻井设备作为石油战略装备来对待,抓紧重点钻井设备的研发,加强生产厂家与高等院校、科研院所等单位的合作,建立开放型的技术合作体系。