随着石油勘探不断向超深层、深水层等复杂岩层开发时,钻井过程中的安全密度窗口会变窄,同时溢流、漏失等井下故障不易及时发现,处理方式存在滞后性,使得控制难度加大。井筒压力实时控制技术能够有效解决此类难题,通过实时调节井口回压进而控制井筒压力,而模型预测具有较好的动态控制效果、鲁棒性强等优点,同时能有效地克服控制过程中的不确定性、非线性和并联性,能够很好的约束井口回压和井筒压力之间的控制关系,因此提出一种基于模型预测的井筒压力实时控制方法研究。井筒压力实时计算模型的建立是研究井筒压力实时控制的基础。在实现井筒压力计算方法设计方面,充分考虑了钻井液流变模式、钻杆接头、钻井液固相含量、钻柱偏心度和温度压力耦合等影响因素对环空流动摩阻的影响规律;基于自适应扩展卡尔曼滤波算法,建立井筒压力实时计算状态空间模型,将所建的井筒压力实时计算模型进行压力计算实例分析,其中需要根据施工现场实时监测数据进行反馈校正。再者通过分析控压钻井控制原理和压力控制设计,建立井口回压控制系统模型,根据井筒压力实时计算出的压力值是否在井底压力的合理范围内,为井筒压力实时控制系统中控制量提供指导作用。由于模型预测理论在显示处理约束方面具有较大的优势,将DMC控制算法运用到井筒压力实时控制系统中,同时与基于PID闭环回馈的井筒压力控制系统在Matlab实验环境下进行仿真模拟比较。研究结果表明,所建压力实时计算模型是可行性和准确性的,既解决了因预测估值不准导致滤波效果下降的问题,又有效的提高井筒压力实时计算精度,结果显示在任意时刻的误差均能维持在可控范围。继研究井筒压力实时控制系统中,对比两种算法下的控制模型,基于PID闭环回馈的井筒压力控制系统模型可以应用于井筒压力实时控制系统中,但输出的结果精度不够,响应时间较慢。而DMC控制模型的收敛速度和响应时间更快、控制误差更小、精度更高,同时DMC控制模型在受到外部附加干扰后,表现出抗干扰能力强,短时间内趋于稳定,具有较强的鲁棒性。