一、欠平衡钻井节流压力控制技术（论文文献综述）
屈俊波[1]（2019）在《井底恒压法控压钻井波动压力计算与气侵控制研究》文中研究说明随着社会经济的不断发展,目前易开采地区的油气产量已不能满足人们对油气资源越来越大的需求。而在加大对油气勘探开发力度的过程中,深部、复杂地区的钻井作业日益增多,在勘探开发这些深部、复杂地层时,常常面临“安全压力窗口”狭窄的难题,导致非生产作业时间显着增加,极易发生井涌、漏失失返并引起严重的井喷事故。井底恒压法控压钻井作为一种较先进的钻井技术,能有效解决“窄安全压力窗口”的难题,气侵的预防和气侵的控制是控压钻井的核心问题。起下钻过程产生的波动压力已经成为导致井筒气侵的的一大重要因素,建立精确的起下钻波动压力预测模型,为“窄安全压力窗口”地层的最大的安全起下钻速度确定提供科学依据,这对积极预防溢流,最大程度降低溢流发生的概率都具有重要意义。精确的井筒水力学模型和压力计算是实现井筒压力精确控制的前提,是实现安全高效钻进的核心科学问题。控压钻井井筒压力控制的重点和难点主要集中在起下钻过程稳态和瞬态波动压力的准确计算,气侵之后井筒参数演变规律,以及井口回压的精细控制等方面,为此,本文针对这些问题展开详细研究。首先,本文以同心环空流体微元为研究对象,建立了动量方程,根据赫巴流体本构关系和流量相等关系,求解得到了环空流速分布和稳态波动压力梯度表达式。针对各种环空内外径比和偏心度,提出了一种以有限体积法为基础的偏心环空稳态波动压力预测模型,采用双极坐标系,将偏心环空不规则计算域共形映射到规则的矩形计算域,有效地克服了窄槽近似模型必须在内外径比率大于0.4才适用的缺陷,前人试验数据验证了模型的准确性。分析了影响环空速度和稳态波动压力的大小的各种因素,得出了结论:稳态波动压力随着钻具运动速度、环空内外径比率的增加而增大,与钻井液的屈服值和稠度系数成近似线性关系,与流性指数成指数关系。偏心度影响环空流量和速度分布的均匀性,较大偏心度可能出现滞留区域。以瞬变流方程为基础,考虑了附加动态摩阻项的影响,建立了新的瞬态波动压力预测模型方程,并采用Roe算法对方程组进行了求解。利用前人的现场测量数据,对预测模型进行了验证。分析了井筒几何参数、钻井液流变参数、钻具运动参数对瞬态波动压力峰值的影响规律,得出了结论:钻井液密度、井筒综合弹性模量、钻具运动的加速度的对瞬态波动压力的影响较小,钻具运动速度对瞬态波动压力的影响较大。偏心度对瞬态波动压力的影响程度小于稳态波动压力。基于环空微元体的连续性方程和动量方程,建立了气侵井筒多相流动方程,推导得到双流体模型方程和漂移流模型方程,比较了两种模型的差异,指出了各种的适用范围。基于双流体模型,考虑了虚拟质量力的影响,得到了压力波在气液两相流中的传播速度方程,得出了结论:压力波波速随钻井液密度,含气率及虚拟质量力系数的增加都呈现出减小的趋势,先急剧减小,后变化极其缓慢。基于漂移流模型,采用了有限体积法和Roe算法构建数值通量,按照Roe平均化法则求得了系数矩阵的线性化近似雅可比矩阵,得到了漂移流模型的Roe数值算法迭代格式。Roe算法由于没有迭代逼近运算,所有离散项运算均为普通线性方程,即使较大时间步和空间步也能很好满足守恒性,计算精度高,稳定性强,可有效避免迭代过程可能出现的发散现象。以实例井为基础,模拟了从气侵发生到气体顶部刚上升到井口整个过程,分析了不同初始井口回压对井筒参数的影响,得出了初始井口回压越小,井筒气侵程度越严重的结论。将井底恒压法控压钻井的井筒气侵过程分为气侵检测阶段和气侵控制阶段,分析了在气侵检测阶段初始井口回压、气层渗透率、气层孔隙度、气层压力、机械钻速对井筒参数的影响规律,得出气层孔隙度的影响较小,其它参数影响较大的结论。分析了井底恒压法控压钻井针对气侵的四种不同的井控方案,增大井口回压,能迅速停止气侵,能保持井底恒压,返出钻井液流量和出口气体流量都较小,所受的限制因素少,适用性较强。增大泥浆泵排量,不能维持井底恒压,只能处理非常轻微程度的气侵,在循环排气过程中容易发生二次气侵,延长了井控时间,增加了井控复杂性。增大泥浆泵排量的同时也增大井口回压,能维持井底恒压,但出口的气体流量大,应考虑气液分离器的处理能力。关井后再开泵循环方案,井筒进气多,井控时间长,出口的气体流量大,必须考虑气液分离器的处理能力。节流阀是井口回压的压力来源,井口回压是钻井液通过节流阀时在阀门前后两端的形成的压力差。找出了钻井液通过楔形节流阀的最小过流面积所在位置,并计算了最小面积,推导得了到阀芯行程与阀门两端节流压降的关系式。控压钻井楔形节流阀的有效调节区间约为0.49,在此区间,阀门关度与节流压降函数呈现指数关系,压降调节范围0.2914.71MPa。
袁夕茹[2]（2019）在《控压钻井节流回压优化控制技术研究》文中指出随着石油钻采技术不断向着更加复杂的地层不断发展,窄密度安全钻井问题日益突出,已成为制约石油勘探开发技术瓶颈难题。为了有效解决这个难题,美国在21世纪提出控制压力钻井（MPD）技术,旨在通过精确控制井筒环空内压力剖面,从而达到精确控制井底压力的目的,有效的避免井涌、井漏、井塌、井喷等井下事故,从而提高钻井的效率和安全。目前,国外控压钻井技术能够依托井下和地面参数测量,实现实时监测与控制系统的一体化,并已经在多个油田上得到了应用,在此基础上不断的进行技术革新。相对于国外的控压钻井技术,国内的控压钻井技术起步较晚,且关键钻井技术大多是来自国外。同时,国内多采用对井口参数的测量来间接获取井下压力的变化情况,并没有一体化监测与控制系统,国内对于这方面的研究尚处于一个集成创新的阶段。本文在广泛调研国内外控压钻井的技术研究现状的基础之上,结合控压钻井压力控制原理和控制策略、施工工艺以及配套地面设备,选择了井口回压作为控制参数,并建立了节流阀回压控制系统控制数学模型,根据该模型的特点,设计出了一种改进粒子群优化PID神经元网络（IPSO-PIDNN）控制算法,在此基础之上设计了一套控压钻井节流回压优化控制系统,并在现场进行测试。本文取得了以下研究成果:1、广泛调研国内外关于控压钻井井底压力控制的技术文献,研究控压钻井系统井底压力控制的相关原理、配套装备组成以及控制工艺流程,并对影响井底压力的因素进行了分析,选择井口回压作为节流压力优化控制系统的控制参数。2、分析了控压钻井压力控制原理和控制策略,结合地面节流管汇中节流阀的特性,建立了节流阀回压控制数学模型,同时节流阀动作产生压力波,根据压力在井筒环空中传递的特点,建立了压力传递模型,来缩短控制时间,对节流阀压力控制量的设定具有指导作用,保证环空压力处于窄密度安全窗口钻井之中。3、根据节流阀回压控制数学模型的特点,提出了一种改进粒子群优化PID神经元网络（IPSO-PIDNN）算法,根据该算法建立了节流回压优化控制仿真模型,并在MATLAB环境下,对该模型进行仿真,将模型仿真结果和多种控制算法进行对比分析,证明该优化算法更为适合节流压力控制。4、依托节流回压优化控制仿真模型,结合井场现有的仪器仪表及控制单元,设计了一套控压钻井节流回压优化控制系统,集成了实时监测和数据采集模块和控制模块,并进行了现场应用,通过现场测试,软件系统运行良好,控制模型能够满足现场应用要求,确保钻井的安全进行。
李正林[3]（2018）在《全过程密闭欠平衡钻井现场集控系统研究与应用》文中进行了进一步梳理随着我国油气勘探的持续开发,开发方向向着超深含硫地层的不断发展,在深层油气层中含有硫化氢等有害气体,这严重阻碍对含硫地层的油气勘探开发。密闭欠平衡钻井技术是对含硫地层进行开发的一种高效勘探开发技术,在此基础上,将密闭欠平衡钻井与欠平衡完井相结合,形成了全过程密闭欠平衡钻井。该技术可以对欠平衡正常钻井过程中的井底压力进行实时有效监测,并实现对欠压值进行合理快速精确的自适应控制,能够实现储层进行保护,进而实现安全钻井,保障现场钻井安全。目前国外对密闭欠平衡钻井系统的研究已经比较成熟完善,技术设备和配套软件系统都比较先进完善,并且已经在多个国家和地区进行了现场应用,然而国内对密闭欠平衡钻井技术的研究仍处于初始阶段。因此,本文基于现有密闭欠平衡钻井技术,提出了一套全过程密闭欠平衡钻井现场集控系统,并取得了如下成果:1、设计与开发了针对含硫地层的自适应、高精度、响应迅速的全过程密闭欠平衡钻井现场集中监测与控制系统,完成了对现场所有设备的在线监测和井筒压力精细控制,确保钻井安全;2、在现有密闭欠平衡钻井工艺和配套装备基础上,设计并开发了与现有工艺和装备配套的数据采集传输系统,该系统能够将钻井现场根据实际需求所配置的欠平衡设备的状态数据进行实时监测,也同时将与井底压力相关的钻井关键参数进行实时监测,实现了现场数据的集中监测与传输;3、根据现场实际需求,配套了相应的欠平衡钻井设备,并进行了针对性的数据采集软件的开发,这样就形成了全过程密闭欠平衡钻井一体化实时集中的监测技术,在此基础上开发了与之配套的集中实时监测系统软件,实现了对井场现场欠平衡钻井设备数据和钻井关键参数的集中实时监测,辅助分析控制系统进行决策;4、基于节流回压Backstepping自适应控制模型,在此基础上,对井底压力的控制原理和控制方法进行了研究,形成了以井口回压的精确控制来实现对井底压力的精确快速控制的动态控制技术。5、结合现场硬件系统,对整个系统进行了模块开发,完成了整个系统的集成,并在XX地区X实验井进行了现场的实际应用分析,测试的结果说明:系统在测试过程中运行较稳定,并且实现了预先设计的功能,完成了对钻井现场在线设备的的集中监测与控制和自适应、高精度、响应迅速的控制井底压力,降低了钻井风险与成本。本文所自主设计与开发的全过程密闭欠平衡钻井现场集控系统,能够实现钻井现场井筒压力和风险可控,井底处于欠平衡状态,地面检测不到硫化氢,减少钻井事故,确保钻井施工安全。
韩煦,韩玉安[4]（2017）在《基于Matlab的控压钻井压力控制建模方法》文中认为为了提高控压钻井的控压精度,研究了基于Matlab的控压钻井压力控制建模方法。分析了节流阀的节流控压原理,根据伯努利方程建立了表征节流阀物理特性的方程;利用采集的节流阀节流控压试验数据,通过Matlab软件进行线性回归,得到了可计算节流阀控压的四参数公式;根据试验选用的节流阀开度与当量直径的特性曲线,采用Matlab软件进行拟合,得到了节流阀开度与节流面积的关系方程;根据节流阀开关试验得到的节流阀开度与开关时间数据,利用Matlab软件拟合出了开度与开关时间的关系方程,将上述各方程相结合得到了节流控压的理论模型。利用Matlab软件的半实物仿真插件将模型转化为通用实时代码,并采用模块化建模方法,编制了控压钻井自动控制软件,形成了控压模型。循环模拟系统验证显示,控制系统的响应时间小于10s,控制精度达到了±0.2MPa,满足控压钻井精细控压的需求,这证明基于Matlab的控压钻井压力控制建模方法是可行的。
李龙[5]（2017）在《节流管汇节流压力控制实物仿真设计与实现》文中进行了进一步梳理石油资源的勘探开发过程中,一旦井底的压力平衡控制不当,则可能会引发诸如井侵、溢流、井喷等重大恶性事故,事故的发生会带来诸如现场设备的损坏、造成油气井的废弃、并引发一系列的环境污染问题,甚至重大的井控事故会威胁井控作业人员以及油气井周边群众的生命财产安全。因此,必须不断提高现场生产井控作业人员的井控技术水平。现今实物仿真技术被广泛应用于工业领域,本文将实物仿真技术应用到实际的钻井井控培训中进而设计出井控实物仿真培训系统,与虚拟仿真培训相比,实物仿真培训系统能够提高培训学员受训时的井控生产环境的拟真度,进而达到更高效的井控培训效果,确保受训人员在油气井生产中能够安全可靠的实施井控作业。本文主要研究内容如下:第一,在深入了解节流管汇节流压力调节这一基本操作的培训流程和节流管汇的组成与工作原理的基础上,基于实物仿真技术的原理完成了节流管汇节流压力控制实物仿真流程的详细设计并完成了节流压力控制仿真中节流管汇相关硬件设备的改造。在了解节流管汇的节流元件数学模型和节流压力控制系统的构成的基础上,构建节流压力控制系统的数学模型。第二,根据节流管汇节流压力控制实物仿真原理,在深入研究PID闭环控制系统的基础上,结合模糊控制和神经网络理论,提出适合节流压力控制仿真培训的节流管汇节流压力模糊自适应控制算法,并将其应用到节流压力控制实物仿真培训系统中。仿真的结果显示在节流压力控制操作过程中模糊自适应控制算法可以有效地提高系统的控制效果,实现对节流阀阀门开度的精确控制,进而精确控制模拟仿真压力仪表的示数变化,为培训学员营造近似真实的井控培训环境。第三,根据井控培训的实际需求以及现有的井控操作规范,在节流压力模糊自适应控制算法的基础上,完成节流管汇节流压力控制实物仿真培训系统的设计与实现。以紫金桥组态监控软件为开发平台建立了节流压力控制实物仿真培训系统,实现自动化的井控培训,代替传统的人工教学井控培训模式,为井控培训提供一种新型、高效的培训方式,从而缩短员工培训周期提高培训效率。综上所述,本文完成节流管汇节流压力控制实物仿真的设计与实现,并将其投入到实际的钻井井控培训中验证其可行性,仿真结果表明实物仿真培训系统提高井控培训的效率并达到了更好的培训效果,从而减小了实际生产过程中井控事故发生几率,保证了安全可靠的井控生产。
张楠[6]（2016）在《欠平衡钻井地层随钻渗流对环空压力影响规律研究》文中研究表明欠平衡钻井是一种控制环空循环流体压力低于地层孔隙压力的一种钻井方式。正是这种环空负压差效应,最大限度地减少了钻井液对油气储层的损害,这种环保式钻井也是欠平衡钻井最大的优势。此外,欠平衡钻井在提高机械钻速和增加油气产量上也取得了很好的效果。在欠平衡钻井过程中,储层油气不断向井筒中流入,储层油气的溢流作用改变了井底压力,进而改变了井底压差。储层与井底之间压差的变化又影响着储层油气的流入,即二者之间是相互影响的,涉及到储层内油气与井筒中流体的耦合流动。为了更精确控制欠平衡钻井井底压力,就要考虑储层与井筒之间的传质作用给井底压力带来的影响,而前人在研究欠平衡井井底压力的影响因素时往往忽略了储层与井筒之间的这种传质作用。本文在总结和借鉴前人的研究成果基础上,主要进行了如下工作:（1）以往在建立水平井欠平衡钻井储层油溢流量数学模型的过程中,前人的研究成果主要集中在正常钻进的情况,即环空循环流体处于紊流流态下的;而接单根期间的储层油溢流量数学模型很少见。本文在环空循环流体处于紊流流态下的储层油溢流量数学模型的基础上,建立了接单根期间环空流体处于层流流态下的储层油溢流量数学模型。最后,又对影响储层油气随钻溢流量的因素进行了分析。（2）对欠平衡钻井过程中储层油气在井筒中的流动规律进行了研究,建立了欠平衡钻井随钻渗流与井筒耦合的模型,并利用有限差分方法对模型进行了求解。然后,又通过实例计算对影响井底压力的因素进行了分析,同时又对比了影响井底压力的因素在分别考虑储层油气溢流与不考虑储层油气溢流对井底压力的影响,最终揭示了欠平衡钻井随钻渗流与井筒内流体流动耦合下的井底压力变化规律。
李虹燕[7]（2016）在《控压钻井安全起下钻压力监测与控制技术研究》文中研究说明随着我国对油气资源需求的持续高涨,石油勘探与开发不断向深部复杂地区发展,窄密度窗口地层安全钻井问题也越来越突出,特别是在起下钻施工作业中,一旦井底压力超出设计的安全范围,极易出现油气侵入、井喷井漏、H2S泄漏等复杂事故。控压钻井作为一种改进的钻井工艺,在起下钻作业中,可以较为精确的控制整个井筒环空压力剖面,使井底压力保持在一定的安全范围内,有效避免地层流体侵入井筒,减少井涌和井漏的发生。目前国外控制压力钻井技术已经趋于成熟,得到了广泛的应用,而国内多是引进国外的技术,起步较晚,还处于发展阶段,尤其是控压钻井起下钻所应用的压力监测系统和控制技术还不成熟,仍有较大的局限性。因此,本文基于控压钻井安全起下钻工艺技术及现场配套装备的研究,设计开发了一套控压钻井安全起下钻压力监测系统;基于配套回压控制装备的研究,建立了井口回压控制模型,并针对该模型研究设计了一种自适应能力强的回压控制算法。本文取得了如下研究成果:1.设计与开发了一套适用于窄密度窗口高压地层的控制压力钻井安全起下钻压力实时监测系统,实现了实时数据的采集,井底压力、井口回压和波动压力的实时监测以及起钻溢流事故的实时报警,有效地保证了起下钻施工的安全性;2.通过对井筒压力剖面控制原则和井筒流动水力学模型的研究,确定了井底压力监测参数,根据所选监测参数,提出了起下钻井底压力监测方法,同时分析出井口回压为最易实时有效控制井底压力的控制参数;3.基于控压钻井起下钻工艺,确定了起钻溢流监测模型,并结合流体热膨胀效应原理,对起钻溢流监测模型进行了修正,提高了起钻溢流监测精度;4.基于现场配套仪表的选型,完成了配套数据采集系统的设计与开发,为起下钻压力实时监测系统提供数据支持;5.结合已确定的起下钻压力监测方法和溢流监测模型,完成了对控压钻井安全起下钻压力监测系统的总体架构设计及软件系统的开发,通过对现场两口井的应用测试表明:系统运行稳定,溢流监测结果准确,能够达到现场应用的需求,具有较好的现场应用前景;6.通过对现场装备配套的研究,建立了井口回压控制模型,并针对该模型设计了模糊免疫PID自适应控制算法,形成了回压控制系统,通过MATLAB/Simulink软件对控制系统进行的仿真研究与对比分析结果表明,采用模糊免疫PID控制算法,在节流阀数学模型参数变化情况下,动态响应快、无超调、无静差,有很强的自适应性,满足控压钻井安全起下钻井口回压控制要求。现场应用表明,本文设计开发的控压钻井安全起下钻压力监测系统能够实时准确的对井底压力、起钻溢流进行监测报警,有效地减小或避免井下复杂事故的发生,提高控压钻井起下钻施工作业的安全性,具有实用推广价值。本文设计的井口回压控制系统能够实现回压的实时精确控制,且自适应能力强,对我国控压钻井压力控制精细化具有重要的指导意义。
王文深[8]（2015）在《MPD控制系统仿真研究》文中研究表明MPD作为最近年来发展起来的钻井新技术,具有安全性高、井底压力控制精确、可有效解决窄安全钻井压力窗口问题,在国内外得到广泛的应用。很多学者对其水力学模型和自动控制模式进行了研究,提出了各种水力学模型和控制模式及算法,但是在实际应用中,这些研究存在着模型过于复杂；控制系统对瞬时突变反应慢,控制效果差等缺点,因此,有必要对水力学模型和控制系统进一步研究。本论文根据恒井底压力控压钻井控制过程和工艺的要求,构建了基于模糊控制的反馈控制框架,该控制框架的技术核心是MPD系统动态的实时水力学模型和模糊控制模型,为此,论文建立了基于在线计算的实时水力学模型,该模型可降低水力学模型的复杂程度,实时计算井底压力；此外,论文还研究了改进的模糊控制算法,通过模糊控制算法对井底压力进行调节。论文建立的反馈控制框架可使实时水力学模型与基于模糊控制算法的模糊控制器稳定、协调工作,根据井底压力设定值和实际值的偏差以及偏差的变化率,利用模糊控制算法调节节流流量和泥浆泵流量,将这些调控量输入到实时水力学模型中,计算井底压力,然后反馈到模糊控制器中,进行下一轮调节。为了应用和验证MPD反馈控制模型和算法,在Matlab环境下,设计了模糊控制器、实时水力学模型和模糊反馈控制框架的仿真模型。利用实时水力学仿真模型,仿真井底发生溢流后井底压力的变化；通过模糊反馈控制框架的仿真模型,仿真不同情况下,井底压力控制情况以及该过程中其它相关设备的调节情况（如节流阀开度,泥浆泵流量和节流流量）。通过仿真试验,该控制框架在实时水力学在线计算和MPD非线性控制方面都表现出良好的性能。本论文所建立的恒井底压力控压钻井反馈控制框架及相关理论模型和仿真模型,可提高MPD井底压力动态控制精度和响应速度,对控压钻井的控制系统的设计、开发和应用具有实用的指导意义。
孔祥伟[9]（2014）在《微流量地面自动控制系统关键技术研究》文中指出随世界经济的快速发展,各国对的能源需求越来越大,石油天然气的勘探开发领域在不断扩展延伸,从老区到新区,从陆地到海洋,由浅到深,钻探风险和难度在不断增加。由于技术装备难以完全满足这些特殊地区作业的要求,导致钻井效率低下,尤其在窄安全密度窗口地区钻井时,极易发生漏失失返并引发严重的井喷事故,造成巨大的财产损失与人员伤害。对窄密度窗口的压力控制,常规控压技术已无能为力,有必要研究更合理的钻井技术来满足控压需求。相比其他常规、非常规的控压方法,微流量控制钻井技术具有操作简单、可缩短非工作时间、减小套管鞋受力等优点,是处理卡、漏、喷等事故的一种较好的控压技术。虽然微流量控制钻井技术在国外已有研究,但仍存在一些不足,需进一步实现提速、储层发现、窄密度窗口钻井等任务。本文将提出基于井底流量监测、地面进出口流量及压力监测的一套微流量控制钻井系统,并就自动化硬件控制设计及地面软件程序设计等关键技术进行研究,主要包括自动化控制总体方案设计、钻井工艺流程图设计、电液联动调节控制设计、环空水力系统设计、节流阀开度控制设计及特殊工况作业设计。在广泛深入地调研国内外控压钻井技术现状的基础上,建立了一套微流量地面自动控制系统,包括地面自动化控制设计、流量控制策略设计及微流量地面监测软件设计。通过上位机的运算系统实时接收来自下位机上传的进口流量、出口流量、进口压力、出口压力、井深及岩层压力等数据,计算获得节流阀开度,与此同时继续读取流量运算,如此往复直至出口流量满足不同钻井工况的要求。为满足微流量地面自动控制试验及节流阀开度调试的需求,设计了一套SYZ18型微流量地面控制模拟试验井架。该井架基于水动力学相似原理,在CFG23型长螺旋钻机桩架的基础上进行设计改造,包括井架系统、旋转系统、井筒系统、钻柱系统及激振系统。该实验架除满足微流量地面自动控制试验,还可实现气体、钻井液及气体-钻井液流动过程中的运移规律模拟,通过模拟井筒外的观察孔可观察流体的流动规律。本文完善了钻井水动力学的几个数学模型及计算方法：（1）考虑虚拟质量力、相间阻力、角频率及气体滑脱等因素,建立了微流量控制钻井中气-钻井液、气-油-水-钻井液多相流动中压力传递速度的数学模型,基于压力波速唯一性原理,提出了基于压力波速图版的气侵位置预测方法；（2）考虑气体滑脱的影响,建立了井底衡压的节流阀套压补偿控制模型,达到了实时维持井底压力衡定的目的；（3）在气-钻井液两相流中,考虑井筒中压力波速实时变化,提出了基于时变波速计算起下钻过程中引发的气-钻井液两相波动压力的模型。（4）考虑回压、空隙率、压缩因子等因素的变化,采用了空间滑移网格及多次迭代取值的方法对多相流的连续守恒及动量守恒方程求解,减小了程序运行的时间复杂度,更可实时追踪气体运移速度；（5）由于流型转换过程中,参数曲线易出现锯齿现象,不符合实际井筒多相流的流动规律,采用三次样条函数插值的方法消除了压力、流速及空隙率等参数曲线的锯齿现象。借助计算机VB.NET语言编制了微流量地面自动控制软件,基于计算实例分析了影响微流量地面控制的诸多影响因素,如气体运移速度、环空空隙率、两相流动中的气体溶解度、压力波速、压力响应时间、两步线性关阀引发的节流阀阀芯所受的瞬态压力及节流阀动作计划等。本文的研究成果可为微流量控制钻井设计及现场钻井作业提供理论及实践指导。
刘德昌[10]（2014）在《中原油田低渗透衰竭油藏泡沫钻井技术研究》文中研究表明随着中原油田老区勘探开发程度越来越高,新勘探出来的资源储量的品位越来越不如从前,低渗透油藏探明储量的比例逐步提高,已动用的区块在开发中后期压力枯竭是普遍问题。为了进一步有效开发中原油田低渗透衰竭油气藏,基于泡沫钻井技术在保护油气藏方面的独特技术优势,本文从理论研究和现场试验两个方面探讨了泡沫钻井技术在中原油田的应用。建立了一套泡沫钻井技术水力计算方法,完成了泡沫钻井技术循环流程配套及施工工艺的研究,并筛选出合适的低渗透油藏区块开展了三口井的现场试验。经过科学的对比评估,三口井的产量分别提高了50%、50%和两倍。中原油田三口井的现场试验结果表明泡沫钻井技术在保护油气层、提高油井产量方面效果明显,适合中原油田低渗透衰竭油藏的中后期开发,可以大规模推广应用。最后对存在的问题和需要改进的方面进行了分析。
二、欠平衡钻井节流压力控制技术（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、欠平衡钻井节流压力控制技术（论文提纲范文）
（1）井底恒压法控压钻井波动压力计算与气侵控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究综述 |
| 1.2.1 起下钻波动压力研究现状 |
| 1.2.2 气侵井筒多相流流动规律研究现状 |
| 1.2.3 钻井节流阀国内外研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 第二章 起下钻过程井筒稳态波动压力模型研究 |
| 2.1 同心环空起下钻过程稳态波动压力计算模型 |
| 2.1.1 同心环空计算模型的建立 |
| 2.1.2 同心环空模型方程的求解 |
| 2.2 偏心环空起下钻过程稳态波动压力计算模型 |
| 2.2.1 偏心环空计算模型的建立 |
| 2.2.2 偏心环空模型方程的求解 |
| 2.3 起下钻过程稳态波动压力计算模型的有效性验证 |
| 2.3.1 同心环空计算模型的验证 |
| 2.3.2 偏心环空计算模型的验证 |
| 2.4 起下钻过程稳态波动压力影响因素分析 |
| 2.4.1 环空流速分布及影响因素分析 |
| 2.4.2 钻具速度的影响规律 |
| 2.4.3 钻井液参数的影响规律 |
| 2.4.4 环空几何参数的影响规律 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 起下钻过程井筒瞬态波动压力模型研究 |
| 3.1 起下钻过程井筒瞬态波动压力方程的建立 |
| 3.1.1 瞬态波动压力基本方程 |
| 3.1.2 瞬态波动压力新方程 |
| 3.2 起下钻过程瞬态波动压力新方程的求解 |
| 3.2.1 新方程的特征线和相容方程 |
| 3.2.2 利用Roe算法求解新方程 |
| 3.3 起下钻过程瞬态波动压力计算模型的验证 |
| 3.3.1 利用Burkhardt现场测量数据验证模型 |
| 3.3.2 利用Clark现场测量数据验证模型 |
| 3.4 起下钻瞬态波动压力影响因素分析 |
| 3.4.1 钻井液参数的影响规律 |
| 3.4.2 井筒参数的影响规律 |
| 3.4.3 钻具运动参数的影响规律 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 CBHP控压钻井气侵井筒瞬态多相流动规律研究 |
| 4.1 气侵井筒瞬态气液两相流动模型的建立 |
| 4.1.1 气侵井筒瞬态气液两相流动基本模型的建立 |
| 4.1.2 双流体模型 |
| 4.1.3 漂移流模型 |
| 4.2 压力波在气侵井筒气液两相流动中的传播速度 |
| 4.2.1 压力波在井筒气液两相流中传播速度方程 |
| 4.2.2 压力波传播速度影响因素分析 |
| 4.1.3 压力波传播速度算例分析 |
| 4.3 气侵井筒瞬态气液两相流动方程的求解 |
| 4.3.1 求气液两相流动方程组的系数雅可比矩阵 |
| 4.3.2 求雅可比矩阵的近似线性化矩阵 |
| 4.3.3 采用Roe算法求解方程组 |
| 4.4 气侵井筒瞬态多相流动模型的模拟分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 CBHP控压钻井井筒气侵控制方案研究 |
| 5.1 气侵检测阶段 |
| 5.1.1 初始井口回压的影响 |
| 5.1.2 气层渗透率的影响 |
| 5.1.3 气层孔隙度的影响 |
| 5.1.4 气层压力的影响 |
| 5.1.5 机械钻速的影响 |
| 5.2 井底恒压法控压钻井的气侵控制方案 |
| 5.2.1 增大井口回压方案 |
| 5.2.2 增大泥浆泵排量方案 |
| 5.2.3 组合方案 |
| 5.2.4 关井后循环排气方案 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 CBHP控压钻井回压控制节流阀模型研究 |
| 6.1 楔形节流阀压降计算模型 |
| 6.1.1 楔形节流阀最小过流面积的计算 |
| 6.1.2 楔形节流阀压降计算 |
| 6.2 楔形节流阀节流压降规律分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结论与建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 建议 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表论文及科研情况 |
| 致谢 |
（2）控压钻井节流回压优化控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外有关压力控制技术研究现状 |
| 1.2.1 国外有关压力控制技术研究现状 |
| 1.2.2 国内有关压力控制技术研究现状 |
| 1.3 主要研究任务及研究思路 |
| 1.3.1 主要研究任务 |
| 1.3.2 主要研究思路 |
| 1.4 主要研究工作及创新点 |
| 1.4.1 主要研究工作 |
| 1.4.2 创新点 |
| 第2章 控压钻井的控制分析 |
| 2.1 控压钻井控制原理分析 |
| 2.1.1 控制原理分析 |
| 2.1.2 控制策略分析 |
| 2.2 控压钻井控制参数评价分析 |
| 2.2.1 控制参数优选 |
| 2.2.2 井口回压产生原理分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 节流回压控制模型研究 |
| 3.1 控压钻井节流回压控制系统研究 |
| 3.2 控压钻井关键工艺的控制方法 |
| 3.2.1 正常钻进过程控制方法 |
| 3.2.2 接单根过程控制方法 |
| 3.2.3 起下钻过程控制方法 |
| 3.3 节流阀回压控制模型建立 |
| 3.3.1 节流阀回压控制分析 |
| 3.3.2 节流阀回压控制系统数学模型的建立 |
| 3.3.3 节流阀回压控制系统数学模型的特性分析 |
| 3.4 节流阀压力传递模型建立 |
| 3.4.1 压力传递模型建立 |
| 3.4.2 方程求解 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 控压钻井节流回压控制模型设计 |
| 4.1 PID神经元网络控制模型设计 |
| 4.1.1 PID神经元网络 |
| 4.1.2 PID神经元网络控制模型仿真 |
| 4.2 PID神经元网络算法的优化 |
| 4.2.1 优化算法选择 |
| 4.2.2 改进的粒子群算法研究 |
| 4.3 节流回压优化控制模型仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 控压钻井节流回压优化控制系统开发与应用 |
| 5.1 总体方案设计 |
| 5.2 实时监测系统设计 |
| 5.2.1 实时监测系统硬件整体架构 |
| 5.2.2 配套仪表及现场安装布局 |
| 5.3 实时数据采集软件及配套数据库开发 |
| 5.3.1 标准数据库模块设计 |
| 5.3.2 实时数据采集软件开发 |
| 5.4 实时控制分析系统软件开发 |
| 5.5 现场应用 |
| 5.5.1 实钻地层资料 |
| 5.5.2 X井基础资料 |
| 5.5.3 系统应用效果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论及建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（3）全过程密闭欠平衡钻井现场集控系统研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本文研究目的及意义 |
| 1.2 国内外密闭欠平衡技术研究现状 |
| 1.2.1 国外发展现状 |
| 1.2.2 国内发展现状 |
| 1.3 本文主要研究任务及研究思路 |
| 1.3.1 本文主要研究任务 |
| 1.3.2 本文主要研究思路 |
| 1.4 本文完成的主要研究工作及创新点 |
| 1.4.1 完成的主要研究工作 |
| 1.4.2 创新点 |
| 第2章 全过程密闭欠平衡钻井工艺及适应性分析 |
| 2.1 全过程密闭欠平衡钻井工艺技术 |
| 2.1.1 全过程密闭欠平衡钻井工艺流程 |
| 2.1.2 不压井作业工艺 |
| 2.1.3 全过程密闭欠平衡钻井装备配套 |
| 2.2 全过程密闭欠平衡钻井安全监控的适应性分析 |
| 2.2.1 全过程密闭欠平衡钻井井场硫化氢安全监测 |
| 2.2.2 全过程密闭欠平衡钻井井底压力安全监测 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 全过程密闭欠平衡钻井井底压力控制原理研究 |
| 3.1 全过程密闭欠平衡钻井井筒压力控制原理 |
| 3.1.1 密闭欠平衡钻井井筒压力控制原理 |
| 3.1.2 不压井作业压力控制原理 |
| 3.1.3 井筒压力剖面控制原则 |
| 3.2 密闭欠平衡井筒压力分析方法研究 |
| 3.3 井筒多相流流动特性参数计算研究 |
| 3.4 控制参数的评价分析 |
| 3.4.1 控制参数优选 |
| 3.4.2 节流回压的产生原理 |
| 3.4.3 节流阀工作原理 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 节流回压控制模型研究 |
| 4.1 节流回压控制系统建模 |
| 4.1.1 节流回压控制系统组成 |
| 4.1.2 节流回压控制系统数学模型 |
| 4.2 模糊自适应控制理论及Backstepping设计方法 |
| 4.2.1 李雅普诺夫稳定性理论 |
| 4.2.2 模糊自适应控制理论 |
| 4.2.3 Backstepping设计方法 |
| 4.3 基于Backstepping的节流回压模糊自适应控制模型研究 |
| 4.3.1 基于Backstepping的节流回压控制器设计 |
| 4.3.2 节流回压模糊自适应控制仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 全过程密闭欠平衡钻井现场集控系统设计与开发 |
| 5.1 全过程密闭欠平衡钻井现场集控系统总体方案设计 |
| 5.2 全过程密闭欠平衡钻井现场集控系统架构设计 |
| 5.2.1 系统物理架构设计 |
| 5.2.2 系统运行架构设计 |
| 5.2.3 系统逻辑架构设计 |
| 5.2.4 系统数据架构设计 |
| 5.3 全过程密闭欠平衡钻井现场现场集控系统功能模块开发 |
| 5.3.1 全过程密闭欠平衡钻井系统管理系统开发 |
| 5.3.2 全过程密闭欠平衡钻井数据采集与传输系统开发 |
| 5.3.3 全过程密闭欠平衡钻井实时集中监测系统开发 |
| 5.3.4 全过程密闭欠平衡钻井集中控制系统开发 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 系统集成与测试应用 |
| 6.1 系统集成 |
| 6.2 系统测试应用 |
| 6.2.1 地层主要概况 |
| 6.2.2 X井基础信息 |
| 6.2.3 系统应用效果分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论及建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（4）基于Matlab的控压钻井压力控制建模方法（论文提纲范文）
| 1 节流压力控制模型的建立和验证 |
| 1.1 模型的建立 |
| 1.2 模型的验证 |
| 2 控压钻井系统控制模型的建立 |
| 2.1 控制方式 |
| 2.2 控制模型的建立 |
| 3 控制模型的验证 |
| 4 结论与建议 |
（5）节流管汇节流压力控制实物仿真设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 井控仿真国内外研究现状 |
| 1.3.2 模糊控制国内外研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.5 本文组织结构 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 节流管汇节流压力控制原理及相关技术 |
| 2.1 节流压力控制实物仿真培训设计总体思想 |
| 2.2 节流管汇 |
| 2.2.1 节流管汇的组成 |
| 2.2.2 节流管汇的工作原理 |
| 2.3 井底压力平衡控制原理 |
| 2.3.1 节流套管压力控制原理 |
| 2.3.2 节流立管压力控制原理 |
| 2.4 逻辑可编程控制器 |
| 2.5 节流管汇节流压力控制仿真系统支撑环境 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 节流压力控制实物仿真过程的研究 |
| 3.1 节流压力控制原理 |
| 3.1.1 井口回压的产生 |
| 3.1.2 节流阀的工作原理 |
| 3.2 节流压力控制流程的设计 |
| 3.3 节流压力仿真控制的硬件设计 |
| 3.3.1 井控实物仿真控制系统硬件结构 |
| 3.3.2 PLC控制系统设计 |
| 3.3.3 传感器和压力表的仿真控制设计 |
| 3.4 节流管汇节流压力控制实物仿真控制流程的设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 节流压力控制实物仿真模型设计和算法研究 |
| 4.1 节流压力控制实物仿真模型的建立 |
| 4.1.1 节流压力控制系统组成 |
| 4.1.2 节流压力控制系统的数学模型 |
| 4.2 基于节流压力调节的闭环回馈控制系统 |
| 4.3 节流压力模糊自适应控制器设计 |
| 4.3.1 节流压力模糊自适应控制器的工作原理 |
| 4.3.2 节流压力模糊自适应控制器工作流程 |
| 4.3.3 模糊神经网络自整定PID的网络结构 |
| 4.3.4 模糊神经网络自整定PID的网络学习算法 |
| 4.4 实验仿真结果及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 节流压力控制实物仿真设计的应用研究 |
| 5.1 井控实物仿真培训系统的总体设计 |
| 5.1.1 井控实物仿真培训系统的系统结构 |
| 5.1.2 井控仿真培训系统的运行环境部署 |
| 5.2 井控实物仿真培训流程设计 |
| 5.2.1 教学模式 |
| 5.2.2 学习模式 |
| 5.2.3 训练模式 |
| 5.2.4 考核模式 |
| 5.3 钻井井控实物仿真培训平台的建立 |
| 5.3.1 实时数据库 |
| 5.3.2 系统实现 |
| 5.3.3 仿真系统考核评分功能 |
| 5.4 系统应用分析 |
| 5.5 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 发表文章目录 |
| 致谢 |
（6）欠平衡钻井地层随钻渗流对环空压力影响规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 欠平衡钻井地层随钻渗流研究现状 |
| 1.2.2 欠平衡钻井环空压力研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 第二章 水平井欠平衡钻井随钻渗流模型的建立 |
| 2.1 水平井欠平衡钻井储层油溢流量数学模型的建立 |
| 2.1.1 水平井眼环空中流体处于紊流流动状态下模型的建立 |
| 2.1.2 水平井眼环空中流体处于层流流动状态下模型的建立 |
| 2.2 水平井欠平衡钻井储层气溢流量数学模型的建立 |
| 2.2.1 基本假设 |
| 2.2.2 储层气体侵入量计算模型 |
| 2.2.3 实例计算分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 水平井欠平衡钻井随钻渗流与井筒耦合模型研究 |
| 3.1 水平井欠平衡钻井随钻渗流与井筒耦合模型的建立 |
| 3.1.1 基本假设 |
| 3.1.2 随钻渗流井筒中流体控制方程 |
| 3.1.3 随钻渗流油气藏中流体控制方程 |
| 3.1.4 井筒内两相流流型判别与持液率的计算 |
| 3.2 模型的求解 |
| 3.2.1 有限差分理论 |
| 3.2.2 井筒控制方程的有限差分表达式 |
| 3.2.3 数值模拟算法步骤 |
| 3.2.4 数值模拟求解程序图 |
| 3.3 欠平衡钻井随钻渗流与井筒耦合的模拟计算 |
| 3.3.1 井底压力变化规律 |
| 3.3.2 影响环空压力因素分析 |
| 3.3.3 储层油气渗流对环空压力的影响 |
| 3.3.4 考虑和不考虑油气渗流下的各个因素对井底压力影响的对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 论文发表目录 |
| 致谢 |
（7）控压钻井安全起下钻压力监测与控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外技术研究现状 |
| 1.2.1 国外技术研究现状 |
| 1.2.2 国内技术研究现状 |
| 1.3 主要研究任务及研究思路 |
| 1.3.1 主要研究任务 |
| 1.3.2 研究思路 |
| 1.4 完成的主要研究工作及创新点 |
| 1.4.1 完成的主要研究工作 |
| 1.4.2 创新点 |
| 第2章 控压钻井安全起下钻工艺技术研究 |
| 2.1 常规钻井起下钻工艺 |
| 2.2 控压钻井安全起下钻工艺 |
| 2.2.1 窄窗口钻井难点分析 |
| 2.2.2 起下钻关键设备组成及井场布置 |
| 2.2.3 安全起下钻工艺流程 |
| 2.3 井筒压力剖面控制原则 |
| 2.3.1 满足裸眼段安全泥浆密度窗口原则 |
| 2.3.2 满足井口压力控制设备额定压力原则 |
| 2.3.3 满足套管抗内压强度原则 |
| 2.4 井底压力监测方法研究 |
| 2.4.1 井筒流动水力学模型分析 |
| 2.4.2 井底压力间接测量方法 |
| 2.5 起下钻控制参数优选 |
| 2.6 起钻溢流监测方法研究 |
| 2.6.1 溢流监测方法 |
| 2.6.2 监测流体体积修正模型 |
| 2.6.3 溢流监测参数选取 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 控压钻井安全起下钻压力监测系统设计与软件开发 |
| 3.1 系统总体方案设计 |
| 3.2 系统硬件设计 |
| 3.2.1 监测系统硬件整体架构 |
| 3.2.2 配套传感器选型与现场安装部署 |
| 3.2.3 数据采集系统设计及软件开发 |
| 3.3 系统架构设计 |
| 3.3.1 系统物理架构设计 |
| 3.3.2 系统运行架构设计 |
| 3.3.3 系统逻辑架构设计 |
| 3.3.4 系统数据架构设计 |
| 3.4 数据库设计与开发 |
| 3.4.1 数据库需求分析 |
| 3.4.2 数据表结构设计 |
| 3.5 系统软件开发 |
| 3.5.1 系统登录界面及系统主界面 |
| 3.5.2 数据管理软件开发 |
| 3.5.3 井底压力实时监测软件开发 |
| 3.5.4 溢流监测报警软件开发 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 安全起下钻控制技术研究 |
| 4.1 回压控制系统建模 |
| 4.1.1 回压控制系统组成及原理 |
| 4.1.2 控制系统模型的建立 |
| 4.2 系统特性分析 |
| 4.2.1 节流阀压力调节特性分析 |
| 4.2.2 控制系统动态性能分析 |
| 4.3 模糊免疫PID控制器设计 |
| 4.3.1 免疫反馈与模糊PID控制算法机理 |
| 4.3.2 模糊免疫PID自适应控制器设计 |
| 4.4 回压模糊免疫PID控制系统仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 系统集成与测试 |
| 5.1 系统集成 |
| 5.2 现场测试应用 |
| 5.2.1 地层主要概况 |
| 5.2.2 井基础信息 |
| 5.2.3 应用效果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 数据库数据表结构 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（8）MPD控制系统仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本论文的研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 MPD起源 |
| 1.2.2 恒井底压力控压钻井原理 |
| 1.2.3 MPD控制系统的发展 |
| 1.2.4 恒井底压力控压钻井的研究进展 |
| 1.2.5 常见的恒井底压力控压钻井方式 |
| 1.3 主要研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究思路和技术路线 |
| 1.4 本论文的主要工作和成果 |
| 第2章 MPD控制框架研究 |
| 2.1 恒井底压力控压钻井控制系统控制模式设计 |
| 2.2 恒井底压力控压钻井控制框架的研究 |
| 2.2.1 恒井底压力控压钻井的硬件设备 |
| 2.2.2 恒井底压力控压钻井控制软件的功能设计 |
| 2.4 恒井底压力控压钻井控制系统软硬件结合原则 |
| 第3章 MPD实时水力学模型研究 |
| 3.1 MPD实时水力学模型研究 |
| 3.1.1 MPD实时水力学模型的简化 |
| 3.1.2 MPD实时水力学模型基本方程分析 |
| 3.1.3 MPD实时水力学简化模型推导 |
| 3.2 井底压力计算模型实时修正方法研究 |
| 3.2.1 井底压力计算模型实时修正方案的设计 |
| 3.2.2 井底压力计算模型实时修正分析 |
| 第4章 MPD模糊控制算法的研究 |
| 4.1 模糊控制算法的理论基础 |
| 4.1.1 模糊算法的相关概念 |
| 4.1.2 模糊控制设计步骤分析 |
| 4.1.3 模糊控制维数的选择 |
| 4.2 MPD模糊控制器的设计 |
| 4.2.1 输入输出变量的模糊化设计 |
| 4.2.2 模糊控制规则的设计 |
| 4.2.3 模糊推理分析 |
| 4.2.4 去模糊化分析 |
| 第5章 MPD仿真模块设计与实现 |
| 5.1 实时水力学模型的仿真设计 |
| 5.2 建立MPD反馈控制的模糊控制器 |
| 5.3 实时水力学模型的仿真验证 |
| 5.4 MPD反馈控制过程的Simulink仿真设计 |
| 5.5 MPD反馈控制过程的Simulink仿真调试 |
| 5.6 MPD反馈控制过程的仿真模拟 |
| 5.6.1 不同井底压力下MPD反馈控制过程仿真模拟 |
| 5.6.2 泥浆泵流量降低引起溢流时MPD反馈控制过程的仿真模拟 |
| 5.6.3 突遇高压气层时MPD反馈控制过程的仿真模拟 |
| 第6章 结论和建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（9）微流量地面自动控制系统关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 研究的目的及意义 |
| 1.2.1 研究目的 |
| 1.2.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国内控压钻井研究现状 |
| 1.3.2 国外控压钻井研究现状 |
| 1.4 主要研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 研究技术路线 |
| 1.5 主要创新点 |
| 第2章 微流量控制钻井技术 |
| 2.1 微流量控制钻井技术思路 |
| 2.2 微流量控制钻井主要设备 |
| 2.2.1 旋转控制头 |
| 2.2.2 微流量节流管汇及科氏流量计 |
| 2.2.3 井下微流量测试装置 |
| 2.2.4 回压补偿系统 |
| 2.2.5 中央数据采集与控制系统 |
| 2.3 微流量控制钻井工艺设计 |
| 2.3.1 微流量控制钻井工艺流程 |
| 2.3.2 微流量控制钻井软硬件设计 |
| 第3章 微流量控制钻井水动力学模型研究 |
| 3.1 微流量控制钻井多相流基本模型 |
| 3.1.1 井筒多相流基本方程 |
| 3.1.2 地层溢流动态模型 |
| 3.1.3 模型的求解 |
| 3.2 井筒压力传递机理研究 |
| 3.2.1 压力传递模型 |
| 3.2.2 压力传递控制方程 |
| 3.2.3 模型的求解 |
| 3.3 多相流井筒瞬变压力理论研究 |
| 3.3.1 多相流瞬变压力模型 |
| 3.3.2 模型的求解 |
| 3.4 微流量控制钻井节流阀控制研究 |
| 3.4.1 节流阀压力与流量联合控制原理 |
| 3.4.2 节流阀开度控制模型 |
| 3.4.3 井底衡压的回压补偿控制模型 |
| 3.4.4 限压节流阀动作开度控制模型 |
| 第4章 微流量钻井自动控制系统设计 |
| 4.1 微流量控制钻井的控制策略 |
| 4.1.1 上位机与下位机控制策略 |
| 4.1.2 流量控制策略 |
| 4.2 微流量地面自动控制系统设计 |
| 4.2.1 钻井工艺流程图设计 |
| 4.2.2 控制系统元件设计 |
| 4.2.3 硬件PLC开关量采集地址分布设计 |
| 4.2.4 工控系统硬件接线图设计 |
| 4.3 控制系统数据监测方法 |
| 4.4 小型电液调节阀与软件联动试验设计 |
| 4.4.1 微流量控制钻井主要硬件 |
| 4.4.2 微流量控制室内软硬件联调及现场系统调试 |
| 第5章 微流量地面自动控制模拟系统设计 |
| 5.1 模拟井架水动力学理论研究 |
| 5.1.1 水动力学相似理论 |
| 5.1.2 模拟井架水动力学模型 |
| 5.2 仿真模拟装置布局设计 |
| 5.3 模拟井架设计 |
| 5.3.1 模拟井架的系统组件 |
| 5.3.2 模拟井架的电气控制系统 |
| 5.4 加工后模拟井架实物图及室内节流阀联调试验 |
| 第6章 微流量控制钻井系统程序设计 |
| 6.1 软件平台简介 |
| 6.2 程序设计关键技术及流程 |
| 6.2.1 逻辑流程图 |
| 6.2.2 模块设计 |
| 6.2.3 程序设计关键技术 |
| 6.3 软件功能简介 |
| 6.3.1 系统登陆界面 |
| 6.3.2 自动化控制界面 |
| 6.3.3 井筒中流体各参数监测界面 |
| 6.3.4 节流阀时控界面 |
| 6.3.5 稳态环空流体参数计算界面 |
| 6.3.6 瞬态环空流体参数计算界面 |
| 6.3.7 气—钻井液两相变波速压力计算界面 |
| 6.3.8 节流阀调节引发的环空压力计算界面 |
| 6.3.9 起下钻引发的波动压力计算界面 |
| 第7章 微流量控制钻井技术实例分析 |
| 7.1 环空中多相流运移规律分析 |
| 7.1.1 气—钻井液流动中溶解度特性研究 |
| 7.1.2 油—气—水—钻井液流动中溢流规律分析 |
| 7.2 多相流中压力传递规律分析 |
| 7.2.1 气—钻井液流动中空隙率对波速影响 |
| 7.2.2 气—钻井液流动中气侵率对波速影响 |
| 7.2.3 气—钻井液流动中回压对波速影响 |
| 7.2.4 气—钻井液流动中扰动频率对波速影响 |
| 7.2.5 气—钻井液流动中虚拟质量力对波速影响 |
| 7.2.6 油—气—水—钻井液流动中气侵率对波速影响 |
| 7.2.7 油—气—水—钻井液流动中油侵率对波速影响 |
| 7.3 节流阀动作引发压力响应规律分析 |
| 7.3.1 气侵率对压力响应时间影响 |
| 7.3.2 回压对压力响应时间的影响 |
| 7.3.3 井深对压力响应时间的影响 |
| 7.4 基于压力波速图版对气侵位置的预测 |
| 7.5 节流阀动作引发的阀芯瞬变压力分析 |
| 7.5.1 一步线性关阀对阀芯所受瞬变压力分析 |
| 7.5.2 两步线性关阀对阀芯所受瞬变压力分析 |
| 7.6 钻井中节流阀动作对环空波动压力影响 |
| 7.6.1 节流阀线性动作对环空波动压力影响 |
| 7.6.2 节流阀两步动作对环空波动压力的影响 |
| 7.7 气体溢流中节流阀动作规律 |
| 7.7.1 回压／立压对抑制气侵时间的影响 |
| 7.7.2 井底气柱长度对节流阀开度控制的影响 |
| 7.7.3 初始回压对节流阀开度控制的影响 |
| 7.7.4 不同井底压差对节流阀开度控制的影响 |
| 7.8 气—钻井液流动中起下钻对波动压力影响 |
| 7.8.1 钻杆运动速度 |
| 7.8.2 起下钻中井筒压力传递规律 |
| 7.8.3 工况对波动压力影响 |
| 7.8.4 气侵率对波动压力影响 |
| 7.8.5 管径对波动压力影响 |
| 7.8.6 钻杆长度对波动压力影响 |
| 7.8.7 钻井液密度对波动压力影响 |
| 7.8.8 起下钻速度对波动压力影响 |
| 第8章 结论与建议 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 |
（10）中原油田低渗透衰竭油藏泡沫钻井技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 研究方法和步骤 |
| 第二章 泡沫钻井液流变性研究 |
| 2.1 泡沫钻井液的流变性 |
| 2.1.1 泡沫流变性 |
| 2.1.2 泡沫质量 |
| 2.1.3 泡沫的重度 |
| 2.1.4 泡沫速度 |
| 2.1.5 泡沫在环空的静液压力和摩擦压耗分析 |
| 2.1.6 环空压力的解析解 |
| 2.1.7 环空泡沫摩擦系数 |
| 2.1.8 携岩 |
| 2.1.9 泡沫稳定性控制 |
| 2.1.10 泡沫静液柱压力 |
| 2.1.11 钻头压降 |
| 2.1.12 立管压力 |
| 2.1.13 钻具内泡沫摩擦系数 |
| 2.1.14 泡沫钻井水力设计实例 |
| 2.2 泡沫钻井循环流程及流程配套 |
| 2.2.1 注入系统 |
| 2.2.2 回流系统 |
| 第三章 泡沫钻井施工工艺技术 |
| 3.1 钻具 |
| 3.2 钻头 |
| 3.3 井口 |
| 3.4 施工作业 |
| 3.5 作业程序 |
| 第四章 现场试验及应用效果分析 |
| 4.1 现场试验 |
| 4.1.1 XX-1 井泡沫钻井 |
| 4.1.2 XX-2 井氮气/泡沫钻井 |
| 4.1.3 XX-3 井泡沫钻井 |
| 4.2 应用效果分析 |
| 4.2.1 综合效益分析 |
| 4.2.2 存在的问题 |
| 第五章 结论与建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、欠平衡钻井节流压力控制技术（论文参考文献）
- [1]井底恒压法控压钻井波动压力计算与气侵控制研究[D]. 屈俊波. 东北石油大学, 2019(01)
- [2]控压钻井节流回压优化控制技术研究[D]. 袁夕茹. 西南石油大学, 2019(06)
- [3]全过程密闭欠平衡钻井现场集控系统研究与应用[D]. 李正林. 西南石油大学, 2018(02)
- [4]基于Matlab的控压钻井压力控制建模方法[J]. 韩煦,韩玉安. 石油钻探技术, 2017(03)
- [5]节流管汇节流压力控制实物仿真设计与实现[D]. 李龙. 东北石油大学, 2017(02)
- [6]欠平衡钻井地层随钻渗流对环空压力影响规律研究[D]. 张楠. 东北石油大学, 2016(02)
- [7]控压钻井安全起下钻压力监测与控制技术研究[D]. 李虹燕. 西南石油大学, 2016(05)
- [8]MPD控制系统仿真研究[D]. 王文深. 西南石油大学, 2015(09)
- [9]微流量地面自动控制系统关键技术研究[D]. 孔祥伟. 西南石油大学, 2014(03)
- [10]中原油田低渗透衰竭油藏泡沫钻井技术研究[D]. 刘德昌. 中国石油大学(华东), 2014(04)