經(jīng)驗表明，采用浮動鉆井平臺在深水及不可預(yù)知的壓力體系中進行鉆井時，其遇到的井控問題已遠超傳統(tǒng)井控理論。傳統(tǒng)概念采用一系列冗長名詞（如大型井涌、卡鉆和立管氣）來定義風(fēng)險，以及這些風(fēng)險對安全生產(chǎn)、非生產(chǎn)時間和項目成本的影響。

在井口施加背壓的控壓鉆井（ASBPMPD），可用于強化常規(guī)深水井井控措施，解決了上述限制。這種方法采用一種封閉的循環(huán)系統(tǒng)，能夠動態(tài)并快速地控制井筒壓力，其使用可以說是重新定義了初級井控保障措施。這種方法的實施有利地解決了許多傳統(tǒng)的井控限制，具備許多新功能，例如快速井涌檢測和響應(yīng)，能夠安全地將溢流循環(huán)出井筒和立管。

敞開&封閉系統(tǒng)案例 

在常規(guī)的井控中，一旦鉆井人員確認發(fā)現(xiàn)溢流，水下防噴器（SSBOP）會被立刻關(guān)閉。這是已在標準鉆井作業(yè)中經(jīng)過驗證了的應(yīng)對措施，但是當(dāng)面對深水環(huán)境時，其執(zhí)行速度滿、作業(yè)不精確以及機械限制等缺陷，則徹底失去了“遮羞布”。

采用常規(guī)井控方法的流程，往往會造成時間效率低下，并導(dǎo)致井底壓力明顯降低，進而造成井底壓力進一步欠平衡，增加溢流量。 

靜態(tài)溢流檢查則需要花費大量時間，并且相關(guān)風(fēng)險將有所增加。另外，靜態(tài)溢流檢查只是確保井筒安全的前期工作，最終需要通過關(guān)閉SSBOP阻止溢流。SSBOP關(guān)閉后，會出現(xiàn)其他問題。隨著巖屑的沉降，可能造成卡鉆事件，進而耗費大量資金和時間，而且通過小內(nèi)徑（ID）節(jié)流管線循環(huán)相當(dāng)于給井筒打背壓，導(dǎo)致井漏。此外，如果溢流量大到超過井涌余量值，關(guān)閉SSBOP將無法阻止溢流。在這種情況下，暴露的脆弱地層會發(fā)生破裂，使油氣持續(xù)將鉆井液頂替出井筒。在已關(guān)閉的SSBOP上方，隨著油基或合成基泥漿體系中的油氣溢流從溶液中析出，形成的立管氣也是一種井控威脅（圖1）。

圖1.常規(guī)井控措施可能會導(dǎo)致BHP明顯下降，并且在井筒安全前增加溢流量。 

立管氣僅僅是深水作業(yè)過程中的一種井控威脅，隨著水深的增加，立管的長度和靜水壓力都會增加。在這種情況下，如果井筒中含有油基或合成基泥漿，在被循環(huán)出井前，來自地層深度處的油氣溢流不會從溶液中溢出，它們位于SSBOP之上而且無法被檢測到。最差的結(jié)果是，立管卸載后，在幾乎沒有任何預(yù)兆的情況下，泥漿和氣體經(jīng)鉆臺轉(zhuǎn)盤噴出。如果情況不嚴重，分流封隔器會及時關(guān)閉，將泥漿導(dǎo)出至平臺外，但這還是有可能會造成環(huán)境事件。

MPD系統(tǒng) 

ASBP-MPD設(shè)備和工藝通過快速、精確控制井筒壓力，強化了初級井控措施，解決了傳統(tǒng)井控限制，這主要通過整合各種系統(tǒng)實現(xiàn)，包括鉆井節(jié)流管匯、流入流出量測量裝置、連續(xù)密封的井筒和立管，以及鉆機系統(tǒng)（圖2）。

圖2. ASBP-MPD系統(tǒng)屬于初級井控的一部分，目前定義為反映采用封閉系統(tǒng)動態(tài)控制壓力的能力。 

在這套封閉系統(tǒng)中，水下MPD立管密封系統(tǒng)或MPD立管環(huán)形防噴器通過一個水下流動短節(jié)和泥漿回流軟管將流體導(dǎo)向頂部MPD設(shè)備。平臺上的分配管匯則將立管流體導(dǎo)向MPD管匯，后者由鉆井節(jié)流管匯和科氏流量計組成。回流的泥漿通過專用的MPD泥漿氣體分離器或鉆機的泥漿氣體分離器處理，最終被輸送到振動篩。安裝在鉆機泵上游的科氏流量計測量進入井筒流體的排量和密度。

MPD立管密封系統(tǒng)的一種形式是主動控制裝置，其在鉆桿與井眼間形成密封以建立一個封閉系統(tǒng)，并將立管流體引向地面MPD管匯。封閉系統(tǒng)可以動態(tài)調(diào)節(jié)井筒壓力，精確測量流體排量，更安全地進行泥漿和氣體分離。

AFGlobal的主動控制設(shè)備沒有旋轉(zhuǎn)部件，它可以對雙球形BOP封隔器充能以關(guān)閉雙密封元件總成，形成井筒密封。當(dāng)密封元件磨損時，環(huán)形封隔器上的液壓關(guān)閉壓力會主動調(diào)節(jié)以保證井眼密封的完整性。主動控制設(shè)備還能夠根據(jù)工況對密封元件進行監(jiān)測。

在常規(guī)更換磨損的密封元件總成時，需采用MPD立管環(huán)形防噴器控制井筒壓力。關(guān)閉環(huán)形防噴器可繼續(xù)將流體導(dǎo)向頂部MPD設(shè)備。安裝在MPD環(huán)形防噴器和MPD密封系統(tǒng)下方的流動短節(jié)為回流的鉆井液提供了冗余的流動通路。分配管匯將回流液體引導(dǎo)至MPD管匯。它還提供過壓保護，可實現(xiàn)泥漿帽鉆井技術(shù)，并為乙二醇/甲醇注入提供配套接頭。

MPD管匯能夠控制壓力并測量井內(nèi)的流量。借助算法和水力建模軟件，可采用節(jié)流管匯保持恒定的井筒壓力。安裝在每個泥漿泵上游的科氏流量計可以準確監(jiān)測井內(nèi)的流量和密度。這些數(shù)據(jù)用于快速確定出口流量或密度的變化是由鉆機作業(yè)活動還是井涌引起的。

較小的氣侵可以使用專用的MPD泥漿氣體分離器或鉆機的井控分離器處理。必須進行FEED研究，以在設(shè)備極限范圍內(nèi)評估和規(guī)劃MPD作業(yè)。返出的鉆井液流經(jīng)MPD立管流動短節(jié)和頂部分配管匯之間的大排量軟管。軟管內(nèi)徑較大可以滿足多相液流，目的是減少摩擦壓力損失。

深水優(yōu)勢 

ASBP-MPD系統(tǒng)主要的深水優(yōu)勢是能夠準確、及時地探測到井涌，并作出快速的溢流響應(yīng)，從而盡可能控制溢流量，且可以實現(xiàn)在不關(guān)閉SSBOP的情況下循環(huán)出溢流。

溢流被控制后可采用初級井控措施將其安全循環(huán)出井，而不必過早地采用二級井控措施。因此，通過大排量循環(huán)并旋轉(zhuǎn)和上下活動鉆柱，將溢流循環(huán)出井，避免了過多的節(jié)流管線摩擦損失，降低了卡鉆風(fēng)險，同時通過減少SSBOP不必要的使用，減小了其磨損量。

此外，井涌檢測和響應(yīng)非�？焖俣鴾蚀_。檢測到的溢流量精確到加侖，而不是桶，而且可信度足夠高無需進行靜態(tài)溢流檢查。一旦檢測到溢流，相比于耗時的常規(guī)井控措施，可立即在井口施加背壓。立管已經(jīng)密封，可以防止出現(xiàn)立管突然卸載事件。

通過精確測量封閉系統(tǒng)的流入量和流出量，可以實現(xiàn)快速精確檢測井涌�？剖狭髁坑嫷氖褂靡约蔼毩�測得的流出量數(shù)據(jù)（不受船舶升沉影響），有助于減小井涌量和對靜態(tài)溢流檢查的依賴。獨立流出量數(shù)據(jù)通過定位立管伸縮短節(jié)下方的MPD立管密封獲得。安裝在鉆井泵上游和下游的流量計可以直接測量流體排量和密度，從而實現(xiàn)質(zhì)量平衡控制。

對于MPD密封系統(tǒng)不工作的井眼部分，則可使用立管環(huán)形防噴器強化井控管理。 

井涌檢測采用常規(guī)方法，立管環(huán)形防噴器被關(guān)閉后，通過頂部的MPD設(shè)備來控制溢流并將其循環(huán)出井，而不必采用二級井控措施。這樣有利于減小過多的節(jié)流管線摩擦損失，降低卡鉆風(fēng)險，并且可直接處理立管內(nèi)的小規(guī)模氣侵，無需將其導(dǎo)出船外。當(dāng)然，防止立管突然大規(guī)模卸載事件的最安全方法還是在鉆井過程中使用MPD立管密封系統(tǒng)，以提供連續(xù)的密封。

應(yīng)該注意的是，任何使用MPD系統(tǒng)對溢流的管理都必須在設(shè)備的設(shè)計和操作極限范圍內(nèi)實現(xiàn)。這些極限參數(shù)應(yīng)當(dāng)根據(jù)每個尺寸的井眼所遇到的最糟糕工況進行升級更新。如果在某些情況下作業(yè)參數(shù)超過了設(shè)備的極限參數(shù)，與以往一樣，操作人員需要利用二級井控措施進行相應(yīng)的處理，同時還需制定一份高度結(jié)構(gòu)化的溝通方案，以確保作業(yè)在初級、二級井控間的平滑過渡。

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