由于井漏失返事故处理工艺过程复杂,不仅会造成钻井周期延长,钻井费用增加,而且处理过程中易引起井塌、井喷等一系列钻井事故和复杂情况,甚至导致井眼报废。因此,自钻井工程技术发展以来,国内外专家学者一直致力于如何预防和处理井漏失返事故的研究。目前,对于大漏失地层甚至井筒不能建立循环的失返地层,需要采取专门的泥浆帽控制压力技术进行解决。国外服务公司在泥浆帽控制压力钻井技术的研究与应用一直走在前列,在2013年的应用实例中,已经将泥浆帽控压钻井技术与Early KickDetection技术结合起来并成功应用于高压漏失储层。然而,国内在这方面的技术发展尚未成熟,只有零星的常规泥浆帽控压钻井作业(吊灌技术、井下液位检测仪结合使用),仍处于探索发展阶段。为此国家油气重大科技攻关项目21课题6(合同编号：2011ZX05021-006)立专题开展如何处理井下复杂事故进行研究。本文作为该专题研究内容的一部分,通过调研国内外泥浆帽控压钻井技术发展状况,研究得出泥浆帽控压钻井技术工艺原理、工艺流程以及配套设备,提出了解决泥浆帽控压钻井技术牺牲液排量及性能优化设计问题的设计方法,提出了解决泥浆帽控压钻井技术的环空泥浆帽注入速度及需求体积问题的设计方法,为泥浆帽控压钻井技术工程设计及施工提供参考,同时有助于泥浆帽控压钻井技术的安全应用及推广。本文提出的泥浆帽控压钻井技术牺牲液性能及排量优化设计方法：在一定的牺牲液流变性性能变化范围内,针对某一井深处,其所需的最小携岩排量会随着流变性的变化而变化,同时满足水力参数的排量也会随着流变性的变化而变化,在钻进的某一井段内,通过对比分析可以得出牺牲液的最优排量及所对应的性能。本文提出的加压泥浆帽控压钻井技术泥浆帽注入速度设计方法：充分考虑泥浆帽由于气侵造成的污染段体积,通过两相流理论计算环空泥浆帽遭受气侵后回压值变化到达限定值时得到气体侵入高度、污染段泥浆帽体积、气侵持续时间,根据机械钻速折算得到泥浆帽应该注入的速度,进而得到持续钻完设计段所需泥浆帽总体积。结合本文理论研究,利用Visual Studio2010平台及SQL SERVER技术开发了一套泥浆帽控压钻井工程设计系统。该系统旨在解决泥浆帽控压钻井技术在牺牲液排量优化设计及环空泥浆帽注入速度所遇到的问题,同时能够进行井基本数据管理、漏层位置及压力计算、环空泥浆帽高度设计及清扫液注入体积计算。利用软件对四川北部的AA井和BB井进行了泥浆帽控压钻井模拟设计,设计有助于指导现场施工作业。