井底控制压力设计.docx

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井底控制压力设计

西南石油大学应用技术学院

毕业设计（论文）开题报告

毕业设计题目：

控压钻井技术调研分析

学生姓名：

何超学号：

0915020111

专业：

钻井技术2009级

指导教师：

　　　　　职　　称：

2012年2月29日

开题报告填写要求

1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。

此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；

2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按实训科统一设计的电子文档标准格式（可从学院网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；

3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于5篇（不包括辞典、手册）；

4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。

如“2010年12月16日”或“2010-12-16”。

毕业设计（论文）开题报告

1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，

每人撰写1000字左右的文献综述：

文献综述

1:

MPD概念与特点

控压钻井实际上是介于欠平衡钻井与近平衡钻井之间的一种钻井新技术（图1）。

IADC（国际钻井承包商协会）对MPD的定义如下：

MPD是一种自适应的钻井过程，可以精确地控制整个井眼的环空压力剖面，其目的在于确定井底压力窗口，从而控制环空液压剖面[1,2]。

该技术具有以下几个特点。

（1）MPD属于过平衡钻井，通过控制钻井液密度、环空压耗和套压，使井底压力几乎保持恒定且稍高于地层压力，因此不会诱导地层流体侵入。

（2）钻井液密度低于常规钻井，避免超出地层破裂压力梯度。

（3）使用封闭、承压的钻井液循环系统或欠平衡钻井装备，控制钻井作业中可能出现的任何侵入井眼的流体。

2：

MPD的研究现状及发展趋势

欠平衡作业协会的MPD子协会将MPD技术划分为以下两类。

（1）“被动型”MPD（ReactiveMPD）被动型控制压力钻井是在采用常规套管程序和钻井液程序钻。

井时，配备旋转控制装置、节流管汇、钻具浮阀等设备来提高安全性和钻遇意外压力时（如孔隙压力或破裂压力高于或低于预计值）的施工效率。

目前在陆地施工的控制压力钻井大多采用被动型。

（2）“主动型”MPD（ProactiveMPD）。

主动型控压钻井是在钻井设计时就充分考虑精确控制井下环空压力在套管程序、钻井液程序和裸眼段施工等方面可能带来的好处，施工时井下压力完全按照设计曲线进行，包括接单根时依靠增加井口回压控制井下压力。

主动型方式可以为钻井作业带来更多的好处，如用较少的套管钻更深的井、较少的非生产作业时间、钻达目的井深时较少的钻井液密度变化，更强的井控能力等。

3：

MPD的关键技术

采用闭合、承压的钻井液循环系统。

封闭的循环系统与必要的MPD设备相连接，能够将地面回压施加于井眼。

从而控制地层的异常高压，无须进行常规的钻井液加重即可完成钻井作业。

MPD的本质就是应用合、承压的钻井液循环系统继续钻进。

旋转控制装置（RCD）、节流装置、钻柱浮阀以及其他已开发并主要用于欠平衡钻井作业的专用设备对MPD技术具有独特的作用。

RCD将返出的钻井液导入节流管汇，从而在地面控制环空回压，使井底压力精确地保持在一定范围内，避免发生井喷。

其他必要设备还包括合适的液气分离器、燃烧管线等。

MPD还需要一套合理的流体力学计算与设计分析环空压力的影响因素、计算当量循环密度（ECD）良好的水力计算模拟软件必不可少。

如果采用随钻压力测量（PWD）效果更好。

井口回压控制。

控压钻井可以采用手动节流控制，但其控制精度低。

4：

MPD技术的展望

在窄密度窗口地层，尤其是在火成岩、碳酸盐岩、断层、不整合、破碎带、推覆构造、异常高压和低压等地层，存在失返性井漏或漏喷并存复杂问题，控压钻井大有用武之地。

控压钻井除了解决钻井复杂问题、减少非生产时间以外还具有提高机械钻速、改善井控能力、加深套管下深、以足够大的井眼钻达目的层等优点。

目前，我国对该技术的了解还不够深入，随着油气勘探难度的增加井下复杂情况增多，钻井费用剧增，人们将越来越深入地认识并理解MPD技术，应用这一先进的井控设备和方法实现钻井技术最优化，解决石油工业最困难、最昂贵的井下难题，达到降低钻井成本、提高钻井经济效益的目的

《空压钻井技术》刘绘新西南石油大学

《控压钻进技术研究与应用新进展》黄兵石晓兵李枝林胥志雄苗娟

《微流量控压钻进技术研究现状》史玉胜何世明林文秀唐宏发汤明

《空压钻井技术探讨与展望》周英操崔猛查永进

《钻井技术新展望》谢力摘自worldoil.2002.NO.10.P.17

毕业设计（论文）开题报告

２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

控压钻井技术（MPD）是一种自适应的钻井工艺，可以精确控制全井筒的压力剖面。

确保钻井过程中不漏，不喷的状态，即井眼始终处在安全密度窗口内。

目前，控压钻进分为两大类;主动控压钻进和被动控压钻进。

严格来讲，所有的井都需要压力控制，都需要控压钻井，需要利用控压钻井中的井筒流体压力来平衡地层压力，有效控制地层流体侵入井筒，减少井涌、井漏等钻井复杂情况，是当前解决窄密度窗口钻井难题和提高钻井时效的有效手段。

由于控压钻进的诸多优点以及其功效，使得国内外各大石油公司都对其进行了研究，但是控压钻进技术却又是很多个系统组合在一起的，其与欠平衡钻井技术相辅相成，又与气体钻井技术密切相关，同时还涉及流体力学性能以及钻井液等多门学科。

因此，其对技术的高要求性和高昂的费用同时也是制约其发展的一个瓶颈。

近年来，与控压钻进技术更进一步的提出来的是：

精细控压技术，是对控压钻井的更进一步加强，但其同样受制于多重因素制约其发展。

我个人认为要解掌握好控压钻井技术的要诀，就必须先知道其缺点，从而针对改进。

在此，我觉得制约其发展的有:

1：

设备技术的更新换代与改进。

2：

搞好地层地质数据的设计，为精细控压提供准确的数据支持。

3：

对精细控压从业人员的专业化培训和管理。

在接下来的这份设计中，我将从以下几个方面来研究这几个问题。

1:

通过查阅资料，了解当前国内外的控压钻井技术状况，存在的问题与不足，以及其发展状况。

2:

对各个控压钻井的案例进行分析与研究，了解压力控制与地层地址数据的关系，在对比中去发现准确的地址数据对控压钻进的影响。

3:

调研目前国内外的控压从业人员的专业水平和技能掌握情况，对比去发现专业的控压人员的对控压的影响。

毕业设计（论文）开题报告

指导教师意见：

1．对“文献综述”的评语：

2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：

指导教师：

年月日

所在专业审查意见：

专业负责人：

年月日

控压钻井技术调研分析

摘要

所有的现代油气井钻井技术均包含控压钻井技术，明确这一概念，对组织实施和研究发展这一技术至关重要。

指出控压钻井技术的应用范围应包括过平衡钻井、近平衡钻井、欠平衡钻井、精细控压钻井及自动（闭环）控压钻井。

其中精细控压钻井技术是指在钻井过程中，能够精确控制井筒环空压力剖面、有效实现安全钻井的钻井技术。

对不同控压钻井方式的定义分别进行了明确的阐述，分析了控压钻井技术的现状。

控压钻井技术是一种用于精确控制整个井筒环空压力剖面的自适应钻井程序,其目的是确保井底压力环境极限和控制环空水力压力剖面的一致性。

控压钻井技术在解决地层压力衰减、窄密度窗口、高温高压等复杂油气藏钻井工程问题方面显示出极大的优越性。

从用途出发，对控压钻井技术下步发展方向提出了建议，并指出未来控压钻井技术发展的目标是在钻井过程中，能够自动随钻监测环空压力剖面，反馈至地面后能自动调整流量和回压等控制参数，实现环空压力的闭环监测与控制。

关键字：

压力控制压力平衡过平衡泥浆滤失窄密度窗口

旋转装置动态环空压力控制储层保护增压泥浆帽钻井

目录

第一章前言9

1.1控压钻井技术10

1.2选题的背景和意义10

1.2.1　选题的背景11

1.2.2选题的意义11

1.3论文研究的方法11

第二章控压钻井技术应用现状………………………………………………….12

2.1目前控压钻井的研究现状和应用水平………………………………………12

2.1.1　国外研究现状综述12

2.1.2国内研究现状综述12

2.1.3我国控压钻井所取得的成就13

2.2控压钻井技术的分类………………………………………………………...14

2.3控压钻井技术现状分析14

第三章控压钻井技术的工艺流程以及技术优势………………15

3.1控压钻井技术的主要工艺技术15

3.2控压钻井技术的分级16

3.3控压钻井技术的设备16

3.3.1控压钻井技术系统的组成17

3.4控压钻井技术的技术特征及流程18

3.4.1控压钻井技术优点的主要表现18

3.4.2控压钻井技术的变量控制18

3.4.3控压钻井技术的技术流程19

3.5控压钻井的技术组合19

第四章控压钻井技术研究与应用新进展22

4.1控压钻井技术优势22

4.2控压钻井技术研究成果22

4.3控压钻井技术的难题23

4.4控压钻进难题的解决对策24

4.5国内外窄窗口技术现状及解决对策24

4.6认识控压钻井技术发展与展望25

第五章结论26

参考文献27

第一章前言

在火成岩、碳酸盐岩、断层、不整合、破碎带、推覆构造、异常高压和低压等地层的钻井过程中，存在钻井液失返、井漏漏喷等问题，控压钻井是解决此类问题的有效手段。

控压钻井技术（MPD）是20世纪90年代在欠平衡钻井技术（UBD）基础上发展起来的一项钻井新技术。

由于MPD能够有效地解决“窄密度窗口”引起的漏、喷、卡、塌等钻井安全问题，从而减少非生产时间（NPT），降低了钻井成本，所以2004年一经提出便引起了世界钻井行业的广泛关注。

控压钻井技术（以下简称MPD）是近年来发展起来的一项解决复杂钻井问题的重要技术。

控压钻井技术被评为2007年度国外石油科技十大进展技术之一，连续管控压钻井技术（以下简称CT-MPD）作为连续管钻井技术的重要组成部分被评为2008年度国外石油科技十大进展技术之一。

控压钻井实际上是介于欠平衡钻井与近平衡钻井之间的一种钻井新技术。

IADC（国际钻井承包商协会）对MPD的定义如下：

MPD是一种自适应的钻井过程，可以精确地控制整个井眼的环空压力剖面，其目的在于确定井底压力窗口，从而控制环空液压剖面，该技术具有以下几个特点。

（1）MPD属于过平衡钻井，通过控制钻井液密度、环空压耗和套压，使井底压力几乎保持恒定且稍高于地层压力，因此不会诱导地层流体侵入。

（2）钻井液密度低于常规钻井，避免超出地层破裂压力梯度。

（3）使用封闭、承压的钻井液循环系统或欠平衡钻井装备，控制钻井作业中可能出现的任何侵入井眼的流体。

1.1控压钻井技术

因为在日益复杂的钻井情况下，属于压力敏感储层，硫化氢分布不均匀的情况越来越多，因此应用控压钻井技术越来越重要。

控压钻井技主