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[摘 要]目前，能源紧张是全世界共同关注的问题，在各种能源中石油资源占有重要的地位，也是一个国家持续发展的重要保证。我国经过长时间的努力才有技术日趋成熟，开采复杂地层油气资源获得良好的成效。文中从控压钻井技术的原理及主要应用形式入手，介绍了控压钻井技术的主要组成部分。
[关键词]控压钻井技术 技术重点 控压原理
中图分类号：TE249. 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）05-0044-01
控压钻井技术具有生产成本低、操作简单、生产效率高等优点，成为开采复杂地层石油资源的主要技术。对深层次复杂地层进行钻探操作是，因孔隙与破裂压力之间的窗口较小，极易发生井漏、卡钻、大量有害气体泄漏等情况，不单单会延长钻井周期，也会引发一系列的环境、安全等问题。如何合理有效的控制钻进过程中的压力，能及时解决钻井作业过程中发生的不良情况。
一、简述控压钻井技术的的原理
控压钻井技术是指油气井进行钻井过程中，能够合理控制井筒压力剖面图，实现安全、有效的钻井效果。开展钻井作业时，在井筒内形成环空压力因素较多，例如：井口回压、压力波动、井筒液柱压力等。开展常规的钻井操作时，最主要的控制手段就是合理调节钻井液密度，但该系统并非权封闭性，因此，即使能够合理控制井底压力，但并无法保证其控压效果的连续性。控压钻井技术的工作原理如下：低密度钻井液处于循环状态下，确保其动态处在规范的密度窗范围之内。如果循环状态发生留置，会对井口位置添加适量的回压，在一定程度上确保钻井作业的安全。
二、控压钻井技术的主要应用形式
（一）HSE控压钻井技术
回流控制钻井简称为HSE控压钻井，该技术枝江健康、环保、安全作为设计目的，把钻井液返回钻台的技术。HSE控压钻井作为IADC所列出的众多控压钻井的一种形式，或许技术应用上存在一定的变化，该该技术与敞开式循环系统对比，一般出现危险必须停止钻进货影响开采操作时方可使用该技术。该技术可以为井眼提供合理的压力控制，操作起来比常规作业更加安全，降低钻台出现闪火花的危险，有效解决因井下压力不稳定引发的井涌情况。
（二）加压泥浆帽钻井技术（PMCD）
泥浆帽钻井技术是一种发展比较成熟的钻井工艺，PMCD又称作加压泥浆帽钻井是指钻井中因环空流体密度比较小可在进口施加某个正压，这是区别该技术与泥浆帽钻井技术的重点内容。进行钻井作业时，如果遇到大延伸裂缝会发生严重的又漏又喷的情况，使用堵漏技术实施处理，不单单浪费大量的时间，也在一定程度上浪费较多的堵漏材料，成功率较低，无法保证堵住的裂缝能够继续开展钻进操作。同时，如果钻入多层储层进入井筒油气量增大，井口压力过高无法控制，且不易对原油与钻井液实施分离。针对上述情况，研究者联想到即允许井漏但不允许井涌的方法。PMCD应用获得良好的成效，该技术工作时，高密度的泥浆通过环空注入，由钻杆注入适量的海水或者牺牲流体，所选用的牺牲流体密度不高，必须借助较高的钻进速度，牺牲流体与环空注入的泥浆相遇，逐渐形成泥浆与牺牲流体的截面，该界面之上的高密度泥浆被称作泥浆帽。PMCD技术在进行钻井、电测、起下钻等作业过程中，由环空不断注入高密度泥浆作为环空压井液，边漏边钻，从而将岩屑挤至漏失地层，有效平衡储层的压力。
（三）井底压力恒定技术
井底压力恒定技术缩写为CBHP，该技术主要用在在窄密度串口的钻井，因地层密度窗口比较小，时常出现漏失、停泵后溢流等情况，无法找到最合理的钻井液密度。井底压力恒定技术具有改变环空压力坡面的作用，从而有效解决上述问题。井底压力处于恒定状态下开展控压钻井作业，不管钻进、接单根、起钻等操作，均可处在恒定环空压力状态，如果破裂压力狭窄的地层或出现涌、漏的情况，可以合理控制压力。
三、控压钻井系统的主要组成部分
控压钻井系统主要包括指令系统、电控系统、监测系统、分析系统等部分组合而成。
（一）指令系统
指令系统由各种液压控制阀门、采集信号、管线与其它仪表等部分组成。指令系统中，电气控制系统的各种信号通过控制柜实施接收，电气控制系统发布的工作命令由电磁阀仅售，之后借助电路有关的工作信号转变为相对应的液压信号，从而有效降电信号转变为节流阀开度变量，达到合理控压的效果。
（二）分析系统
控压钻井技术的分析系统包括控制、计算、输入、逻辑判断等模块组成，其中控制模块与其它个系统数据实现通讯，并及时监控指令执行的情况。逻辑判断模块对钻井操作过程中各类参数及控压钻井执行情况展开科学、合理的分析。计算模块是指把预先输入的各项参数与钻井实时参照展开计算并对比，从而获得相关控压数据。输入模块开展钻井工作前，及时输入原始数据，主要数据有钻井数据、钻井机械数据等等。
（三）监测系统
实时监测系统能够及时采集、存储相关的数据，并具有发布实时警报、压力控制等一系列功能，软件和硬件系统是监测系统的主要组成部分，软件系统由DATAWork、DMS等部分组成。硬件部分包括钻井下部仪器、排量监测装置等组成。监测系统的主要功能展开在对钻井下各种参数展开监测和采集，并提供共享式的数据信息，为其他各个系统的工作提供相应的数据支持。
（四）电控系统
电控系统接收并处理分析系统发出的相关指令，发出其指令直至下位机，从而有效控制各类阀门。同时，电控系统能够实时监控阀门的状态及开度情况。电控系统的主要功能如下：接收并处理分析系统发出的各类信号，对下位机发布一系列指令，从而达到最佳的中转作用，对各类阀门状况及开度展开有效控制。采集对整个钻井操作中管道压力、回压泵压力、控制阀板状态等数据，并将采集的数据传输至监测系统。
结束语
总之，随着控压钻井技术的不断发展，其应用形式多种多样，实际使用控压钻井过程中，可以根据各个区块的具体情况，选择最佳的控压钻井技术，确保钻井性能有效实现，从而充分发挥控压钻井技术的多种优势。
参考文献
[1] 陈若铭，伊明，杨刚等.精细控压钻井系统[J].石油科技论坛，2013，32（3）：55-57，61.
[2] 蒋宏伟，周英操，赵庆等.控压钻井关键技术研究[J].石油矿场机械，2012，41（1）：1-5.
[3] 石林，杨雄文，周英操等.国产精细控压钻井装备在塔里木盆地的应用[J].天然气工业，2012，32（8）：6-10.
[4] 李宗清，燕修良，陈永明等.三参数自动控压钻井系统的研制与试验[J].石油钻探技术，2012，40（6）：99-103.
[关键词]控压钻井技术 技术重点 控压原理
中图分类号：TE249. 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）05-0044-01
控压钻井技术具有生产成本低、操作简单、生产效率高等优点，成为开采复杂地层石油资源的主要技术。对深层次复杂地层进行钻探操作是，因孔隙与破裂压力之间的窗口较小，极易发生井漏、卡钻、大量有害气体泄漏等情况，不单单会延长钻井周期，也会引发一系列的环境、安全等问题。如何合理有效的控制钻进过程中的压力，能及时解决钻井作业过程中发生的不良情况。
一、简述控压钻井技术的的原理
控压钻井技术是指油气井进行钻井过程中，能够合理控制井筒压力剖面图，实现安全、有效的钻井效果。开展钻井作业时，在井筒内形成环空压力因素较多，例如：井口回压、压力波动、井筒液柱压力等。开展常规的钻井操作时，最主要的控制手段就是合理调节钻井液密度，但该系统并非权封闭性，因此，即使能够合理控制井底压力，但并无法保证其控压效果的连续性。控压钻井技术的工作原理如下：低密度钻井液处于循环状态下，确保其动态处在规范的密度窗范围之内。如果循环状态发生留置，会对井口位置添加适量的回压，在一定程度上确保钻井作业的安全。
二、控压钻井技术的主要应用形式
（一）HSE控压钻井技术
回流控制钻井简称为HSE控压钻井，该技术枝江健康、环保、安全作为设计目的，把钻井液返回钻台的技术。HSE控压钻井作为IADC所列出的众多控压钻井的一种形式，或许技术应用上存在一定的变化，该该技术与敞开式循环系统对比，一般出现危险必须停止钻进货影响开采操作时方可使用该技术。该技术可以为井眼提供合理的压力控制，操作起来比常规作业更加安全，降低钻台出现闪火花的危险，有效解决因井下压力不稳定引发的井涌情况。
（二）加压泥浆帽钻井技术（PMCD）
泥浆帽钻井技术是一种发展比较成熟的钻井工艺，PMCD又称作加压泥浆帽钻井是指钻井中因环空流体密度比较小可在进口施加某个正压，这是区别该技术与泥浆帽钻井技术的重点内容。进行钻井作业时，如果遇到大延伸裂缝会发生严重的又漏又喷的情况，使用堵漏技术实施处理，不单单浪费大量的时间，也在一定程度上浪费较多的堵漏材料，成功率较低，无法保证堵住的裂缝能够继续开展钻进操作。同时，如果钻入多层储层进入井筒油气量增大，井口压力过高无法控制，且不易对原油与钻井液实施分离。针对上述情况，研究者联想到即允许井漏但不允许井涌的方法。PMCD应用获得良好的成效，该技术工作时，高密度的泥浆通过环空注入，由钻杆注入适量的海水或者牺牲流体，所选用的牺牲流体密度不高，必须借助较高的钻进速度，牺牲流体与环空注入的泥浆相遇，逐渐形成泥浆与牺牲流体的截面，该界面之上的高密度泥浆被称作泥浆帽。PMCD技术在进行钻井、电测、起下钻等作业过程中，由环空不断注入高密度泥浆作为环空压井液，边漏边钻，从而将岩屑挤至漏失地层，有效平衡储层的压力。
（三）井底压力恒定技术
井底压力恒定技术缩写为CBHP，该技术主要用在在窄密度串口的钻井，因地层密度窗口比较小，时常出现漏失、停泵后溢流等情况，无法找到最合理的钻井液密度。井底压力恒定技术具有改变环空压力坡面的作用，从而有效解决上述问题。井底压力处于恒定状态下开展控压钻井作业，不管钻进、接单根、起钻等操作，均可处在恒定环空压力状态，如果破裂压力狭窄的地层或出现涌、漏的情况，可以合理控制压力。
三、控压钻井系统的主要组成部分
控压钻井系统主要包括指令系统、电控系统、监测系统、分析系统等部分组合而成。
（一）指令系统
指令系统由各种液压控制阀门、采集信号、管线与其它仪表等部分组成。指令系统中，电气控制系统的各种信号通过控制柜实施接收，电气控制系统发布的工作命令由电磁阀仅售，之后借助电路有关的工作信号转变为相对应的液压信号，从而有效降电信号转变为节流阀开度变量，达到合理控压的效果。
（二）分析系统
控压钻井技术的分析系统包括控制、计算、输入、逻辑判断等模块组成，其中控制模块与其它个系统数据实现通讯，并及时监控指令执行的情况。逻辑判断模块对钻井操作过程中各类参数及控压钻井执行情况展开科学、合理的分析。计算模块是指把预先输入的各项参数与钻井实时参照展开计算并对比，从而获得相关控压数据。输入模块开展钻井工作前，及时输入原始数据，主要数据有钻井数据、钻井机械数据等等。
（三）监测系统
实时监测系统能够及时采集、存储相关的数据，并具有发布实时警报、压力控制等一系列功能，软件和硬件系统是监测系统的主要组成部分，软件系统由DATAWork、DMS等部分组成。硬件部分包括钻井下部仪器、排量监测装置等组成。监测系统的主要功能展开在对钻井下各种参数展开监测和采集，并提供共享式的数据信息，为其他各个系统的工作提供相应的数据支持。
（四）电控系统
电控系统接收并处理分析系统发出的相关指令，发出其指令直至下位机，从而有效控制各类阀门。同时，电控系统能够实时监控阀门的状态及开度情况。电控系统的主要功能如下：接收并处理分析系统发出的各类信号，对下位机发布一系列指令，从而达到最佳的中转作用，对各类阀门状况及开度展开有效控制。采集对整个钻井操作中管道压力、回压泵压力、控制阀板状态等数据，并将采集的数据传输至监测系统。
结束语
总之，随着控压钻井技术的不断发展，其应用形式多种多样，实际使用控压钻井过程中，可以根据各个区块的具体情况，选择最佳的控压钻井技术，确保钻井性能有效实现，从而充分发挥控压钻井技术的多种优势。
参考文献
[1] 陈若铭，伊明，杨刚等.精细控压钻井系统[J].石油科技论坛，2013，32（3）：55-57，61.
[2] 蒋宏伟，周英操，赵庆等.控压钻井关键技术研究[J].石油矿场机械，2012，41（1）：1-5.
[3] 石林，杨雄文，周英操等.国产精细控压钻井装备在塔里木盆地的应用[J].天然气工业，2012，32（8）：6-10.
[4] 李宗清，燕修良，陈永明等.三参数自动控压钻井系统的研制与试验[J].石油钻探技术，2012，40（6）：99-103.