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摘要：由于钻井技术的不断的革新，钻井的深度也是越来越深，因此井底的压力控制成为一大难题。本文主要通过对欠平衡压力钻井中井底压力如何控制进行具体的分析，从而可以找到有效控制的方法，为今后相同类型的压力钻井平台提供借鉴。
关键词：欠平衡压力钻井;井底压力;控制技术
引言：近年来，井喷井爆事故频繁出现，归根结底还是井内压力控制不当造成的。对于欠平衡压力钻井来说，保持钻井过程中的欠平衡状态是欠平衡压力钻井能够实现的前提条件。但是如果在钻井的过程中出现井底压力控制不当，就会造成过压或者漏压状态，就会打破原有的欠平衡状态，欠平衡压力钻井就无法实现，长此以往就会严重影响整体的地质勘探以及钻井工作的进行，甚至会发生一些不可预知的危险。对于如何控制欠平衡压力钻井井底压力，国内外的研究学者进行了很多的理论研究，比如在压力控制方面，已经研究出FWD技术来对欠平衡压力钻井井底压力进行测量，并且取得了良好的效果，但是在国内，由于钻井的成本较高，很多企业并没有足够的预算来引进这项技术，因此追求经济上的效益，导致这项技术现阶段还不能有效的推广。因此需要对现有的欠平衡压力钻井井底压力控制技术方法做一个具体的探讨，找到能够完整支持整个过程的技术，并且在成本允许的范围内，提高总体的效率。
1.欠平衡压力钻井引起井底压力波动的因素分析
1.1泵排量不变，泵压下降引起压力波动
这种情况发生是有一个前提条件的，在初次钻井时有时候会遇到油气层，导致油气层会形成一系列的油气柱，由于油气柱的气压是低于外界的气压的，会导致油气柱上升这样会带来一个问题会造成液柱的压力下降，这样会导致泵压的下降，总的井底的压力就会出现一个较为明显的波动，因此对于工程上来说比较难以监测井底压力的变化，很容易发生一些危险。
1.2钻柱的连接导致井底压力的变化
钻井设备在连接的过程中，需要往钻柱中注入气体，在这个过程中气相和液相的循环会中断，并且在很多情况下由于往钻柱中注入了气体导致钻柱中的气压与井底的压力以及外界的压力出现一个差值，这个差值就会导致产生一定的压差，产生压力的波动现象。这个波动在正常的范围内是完全可以接受的，但是需要往钻柱中注入气体的过程中要时刻的检测压力的变化以及波动的范围。这个检测的范围在一定的情况下比较难以实现，这也是欠平衡压力钻井井底压力控制的难题之一。
1.3非线性流动特性导致井底压力的波动变化
对于欠平衡压力钻井平台来说是由两相流控制的，由于在钻井的过程中受到泵的排量影响，气相的注入方式以及前文中提到的对钻柱注入气体等多方面的影响，会导致这些因素打破原有的一个稳定的平衡状态，并且由于这些气相的流动是无规则的，并不是线性的流动方式，因此把它们看成是非线性的流动特性，从而造成井底压力一直达不到一个稳定的状态，从而引起井底压力的不断波动变化。
2.欠平衡压力钻井井底压力控制技术研究
2.1欠平衡压力测量器的选择
目前市场上的欠平衡压力测量器大多数是依靠地下机器人配上传感器来进行测量，有时候无法精准的实现压力控制，容易造成数据上的传输误差等。本文选择的一款欠平衡压力测量器可以实现自动精准的对压力进行测量，在钻头的部位安装了传感器，不仅可以实时的回放数据，以免造成数据上的传输错误，还可以实时的检测钻头的温度。对于欠平衡压力控制来说，由于钻头在钻的过程中容易产生大量的热量，热量的变化也会引起压力的变化。
本文所选择的压力测量器主要是214螺浮型测量结构，安装位置是在钻头处，并且一般测量的位置是在距离井底0.75米的地方，但是由于钻头的特殊结构会导致无法精确测量到井底的压力，因此距离井底的0.75米可以代表着井底压力的测量。具体的测量原理是在测量的过程中压力测量器末端有减震装置，在钻井的过程中会受到震动波动的影响，在末端安装减震装置可以极大的增强测量的准确性。对于螺扶型的压力测量器来说，可以在距离井底很近的地方进行测量，可以跟井底的压力测量数值相似，对于短钻铤型的测量仪器来说误差较大一些，而螺扶型的压力测量装置反应时间较快，有一个明显的缺点是易磨损，但是在综合效率方面螺扶型也可以完全的胜任工作，因此选择螺扶型压力测量装置可以很好的应对欠平衡压力控制。
2.2欠平衡压力钻井压力控制方法
（1）环空注入法
环空注入法是一种可以很好保证井底压力稳定性的一个方法。主要应用在钻柱注入气体的过程中，用寄生管或者是同心管环空进行注射，这样注射的好处是可以保证空气的很好的流动，当外界的气压和内部的气压相差较大的时候就会排出一部分的气体，在这个过程中，钻柱在连接的过程中还有可以有效的保证气体的源源不断的注入，从而可以保证欠平衡压力处于一个比较稳定的状态，不至于因为气体的不断注入而导致井底压力与外界压力存在一个较大的差值而出现危险。而且由于注射空气的时候是环空的，还可以很好的隔绝液相，减少液相分离效应，保持环空中空气能量，减少井底压力的波动。
（2）立管注入法
立管注入法在一些大型欠平衡压力钻井平台中是经常用到的压力控制方法。主要作用是在下钻的过程中，通过立管的方式将气体注入井底，这样一个好处就是立管注入的过程中是可以和外界保持一定的空气流动，可以很好的减少由于外部压力与内部压力之间差值较大而引起较大的压力波动情况。此种方法需要的成本较高，但是安全性以及可靠性有了很大的提高。
对比这两种方法，环空注入法对于设备以及成本的要求较低，应用比较广泛，因此本文对于欠平衡压力钻井井底压力控制选择环空注入法。
结束语
综上所述，本文主要通过对欠平衡压力钻井井底压力控制中引起压力波动的因素进行具体的分析，然后通过选择压力测试器主要对井底的压力进行测试与控制，最后选择环空注入法实现对井底压力的精确控制。
参考文献：
[1] 周照明;欠平衡随钻气侵规律及运移模型研究[D];大庆石油学院;2017年
[2] 劉德昌;欠平衡压力钻井井控技术在也门KHA-1井的应用[J];中国石油和化工标准与质量;2016年09期
[3] 侯绪田;欠平衡钻井井底压力自动控制技术[J];石油钻探技术;2015年02期
关键词：欠平衡压力钻井;井底压力;控制技术
引言：近年来，井喷井爆事故频繁出现，归根结底还是井内压力控制不当造成的。对于欠平衡压力钻井来说，保持钻井过程中的欠平衡状态是欠平衡压力钻井能够实现的前提条件。但是如果在钻井的过程中出现井底压力控制不当，就会造成过压或者漏压状态，就会打破原有的欠平衡状态，欠平衡压力钻井就无法实现，长此以往就会严重影响整体的地质勘探以及钻井工作的进行，甚至会发生一些不可预知的危险。对于如何控制欠平衡压力钻井井底压力，国内外的研究学者进行了很多的理论研究，比如在压力控制方面，已经研究出FWD技术来对欠平衡压力钻井井底压力进行测量，并且取得了良好的效果，但是在国内，由于钻井的成本较高，很多企业并没有足够的预算来引进这项技术，因此追求经济上的效益，导致这项技术现阶段还不能有效的推广。因此需要对现有的欠平衡压力钻井井底压力控制技术方法做一个具体的探讨，找到能够完整支持整个过程的技术，并且在成本允许的范围内，提高总体的效率。
1.欠平衡压力钻井引起井底压力波动的因素分析
1.1泵排量不变，泵压下降引起压力波动
这种情况发生是有一个前提条件的，在初次钻井时有时候会遇到油气层，导致油气层会形成一系列的油气柱，由于油气柱的气压是低于外界的气压的，会导致油气柱上升这样会带来一个问题会造成液柱的压力下降，这样会导致泵压的下降，总的井底的压力就会出现一个较为明显的波动，因此对于工程上来说比较难以监测井底压力的变化，很容易发生一些危险。
1.2钻柱的连接导致井底压力的变化
钻井设备在连接的过程中，需要往钻柱中注入气体，在这个过程中气相和液相的循环会中断，并且在很多情况下由于往钻柱中注入了气体导致钻柱中的气压与井底的压力以及外界的压力出现一个差值，这个差值就会导致产生一定的压差，产生压力的波动现象。这个波动在正常的范围内是完全可以接受的，但是需要往钻柱中注入气体的过程中要时刻的检测压力的变化以及波动的范围。这个检测的范围在一定的情况下比较难以实现，这也是欠平衡压力钻井井底压力控制的难题之一。
1.3非线性流动特性导致井底压力的波动变化
对于欠平衡压力钻井平台来说是由两相流控制的，由于在钻井的过程中受到泵的排量影响，气相的注入方式以及前文中提到的对钻柱注入气体等多方面的影响，会导致这些因素打破原有的一个稳定的平衡状态，并且由于这些气相的流动是无规则的，并不是线性的流动方式，因此把它们看成是非线性的流动特性，从而造成井底压力一直达不到一个稳定的状态，从而引起井底压力的不断波动变化。
2.欠平衡压力钻井井底压力控制技术研究
2.1欠平衡压力测量器的选择
目前市场上的欠平衡压力测量器大多数是依靠地下机器人配上传感器来进行测量，有时候无法精准的实现压力控制，容易造成数据上的传输误差等。本文选择的一款欠平衡压力测量器可以实现自动精准的对压力进行测量，在钻头的部位安装了传感器，不仅可以实时的回放数据，以免造成数据上的传输错误，还可以实时的检测钻头的温度。对于欠平衡压力控制来说，由于钻头在钻的过程中容易产生大量的热量，热量的变化也会引起压力的变化。
本文所选择的压力测量器主要是214螺浮型测量结构，安装位置是在钻头处，并且一般测量的位置是在距离井底0.75米的地方，但是由于钻头的特殊结构会导致无法精确测量到井底的压力，因此距离井底的0.75米可以代表着井底压力的测量。具体的测量原理是在测量的过程中压力测量器末端有减震装置，在钻井的过程中会受到震动波动的影响，在末端安装减震装置可以极大的增强测量的准确性。对于螺扶型的压力测量器来说，可以在距离井底很近的地方进行测量，可以跟井底的压力测量数值相似，对于短钻铤型的测量仪器来说误差较大一些，而螺扶型的压力测量装置反应时间较快，有一个明显的缺点是易磨损，但是在综合效率方面螺扶型也可以完全的胜任工作，因此选择螺扶型压力测量装置可以很好的应对欠平衡压力控制。
2.2欠平衡压力钻井压力控制方法
（1）环空注入法
环空注入法是一种可以很好保证井底压力稳定性的一个方法。主要应用在钻柱注入气体的过程中，用寄生管或者是同心管环空进行注射，这样注射的好处是可以保证空气的很好的流动，当外界的气压和内部的气压相差较大的时候就会排出一部分的气体，在这个过程中，钻柱在连接的过程中还有可以有效的保证气体的源源不断的注入，从而可以保证欠平衡压力处于一个比较稳定的状态，不至于因为气体的不断注入而导致井底压力与外界压力存在一个较大的差值而出现危险。而且由于注射空气的时候是环空的，还可以很好的隔绝液相，减少液相分离效应，保持环空中空气能量，减少井底压力的波动。
（2）立管注入法
立管注入法在一些大型欠平衡压力钻井平台中是经常用到的压力控制方法。主要作用是在下钻的过程中，通过立管的方式将气体注入井底，这样一个好处就是立管注入的过程中是可以和外界保持一定的空气流动，可以很好的减少由于外部压力与内部压力之间差值较大而引起较大的压力波动情况。此种方法需要的成本较高，但是安全性以及可靠性有了很大的提高。
对比这两种方法，环空注入法对于设备以及成本的要求较低，应用比较广泛，因此本文对于欠平衡压力钻井井底压力控制选择环空注入法。
结束语
综上所述，本文主要通过对欠平衡压力钻井井底压力控制中引起压力波动的因素进行具体的分析，然后通过选择压力测试器主要对井底的压力进行测试与控制，最后选择环空注入法实现对井底压力的精确控制。
参考文献：
[1] 周照明;欠平衡随钻气侵规律及运移模型研究[D];大庆石油学院;2017年
[2] 劉德昌;欠平衡压力钻井井控技术在也门KHA-1井的应用[J];中国石油和化工标准与质量;2016年09期
[3] 侯绪田;欠平衡钻井井底压力自动控制技术[J];石油钻探技术;2015年02期