鑽(zuàn)井液出(chū)口流量(liàng)是判斷(duan)鑽井現(xiàn)場井湧(yǒng)溢流的(de)關鍵參(cān)數，爲了(le)實現安(an)全、快速(su)、經濟的(de)鑽井，對(dui)鑽井液(yè)🏃🏻‍♂️定量、實(shi)時、準确(que)🤞監測顯(xiǎn)得🛀尤其(qí)重要。目(mù)前國内(nei)一般是(shi)由綜合(he)錄井儀(yi)池體♉積(ji)參數監(jian)測與人(ren)工定時(shi)觀測、記(jì)錄、并加(jiā)以對比(bi)，以判斷(duàn)是否出(chū)現溢流(liu)或者井(jǐng)漏等事(shì)故。這🏃‍♂️種(zhong)判斷方(fāng)法自動(dong)化程度(dù)🌂和精度(dù)較低㊙️，不(bú)能實現(xian)定量檢(jian)測，而且(qie)溢流發(fa)現時間(jian)晚。近些(xie)年🔆在鑽(zuàn)井液定(ding)量監測(cè)技術上(shang)有了新(xin)的突破(po)，引進質(zhì)量流量(liang)計和電(diàn)磁流量(liàng)計 兩種(zhong)設備用(yong)于石油(yóu)鑽探過(guo)程中的(de)鑽井液(yè)的定量(liàng)監測💃。質(zhì)量流👅量(liàng)計雖然(ran)具有測(cè)量精度(dù)高、穩定(dìng)性好等(deng)優🧡點，但(dàn)是存在(zai)價😘格昂(áng)貴，現場(chǎng)安裝複(fu)雜等缺(que)點，因此(ci)目㊙️前多(duō)采用電(diàn)磁流量(liang)計🌂定量(liàng)監測鑽(zuàn)井現場(chǎng)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻鑽井液(yè)流量。電(dian)磁流量(liàng)計受測(ce)量原理(li)限制，爲(wei)保證💯測(cè)量精度(du)，流體流(liu)經流量(liàng)計的前(qian)後管🌐道(dào)内均需(xū)要🈲滿足(zu)滿管狀(zhuàng)态，對電(diàn)磁流量(liang)計㊙️的安(an)裝使用(yong)産生了(le)限制；另(lìng)外當鑽(zuan)井液流(liu)量較大(da)時，固✏️定(dìng)管徑下(xià)的電磁(ci)流量計(jì)會對流(liu)體通過(guò)産生抑(yì)制作🐪用(yong)🔱，從而造(zào)成🚶‍♀️鑽井(jing)液的回(huí)流，對鑽(zuan)井的安(an)全作業(yè)産生影(ying)響。

   該文(wén)通過對(duì)鑽井液(yè)返出管(guan)線流速(sù)場進行(háng)水力學(xué)模拟⚽，分(fèn)析返出(chū)管線的(de)流體流(liu)動規律(lü)，優化了(le)出口🧑🏾‍🤝‍🧑🏼流(liu)量監測(ce)系統結(jié)構設計(jì)；同時設(she)計了鑽(zuan)井液定(ding)量監測(ce)過🐪流分(fen)流裝置(zhi)，克服了(le)大流量(liang)狀态下(xià)的鑽井(jing)液回流(liu)問題；從(cóng)而滿足(zu)電磁流(liu)量計的(de)滿管測(ce)量條件(jian)，提高了(le)流量計(ji)适用性(xìng)和測量(liang)準确性(xing)，實現了(le)鑽井液(yè)出口流(liu)量的實(shi)時準确(què)監✍️測，爲(wèi)溢流的(de)準确預(yu)🛀🏻警和鑽(zuan)井的安(an)全🛀施工(gōng)提🏃‍♀️供了(le)支持，減(jiǎn)輕了井(jing)噴和壓(yā)井作業(yè)對地下(xià)油氣層(céng)的傷害(hai)，從而提(tí)高經濟(jì)和🔴社會(huì)效益，降(jiàng)低對環(huán)境的影(yǐng)響。
1 國内(nèi)外溢流(liu)監測現(xiàn)狀
   國内(nèi)外監測(ce)溢流的(de)方法很(hen)多，主要(yào)方向集(jí)中于微(wēi)流🔞量監(jian)🚶測和✔️壓(yā)力監測(ce)方面。微(wēi)流量監(jiān)測方面(miàn)陸續開(kāi)發出包(bao)㊙️括井口(kou)導管液(yè)面監測(cè)技術、鑽(zuàn)井液流(liu)量計監(jiān)測技術(shù)、改進流(liu)量監測(ce)技術、壓(ya)力監測(cè)方面則(zé)有随鑽(zuàn)環空壓(yā)力測量(liàng)監測技(jì)術、立壓(yā)套壓監(jian)測技🥵術(shu)以及聲(sheng)波監測(ce)技術。郭(guo)元恒等(deng)人從改(gǎi)進設備(bèi)和分析(xī)類型方(fāng)面綜合(he)給出了(le)不同的(de)溢流監(jiān)測方法(fǎ)🤩的對比(bi)分析[1]。目(mu)前國内(nei)對于溢(yi)流、井湧(yong)等複雜(zá)情況的(de)監測，一(yi)般是由(you)鑽井參(cān)數儀、綜(zong)合錄井(jǐng)儀池體(tǐ)積參數(shù)監測與(yǔ)人工定(dìng)時👌觀測(cè)、記錄、并(bing)加以對(duì)比，判斷(duan)是否出(chū)現溢流(liu)或者井(jǐng)漏等事(shì)故。這種(zhǒng)判斷方(fāng)法自動(dong)化程度(dù)和精度(dù)較低，溢(yi)流發現(xiàn)時間晚(wan)；另外對(duì)于早期(qi)溢流監(jiān)測領域(yu)研究工(gōng)作還🛀🏻集(jí)中于對(duì)鑽井液(ye)存儲區(qu)域的體(ti)積變化(hua)進行精(jīng)确💯測量(liang)💚，從而根(gēn)據進出(chu)鑽井液(yè)的差值(zhí)判斷溢(yì)流狀态(tài)。由于存(cun)儲區域(yu)的🌈基礎(chu)體積較(jiào)大，微小(xiao)流量的(de)變化範(fàn)圍不容(róng)易測得(de)，另外💔改(gai)造添加(jia)輔助設(shè)施，增加(jia)了施工(gōng)複雜程(chéng)度，而且(qie)液面波(bo)動範圍(wéi)受環境(jing)影響因(yin)素較大(dà)，從而從(cong)根本上(shàng)決定了(le)測量精(jīng)✌️度較低(di)和發現(xian)預警時(shí)間⭕的延(yán)遲。通常(cháng)在鑽井(jǐng)過程中(zhong)，出現✔️液(ye)面變化(hua)到發生(shēng)井噴的(de)時間較(jiao)短，大多(duo)數井從(cóng)發現溢(yi)流到井(jing)噴時間(jiān)隻🈲有5～10min，有(you)的時間(jiān)🈲更短，甚(shèn)至溢流(liu)和井噴(pen)同時發(fa)生，幾乎(hu)✏️沒有應(yīng)急處理(lǐ)的時間(jian)。溢🈲流監(jian)測的原(yuan)理🔴并不(bu)複雜🔞，但(dan)是🏃🏻由于(yu)溢流現(xian)象的模(mó)糊性和(he)不确定(dìng)性，測量(liàng)條件和(he)設💚備的(de)限制以(yi)及監測(cè)方案的(de)缺陷，使(shǐ)得溢流(liu)監測達(dá)不❄️到預(yù)期的效(xiào)果。
   通過(guò)對國内(nèi)外的溢(yì)流監測(ce)現狀分(fèn)析，可以(yǐ)看出井(jǐng)下壓力(lì)和地層(céng)因素是(shì)流量變(bian)化的誘(you)因，其它(tā)工程參(can)數🧑🏽‍🤝‍🧑🏻的變(bian)化則是(shi)流體狀(zhuang)态發生(shēng)變化的(de)間接影(ying)響結果(guǒ)，而流體(tǐ)流量的(de)變化則(ze)是反映(yìng)溢流狀(zhuang)态的最(zui)直接表(biǎo)現，選擇(ze)出口流(liu)量監測(cè)技術爲(wèi)突🌈破口(kǒu)即能夠(gou)判斷早(zao)期溢流(liu)狀态，又(yòu)✏️是立足(zú)于我國(guó)錄井技(ji)術現狀(zhuang)的合理(lǐ)選擇。
2 出(chū)口流量(liàng)監測系(xì)統
2.1 出口(kǒu)流量定(dìng)量監測(ce)方法
   該(gai)方法基(jī)于流體(ti)動力學(xue)計算，分(fen)析出口(kou)管線的(de)流體流(liu)動規律(lü)❤️，考慮流(liu)體自然(ran)流速和(he)出口壓(yā)力狀态(tai)，采用V型(xing)出口管(guǎn)線方案(àn)，流量計(ji)測試系(xì)統滿足(zu)滿管狀(zhuang)态，返出(chu)管線的(de)入口端(duān)傾角範(fàn)圍爲30°～45°。Ansys流(liú)體計算(suan)後可知(zhi)，在30°至45°的(de)角度範(fàn)圍内，随(sui)着返出(chū)管線⭕的(de)入口端(duān)傾角的(de)增大，支(zhi)線管道(dào)彎管造(zao)成的能(néng)量損失(shi)增大，則(ze)後端測(ce)試位置(zhi)處的伯(bo)努利方(fāng)程C常量(liang)值逐漸(jian)減小，從(cóng)而表現(xian)爲測試(shi)位置流(liu)速值逐(zhú)🐆漸減小(xiao)，所以在(zài)保證鑽(zuan)井液的(de)通過率(lü)前提下(xia)，應盡量(liang)㊙️減小入(ru)口端🏃🏻‍♂️傾(qīng)角；減小(xiǎo)入口端(duān)傾角保(bǎo)證一📐定(ding)流速的(de)另一個(ge)優♍點還(hái)在于保(bao)持了🤟鑽(zuan)井液的(de)岩屑攜(xie)帶能力(lì)，這一點(dian)也在其(qi)它的研(yán)究工作(zuò)中得🤞到(dao)證實。
2.2 定(ding)量監測(cè)過流分(fen)流裝置(zhì)裝置
   采(cai)用多管(guan)測量技(jì)術，在原(yuán)有測量(liàng)系統上(shàng)加裝兩(liǎng)個或多(duo)個☔分管(guǎn)，使得分(fèn)管流通(tōng)量之和(hé)大于或(huò)等于主(zhǔ)通管，從(cóng)而有效(xiào)的解🔴決(jué)了大流(liú)量狀态(tai)下的鑽(zuàn)井液回(hui)流問題(tí)，通過優(you)化分管(guan)安裝💰角(jiao)度，在主(zhu)管和分(fen)管交接(jiē)口處安(ān)裝限流(liú)💜裝置和(hé)防回流(liu)閥，滿足(zú)電磁流(liu)👌量計的(de)滿管測(cè)量條件(jian)，提高了(le)流量計(jì)适用性(xìng)和測量(liang)準确性(xing)，實現🧡了(le)鑽井液(yè)出口流(liu)量的實(shí)時準确(què)監測。
3 應(ying)用實例(li)
   利用出(chū)口流量(liàng)監測裝(zhuāng)置獲取(qǔ)的高可(kě)靠性瞬(shùn)時流量(liàng)值，利用(yong)軟件WinBUGS對(dui)溢流事(shì)件進行(hang)了溢流(liú)概率計(ji)算和驗(yan)💃🏻證。具體(ti)事例爲(wèi)：BS24-5-27井位♈于(yú)天津市(shì)濱海新(xin)區南港(gang)✌️工業規(gui)劃區，構(gòu)造位置(zhì)爲濱海(hai)斷鼻南(nán)翼BS16X1井區(qu)岩性圈(quān)閉。井别(bie)爲開發(fa)井，井型(xíng)爲定向(xiàng)井。該井(jing)于2025年12月(yuè)15日💃🏻開鑽(zuàn)，2025年12月15日(ri)鑽進至(zhi)3673.88m。地層：沙(sha)一上，03：26分(fèn)出口流(liu)量由27.99L/s上(shang)升至36.69L/s，氣(qì)測全烴(tīng)值由0.601%上(shàng)升至88.034%，甲(jia)烷由0.508%上(shang)升至73.1327%，出(chū)口溫度(dù)由61℃上升(shēng)至80℃，電導(dǎo)率由0.915s/m下(xià)降至0.832s/m，鑽(zuàn)井液密(mi)度由1.40g/cm3降(jiang)至1.35～1.38g/cm3，粘度(du)由55s上升(shēng)至80s，池體(tǐ)❌積由120.38m3上(shang)升至125.17m3。現(xiàn)場觀察(cha)發現返(fǎn)出管線(xiàn)鑽👣井液(ye)含氣泡(pao)明顯，當(dang)班人員(yuán)在全烴(ting)放空💞管(guǎn)線處用(yong)球膽取(qu)樣，點火(huǒ)試驗火(huǒ)焰呈淡(dàn)藍色。将(jiang)相關參(can)數整理(li)後代入(rù)預警模(mó)🔆型，發現(xiàn)經過720s的(de)時間預(yu)♈警概🐪率(lü)由0上升(shēng)至99%，與實(shí)際溢流(liu)發生時(shi)間相吻(wěn)合，驗✍️證(zhèng)了流量(liàng)數據的(de)可用性(xìng)。
4 結語和(hé)展望
   電(dian)磁流量(liàng)計在石(shi)油鑽井(jǐng)現場應(yīng)用廣泛(fan)，其測量(liang)過程中(zhōng)對滿管(guǎn)性的要(yao)求影響(xiǎng)了現場(chang)數據的(de)準确性(xìng)。該文通(tōng)過過流(liu)分流裝(zhuāng)置的設(she)計及流(liu)體動力(li)學理論(lun)的模拟(nǐ)計算，優(yōu)化了設(shè)計角✍️度(dù)，在提高(gāo)鑽井液(yè)通過性(xìng)的同時(shí)又滿足(zú)♈了電磁(cí)流🔴量計(jì)的準确(que)測量條(tiáo)件，獲取(qǔ)了真📐實(shí)有效的(de)流量數(shù)據，從而(er)爲準确(que)判斷㊙️溢(yi)流狀态(tai)打下了(le)堅實基(jī)礎。

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