鑽井液出(chū)口流量是(shì)判斷鑽井(jǐng)現場井湧(yǒng)溢流的關(guan)鍵參數，爲(wèi)了實現安(ān)全、快速、經(jīng)濟的鑽井(jǐng)，對鑽井液(yè)定量、實時(shi)、準确監測(cè)🈲顯得尤其(qí)重要。目前(qian)國内一般(ban)是由綜🏃🏻‍♂️合(hé)錄井儀池(chí)體積參數(shu)監測與人(rén)工定時觀(guan)測、記錄、并(bìng)加以對比(bǐ)，以判斷是(shì)否出現溢(yì)流或者井(jing)漏等事故(gù)。這種判斷(duan)方法自動(dong)化程度和(hé)精度較低(dī)㊙️，不能實現(xiàn)定量檢測(cè)，而且溢流(liú)發現時間(jian)晚。近些年(nián)在鑽井液(yè)定量監測(cè)技術上有(yǒu)了新🛀🏻的突(tū)破，引進質(zhì)量流量計(jì)和電磁流(liú)量計 兩種(zhǒng)設備用于(yu)石油鑽探(tàn)過程中的(de)鑽井液的(de)定量監測(cè)。質量流量(liang)計雖然具(jù)有測量精(jīng)度高、穩定(ding)性好🈲等優(yōu)點，但是存(cun)在價😍格昂(ang)貴，現場安(an)裝複雜等(děng)缺點，因此(cǐ)目前多采(cai)用電磁❌流(liu)量計定量(liàng)監測鑽井(jing)現場鑽井(jǐng)液流量。電(dian)磁流量計(ji)受測量原(yuán)理限制，爲(wei)保證☀️測量(liang)精度，流體(tǐ)流經流量(liàng)計的前後(hou)管道内均(jun)需要滿足(zu)滿管狀态(tai)，對電磁流(liú)量計的安(ān)裝使用産(chan)生了限制(zhi)；另外當鑽(zuan)井液流量(liàng)較大時，固(gù)定管徑下(xia)的電磁流(liu)量計會對(duì)流體♋通過(guò)産生抑制(zhì)作用，從而(ér)造成鑽井(jǐng)液的回流(liu)，對鑽井的(de)安全✔️作業(ye)産生影響(xiǎng)。

   該文通過(guo)對鑽井液(ye)返出管線(xian)流速場進(jìn)行水力學(xue)模拟，分析(xī)返出管線(xian)的流體流(liú)動規律，優(you)化了出口(kou)流量監測(ce)系統結構(gòu)設計；同時(shí)設計了鑽(zuàn)井液定量(liàng)監測過流(liu)分流裝置(zhi)，克🈲服了大(dà)✍️流量狀态(tai)下的鑽井(jing)液回流問(wen)題；從而滿(mǎn)足電磁流(liu)量計的滿(mǎn)管測量條(tiao)件，提高了(le)流量計适(shì)用性和測(cè)量準确🎯性(xìng)，實現了鑽(zuan)🐅井液出口(kǒu)流量的實(shi)時準确監(jiān)測，爲溢流(liú)的準㊙️确預(yu)🍓警和鑽井(jing)的安全施(shi)工提供了(le)支持，減輕(qīng)了井噴和(hé)壓💃井作業(ye)對地下油(you)氣層的傷(shāng)害，從而提(ti)高經濟和(hé)社會效益(yì)，降低對環(huan)境的影響(xiang)👈。
1 國内外溢(yì)流監測現(xiàn)狀
   國内外(wài)監測溢流(liú)的方法很(hěn)多，主要方(fang)向集中于(yu)微流量🔴監(jiān)測和壓力(lì)監測方面(mian)。微流量監(jiān)測方面陸(lu)續開發出(chū)包括井口(kǒu)導管液面(miàn)監測技術(shu)、鑽井液流(liú)量計監測(ce)技術、改進(jin)流量監測(cè)技術、壓力(lì)監測方面(mian)則有随鑽(zuan)環空壓力(li)測量監測(ce)技🛀🏻術、立壓(yā)套壓監測(cè)技💯術以及(jí)聲波監測(cè)技術。郭元(yuan)恒等人從(cong)改進設備(bei)和分析類(lèi)型方面綜(zōng)合給出了(le)不同的溢(yi)流監測方(fang)法的對比(bǐ)分析[1]。目前(qian)國内對于(yú)溢流、井湧(yong)等複雜情(qing)況的💋監測(cè)，一般是由(you)鑽井參數(shu)儀、綜合錄(lu)井♊儀池體(ti)積🐆參數監(jian)測與人工(gong)定時觀測(ce)、記錄、并加(jia)以對比🔱，判(pàn)斷🈲是否出(chū)現溢流或(huò)者井漏✔️等(děng)事故。這種(zhǒng)判斷方法(fa)自動化程(chéng)度和精度(du)較低，溢流(liu)發現時間(jian)晚；另外對(duì)于✏️早期🍓溢(yi)流監測領(lǐng)域研究工(gong)作還集中(zhong)于對鑽井(jǐng)液🛀存儲區(qū)域的體積(ji)變化進行(hang)精确測量(liàng)，從而根據(ju)進出鑽井(jǐng)液的差值(zhí)判♊斷溢流(liú)狀态。由于(yú)存儲區域(yu)🙇🏻的基礎體(ti)積較大，微(wei)小🤟流量的(de)變化範圍(wei)不容易測(cè)得，另外改(gǎi)造添加輔(fǔ)助設施🤞，增(zeng)加了施工(gōng)複雜程度(du)，而且液面(miàn)波動範圍(wei)受環境🎯影(yǐng)響因素較(jiào)大，從而從(cong)根本上決(jué)定了測量(liang)精度較低(di)和發現預(yù)警時間的(de)延遲。通常(chang)在鑽井過(guò)程中，出現(xiàn)液面變化(huà)到發生井(jǐng)噴的時間(jiān)較短，大多(duo)數井從發(fā)現溢流到(dao)井噴時間(jian)隻有5～10min，有的(de)時間👈更短(duǎn)，甚至溢流(liu)和井噴同(tóng)時發生，幾(ji)乎沒有應(yīng)急處理的(de)時間。溢👈流(liú)監測的原(yuán)理并不複(fu)雜，但是🐉由(you)于溢流現(xian)象的模糊(hú)性和不确(que)定性，測量(liang)條件和設(shè)備的限制(zhì)以及監測(ce)方案的缺(quē)陷，使得溢(yi)流監測達(dá)不到預期(qī)的效果。
   通(tōng)過對國内(nei)外的溢流(liú)監測現狀(zhuang)分析，可以(yi)看出井下(xià)壓力和地(dì)層因素是(shì)流量變化(huà)的誘因，其(qí)它工程參(cān)數的變㊙️化(hua)則是流體(ti)狀🈲态發生(shēng)變化的間(jiān)接影響結(jie)果，而流體(tǐ)流量的變(biàn)化則是反(fǎn)映溢流狀(zhuàng)态的最😄直(zhí)接表現✊，選(xuǎn)擇出口流(liu)量監測✔️技(ji)術爲突破(po)口即能👣夠(gòu)判斷早期(qī)溢流狀态(tai)，又☁️是立足(zú)于我國錄(lu)井技術♈現(xiàn)狀的合理(li)選擇。
2 出口(kǒu)流量監測(cè)系統
2.1 出口(kǒu)流量定量(liang)監測方法(fǎ)
   該方法基(ji)于流體動(dòng)力學計算(suan)，分析出口(kǒu)管線的流(liu)體流動規(gui)律，考慮流(liú)體自然流(liu)速和出口(kǒu)壓力狀态(tài)😍，采用V型出(chū)口管線方(fāng)案，流🍉量計(jì)測試系統(tong)滿足滿管(guǎn)🔴狀态，返出(chu)管線的入(rù)口端傾角(jiao)範圍爲30°～45°。Ansys流(liu)體計算後(hou)可知，在30°至(zhi)45°的角度範(fan)圍内，随着(zhe)返出管線(xiàn)的入口端(duan)🌈傾角的增(zeng)大🍉，支線管(guǎn)道彎⛱️管造(zào)成的能量(liang)損失增大(da)🈲，則後端測(cè)試位置處(chu)的伯努利(lì)方程C常量(liang)值逐漸減(jiǎn)小，從而表(biao)現爲測試(shi)位置流速(sù)值逐漸減(jian)小，所以在(zài)保💃🏻證鑽井(jing)液的通過(guò)率前提下(xià)，應盡量減(jiǎn)小入口端(duan)⛱️傾角；減小(xiao)入口端傾(qīng)角保證一(yī)定流速的(de)另一個優(you)點還在于(yú)保持了鑽(zuàn)井液的岩(yán)屑攜帶能(néng)力，這一點(diǎn)也在其它(ta)的研究工(gōng)作中🥰得到(dao)證實。
2.2 定量(liang)監測過流(liú)分流裝置(zhì)裝置
   采用(yòng)多管測量(liang)技術，在原(yuan)有測量系(xi)統上加裝(zhuāng)兩個或多(duo)❗個分管，使(shi)得分管流(liu)通量之和(hé)大于或等(děng)于主通管(guǎn)，從而有效(xiao)🔞的解決了(le)大流量狀(zhuang)态下的鑽(zuan)井液回流(liu)問題，通過(guò)優化分管(guǎn)安裝角度(du)，在主管和(hé)分管交接(jiē)口處安裝(zhuāng)限流裝置(zhi)和防回流(liu)閥，滿😄足電(dian)磁流量計(ji)的滿管測(cè)量條件，提(tí)高了流量(liang)計适用性(xing)和測⁉️量準(zhun)确性，實現(xian)了鑽井液(ye)出口流量(liàng)的實時準(zhun)确監測。
3 應(yīng)用實例
   利(li)用出口流(liu)量監測裝(zhuāng)置獲取的(de)高可靠性(xing)瞬時流量(liàng)值，利用軟(ruǎn)件WinBUGS對溢流(liu)事件進行(háng)了溢流概(gài)率計算和(hé)驗證。具體(ti)事例爲：BS24-5-27井(jǐng)位于天津(jin)市濱海新(xīn)區南港工(gong)業規👅劃區(qū)，構🧑🏾‍🤝‍🧑🏼造位置(zhì)爲濱海斷(duàn)鼻南翼BS16X1井(jǐng)區岩性圈(quan)閉。井别爲(wei)開發井，井(jing)型爲定向(xiang)井。該井🌈于(yu)2025年12月16日開(kai)鑽，2025年12月16日(ri)鑽進至3673.88m。地(di)層：沙一上(shàng)，03：26分出口流(liu)量由27.99L/s上升(sheng)至36.69L/s，氣測全(quan)烴🈲值由0.601%上(shang)升至88.034%，甲烷(wán)由0.508%上升至(zhì)73.1327%，出口溫度(dù)由61℃上升至(zhi)80℃，電導率由(yóu)0.915s/m下降至0.832s/m，鑽(zuan)井液密度(du)由1.40g/cm3降至1.35～1.38g/cm3，粘(zhan)度由55s上升(shēng)至80s，池體積(jī)由120.38m3上升至(zhi)125.17m3。現場觀察(chá)發現返⁉️出(chu)管線鑽井(jing)液含氣泡(pào)明顯，當班(bān)人員在全(quan)烴放空🐆管(guǎn)線處用球(qiu)膽取樣，點(diǎn)火🔞試驗火(huo)焰呈淡🆚藍(lan)色。将相🐕關(guān)參數整理(lǐ)後代入預(yù)警模型，發(fā)現經過720s的(de)時間預警(jing)概率由0上(shang)升至99%，與實(shí)際溢流發(fa)生時間相(xiàng)吻合，驗證(zhèng)了流量🍉數(shù)據的可用(yong)性。
4 結語和(hé)展望
   電磁(cí)流量計在(zài)石油鑽井(jing)現場應用(yòng)廣泛，其測(cè)量過程中(zhōng)對滿管性(xing)的要求影(yǐng)響了現場(chang)數據的準(zhǔn)确性。該文(wén)通過過流(liu)分流裝置(zhì)👅的設計及(jí)流體動力(lì)學理論的(de)模拟計算(suàn)，優化了設(shè)計角度，在(zài)提高鑽井(jing)液通過性(xìng)的同時又(you)滿足✏️了電(dian)磁流量計(jì)的準确測(ce)量條♉件，獲(huò)取了真實(shi)有效的流(liú)量數據，從(cóng)而爲準确(que)判斷溢流(liu)狀态打下(xia)🈲了堅實基(ji)礎。

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