控压钻井技术可以有效地将井底压力控制在一定范围内,减少井喷、井漏、卡钻等钻井事故。控压的工作原理是基于井底压力为静液柱压力、环空压耗、井口回压之和,体现为一个静态的控制模型。然而在回压阀调节过程及防喷器关闭过程均会产生一定幅度的具有波动传播特性的瞬态压力,该压力沿井筒的传播过程中会对环空压力产生一定影响。防喷器作为特殊的井控部件,其关闭过程产生的瞬态压力影响一直困扰着工程研究人员选择合适的关井方式,前人基于水击理论进行的相关研究无法得出确切的理论分析结果。超临界二氧化碳流体对压力变化非常敏感,快速开阀产生的井筒负压变化可能会引起其相态改变,甚至会产生二氧化碳流体的局部气化,这些都可能会对井筒的压力控制产生影响。本文基于非稳定理论的流体惯性压力分析建立的瞬态压力数学模型,研究了钻井液流量、密度、黏度等流体参数及节流阀阀孔参数、阀板或阀芯运动速度等流体运动的控制体参数对瞬态压力的影响。理论研究与CFD仿真分析表明,阀孔产生的瞬态压力与流体惯性压力的变化规律基本一致;钻井液流量及阀板或阀芯运动速度会对瞬态压力产生一定影响。该数学模型对于井控中回压阀调节过程及防喷器关闭过程产生的瞬态压力研究具有一定的理论指导作用。采用瞬态压力数学模型研究了防喷器关闭过程产生的瞬态压力变化,理论研究和CFD仿真表明,硬关井时防喷器产生的瞬态压力仅为通过水击方程计算值的十几分之一,说明瞬态压力对井筒的影响作用有限,因此在溢流发生时可采取快速关井抑制进一步的井涌。研究分析还表明,即使发生较严重气侵使环空钻井液为高流速的气液段塞流,硬关井方式下瞬态压力也不会对环空或井底压力产生实质性影响。研究表明,超临界二氧化碳流体通过环空到达井口时,由于压力的降低其相态已接近于气态,密度大约为超临界状态下的六分之一,在井口回压调节过程中其产生的瞬态压力较小。且由于气态二氧化碳的体积弹性模量较低,瞬态压力在井筒中传播时的衰减极大,因此其对井筒压力的影响可以忽略。