鉆井作業中需要監控系統能夠及時傳輸井下信息，以便快速作出反應，防止井噴、失控事故發生所帶來的損失。但在實際操作中，特別是復雜井中相關信息很難及時獲取并正確反映。威德福國際公司的安全鉆井監控系統把實時監控、自動井控技術與閉環鉆井系統結合起來，該系統自2006年引進以來，已在全球應用40多次，使一些難井控的“不可鉆井”變成正常井。
安全鉆井監控系統的基礎
實現監控功能的主要設備是閉環循環系統，由安裝在防噴器組頂部的旋轉控制裝置組成，地面控制環空流體流量在很大程度上控制井底壓力參數。閉環系統的末端，系統同樣提供準確及時的信息，在鉆井液入井途中測量流量、立柱壓力和密度，環空返出的泥漿通過自動節流管匯，調整系統回壓大小。管式流量計和傳感器以每秒3次的頻率實時采集質量流量、體積流量、鉆井液比重和溫度數據。
系統的智能控制裝置運用專門算
法來辨別井底微量流體侵入和泥漿漏失，將這些微小變化與井的水力模式對比，在操作儀表盤顯示并傳送到智能控制器，從而調整自動節流閥的設置。除積極自動井控外，通過測量鉆井液密度可直接提供氣侵、重晶石沉降和巖屑沉積信息。
只需增加幾個小體積部件便可達到控制效果，并能與標準鉆機有機結合。擁有特殊監控技術的閉環循環系統可提供控制功能，常用于提示人們發生井涌或進一步完善控壓鉆井工藝，為復雜井安全快速鉆進提供有效手段，甚至為高難鉆井提供技術參考。
監控系統井控的優越性
綜合控制能力 閉環鉆井系統可準確監測流體流量、井下溫度、井底壓力和鉆井液密度等信息，并自動計算，為自動控制節流閥提供數據，達到控制當量循環密度的目的，控制當量循環密度能使常規鉆井很容易轉換為控壓鉆井，完善井控方案，提高井控效率。這種綜合能力在復雜井眼條件下可提供更好的控制手段，包括解決普通井控難題的獨特能力。例如連續獲取并處理鉆井液量增減變化數據，可有效區分正常膨脹和井涌。
控壓鉆井工藝具備監控能力，使其具有閉環鉆井系統和幾個關鍵技術特點，使許多復雜井和“不可鉆”井變成可鉆井。碳酸鹽巖油藏及高溫高壓井和窄鉆井壓力范圍井最需要控壓鉆井技術。
井底精確控壓 在恒定井底壓力鉆井時，深層井段采用控壓鉆井方法可精確控制當量循環密度，以保持合適的井底壓力。在壓力范圍很窄時，自動監控功能將大大增加鉆井施工能力。參數方便可調 該系統對恒定孔隙壓力和破裂壓力梯度波動反應快速，可將當量循環密度控制在鉆井壓力允許范圍內。只需調整鉆井參數，常規鉆井便
可轉換為恒定井底壓力鉆井，根據鉆井實際需要改變鉆井工藝，以達到最佳鉆井特性。
準確判別險情 在井口失返漏失嚴重地層鉆井時，采用加壓泥漿帽鉆井可解決井漏問題。地層天然裂縫有時會被堵塞，由此造成的壓力峰值容易與井涌現象混淆，測量瞬時流量可快速區分裂縫閉合還是井涌。
減輕氣體危害 該系統也能減輕硫化氫氣體危害。用閉環系統監控流量，氣體侵入量稍一超標，硫化氫氣體就會隨鉆井液和巖屑一起被安全泵入地層。在勘探領域內的廣泛應用監控功能用于世界各地的勘探領域。例如，亞洲碳酸鹽巖油藏是公認的難鉆地層，通過成功應用加壓泥漿帽鉆井工藝，已將其劃分到易鉆井型中；處理井口失返嚴重漏失問題促進了早期控壓鉆井技術和設備的發展；對具有監控功能的有效措施加以完善，使其在高難井施工中的優勢更加突顯。
在深水鉆井中引進海上旋轉控制設備，是閉環鉆井系統的核心，也是對監控功能的補充，這些設備可處理浮式平臺上的隔水管和橫向擺動等復雜情況。
對深水鉆井而言，監測當量循環密度，并將其控制在窄孔隙壓力或破裂壓力范圍內很重要，解決了井控這一核心問題，風險和成本會大大削減；復雜地層應用后，節約了時間和成本；另外在允許以設計井眼尺寸鉆達目標深度的前提下減少了封隔復雜地層套管的下入深度，無需下入大套管柱，也減少了運送船只。
近期現場試驗
該系統2006年8月首次商業應用在德克薩斯州南部的McAllen Ranch項目上，后在安哥拉海上和巴西陸上油田成功應用，現應用于委內瑞拉、突尼斯、巴基斯坦、北海、地中海、墨西哥灣、西非等國家、地區和海域，成功鉆過因井控問題各種嘗試都未成功的井。在中東地區的一口深陸地探井中用該系統把套管下得更深，減少了非生產時間。如果沒有監控系統處理井涌問題，裸眼鉆進根本無法進行。
埃及深海油田運用該系統成功完成一口高溫高壓井的鉆探。此地區鉆井通常會因處理井涌漏失而增加作業時間，安裝了閉環循環系統后，利用監控系統提供的信息資料，成功將井底壓力控制在孔隙壓力和破裂壓力允許范圍內。
中東地區加壓泥漿帽鉆井時，三口海上井應用自動監控系統成功完鉆。盡管存在高壓硫化氫氣體和循環漏失情況，但系統可靠的控制能力增強了作業者成功的信心。在加壓泥漿帽鉆井停鉆期間有硫化氫氣體侵入環空，井涌漏失情況比較復雜。
監測流量和控制壓力是決定繼續鉆進的關鍵，24小時監測流量，獲取壓力信號，依此判斷壓力變化是井涌還是因滲入地層的流體流量變化引起的，可用將其泵回地層的方法解決氣侵問題。根據環空氣侵量，控制流量使其稍微超過氣侵速度，使進入井內氣體量很少，防止氣體上竄，然后再將其返回井底鉆井液和巖屑一起注入地層。控制系統
確保漏失量不變是本次成功的關鍵。墨西哥一口井在設計套管時預先考慮到封隔高壓層，預計孔隙壓力9.5磅，鉆頭接近高壓段時，鉆井液比重是12.7磅。系統初始位于標準“自動測控井涌”模式下，隨著繼續鉆進，自動系統顯示鉆井液返出量與下入鉆柱體積不符，這表明發生漏失，鉆井液正進入地層，孔隙壓力和破裂壓力梯度之間的范圍需將系統轉換到“特殊”模式下（圖1），相當于恒定井底壓力鉆井技術，通過監測流量和壓力實現連續井控，并且提供最佳起下鉆速度以避免抽汲和波動，及時發現井漏，整個鉆進過程就不會出現井涌，而這種轉換只需使用一臺輔助泵（現有鉆井泵即可）。
圖1 孔隙壓力和破裂壓力梯度之間的范圍需將系
統轉換到“特殊”模式
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