随着国家经济的发展,油气资源的需求也日益增长,石油勘探和开发也逐渐向地层因素更为复杂的深部地区发展,在窄密度窗口地层中进行安全钻井作业也受到更加严峻的考验,尤其是在起下钻作业中,如果不对井底压力进行严密监测和控制,井底压力就很有可能超出设定的安全范围,从而导致溢流、井漏、井涌甚至井喷等严重安全事故的发生。随着井控技术的发展,井底压力的监测与控制技术也逐渐成熟起来,在控压钻井技术中波动压力的监测与控制占有重要的地位,是确保钻井现场作业安全、经济和高效率的重要保证。所以本文基于目前井底波动压力监测不足的基础上,对控压钻井工艺技术及硬件配套设备进行研究,结合控压钻井井底压力监测原理以及波动压力计算模型理论,提出了拟瞬态井底波动压力监测方法,并在综合录井仪的数据采集系统的基础上自主设计开发了一套控压钻井起下钻安全监测系统,并取得了以下成果:1.本文基于控压钻井井底波动压力监测原理,自主设计开发了以拟瞬态波动压力计算模型为基础的控压钻井起下钻安全监测系统,通过现场应用测试,实现了对起下钻过程中波动压力实时准确监测的效果,并计算出起下钻过程中钻柱最大运行速度,为进行安全起下钻提供了保障;2.本文研究了起下钻波动压力监测机理,总结出安全起下钻波动压力监测方法,并对起下钻过程中波动压力监测参数进行适应性分析,确定了监测参数,为建立波动压力计算模型建立基础;3.根据监测方法以及监测参数需求,对稳态波动压力和拟瞬态波动压力计算模型进行研究讨论分析,建立了一套适用于控压钻井条件下起下钻过程的波动压力监测模型;提高了系统监测的实时性和准确性,为安全起下钻波动压力监测提供工程依据;4.基于现有的控压钻井工艺技术及硬件配套设备,结合WITS数据采集传输协议,设计并开发了适用于控压钻井起下钻安全监测系统的数据采集系统;5.基于已建立的拟瞬态波动压力计算模型,完成控压钻井起下钻安全监测系统的物理架构、运行架构、逻辑架构以及数据架构的具体设计,并采用C#编程语句在SQL Server 2008数据库和Microsoft Visual Studio2010平台的基础上设计开发了软件程序,在xx区块的xx井现场对控压钻井起下钻安全监测系统的稳定性与现场适应性进行应用测试分析,该测试验证了本文所开发的控压钻井起下钻安全监测软件现场适应性良好,工作性能稳定,符合现场施工需求。本文设计并开发的控压钻井起下钻安全监测系统在现有的控压钻井工艺技术的基础上,形成了一套集数据采集、安全监测于一体的控压钻井起下钻安全监测系统,能够为现场施工人员提供一个更加完善、方便的技术决策支持平台,具有较高的实用价值。