鑽(zuan)井液出(chu)口流量(liang)是判斷(duan)鑽井現(xian)場井湧(yong)溢流的(de)關鍵參(can)數，爲了(le)實現安(an)全、快速(su)、經濟的(de)鑽井，對(dui)鑽井液(ye)🐉定量、實(shi)時、準确(que)監測顯(xian)得💘尤其(qi)重要。目(mu)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(ji)錄、并加(jia)以對比(bi)，以判斷(duan)是☀️否出(chu)現溢🌂流(liu)或者井(jing)漏等事(shi)故。這種(zhong)判斷方(fang)法自動(dong)化程度(du)和精度(du)較低，不(bu)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(zuan)井液定(ding)量監測(ce)技術上(shang)有了新(xin)的突破(po)，引進質(zhi)量🌈流量(liang)計和電(dian)磁流量(liang)計 兩種(zhong)設備用(yong)于石油(you)鑽探過(guo)程中的(de)鑽井液(ye)的定量(liang)監🛀🏻測。質(zhi)量🏒流量(liang)計雖然(ran)具有測(ce)量精度(du)高、穩定(ding)性好等(deng)優點，但(dan)是存在(zai)價格昂(ang)貴，現場(chang)安裝複(fu)雜等缺(que)點，因此(ci)目前多(duo)采用電(dian)磁流量(liang)計☎️定量(liang)監測鑽(zuan)井現場(chang)鑽井液(ye)流量。電(dian)磁流量(liang)計受測(ce)量原理(li)限制，爲(wei)保證測(ce)量精度(du)，流體流(liu)經流量(liang)計的前(qian)後管道(dao)内均需(xu)要滿足(zu)滿管狀(zhuang)♈态，對電(dian)磁流量(liang)計的安(an)裝使用(yong)産😄生了(le)🈲限制；另(ling)外㊙️當鑽(zuan)井液流(liu)量較大(da)時，固定(ding)管徑下(xia)的電磁(ci)流量計(ji)會對流(liu)體通過(guo)産生抑(yi)制作用(yong)🤟，從而造(zao)成🔴鑽井(jing)液的回(hui)流，對鑽(zuan)井的安(an)全👅作業(ye)産生影(ying)響。

   該文(wen)通過對(dui)鑽井液(ye)返出管(guan)線流速(su)場進行(hang)水力學(xue)模拟🚶‍♀️，分(fen)析返出(chu)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(jie)構設計(ji)；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(xia)的鑽井(jing)液回流(liu)問題；從(cong)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(xing)和測量(liang)準确性(xing)，實現了(le)鑽井液(ye)出口流(liu)量的實(shi)時準确(que)監測，爲(wei)溢流的(de)準确預(yu)警和鑽(zuan)井的安(an)全🛀施工(gong)提供了(le)支持🏃‍♂️，減(jian)輕了井(jing)噴和壓(ya)井作業(ye)對地下(xia)油氣層(ceng)的傷害(hai)，從而提(ti)高經濟(ji)和社會(hui)效益，降(jiang)低對環(huan)境的影(ying)響。
1 國内(nei)外溢流(liu)監測現(xian)狀
   國内(nei)外監測(ce)溢流的(de)方法很(hen)多，主要(yao)方向集(ji)中于微(wei)流量㊙️監(jian)測和壓(ya)力監測(ce)方面。微(wei)流量監(jian)測方面(mian)陸續開(kai)發出包(bao)括井口(kou)導管液(ye)面監測(ce)技術、鑽(zuan)井液流(liu)量計監(jian)測技術(shu)、改進流(liu)量監測(ce)技術、壓(ya)力監測(ce)方面則(ze)有随鑽(zuan)環空壓(ya)力測量(liang)監測技(ji)術、立壓(ya)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(gai)進設備(bei)和分析(xi)類型方(fang)面綜合(he)給出了(le)不☔同的(de)溢流監(jian)測方法(fa)♻️的對比(bi)分析[1]。目(mu)前國内(nei)對于溢(yi)流、井👄湧(yong)等複雜(za)情況的(de)監測，一(yi)般是由(you)鑽井參(can)數儀、綜(zong)合錄井(jing)儀池體(ti)積參數(shu)監測與(yu)人工定(ding)時💔觀測(ce)、記錄、并(bing)加以對(dui)比，判斷(duan)是否出(chu)現溢流(liu)或☁️者井(jing)漏等事(shi)故。這種(zhong)判斷方(fang)法自動(dong)化程度(du)和精度(du)較低，溢(yi)流發現(xian)時間晚(wan)；另外對(dui)于早期(qi)溢流監(jian)測領域(yu)研究工(gong)作還集(ji)中于對(dui)鑽井液(ye)存儲區(qu)域的體(ti)積變化(hua)進行精(jing)确測量(liang)，從而根(gen)據進出(chu)鑽井液(ye)的差值(zhi)判斷溢(yi)流狀态(tai)。由于存(cun)儲區域(yu)㊙️的基礎(chu)體積較(jiao)大，微小(xiao)流量的(de)變化範(fan)圍不容(rong)易測得(de)，另外改(gai)造添🐪加(jia)輔助設(she)施，增加(jia)了施工(gong)複雜程(cheng)度，而且(qie)液面波(bo)動範圍(wei)受環境(jing)影響㊙️因(yin)素較大(da)，從而從(cong)根本上(shang)決定了(le)測量精(jing)度較低(di)和發現(xian)預警時(shi)間🐆的延(yan)遲。通常(chang)在鑽井(jing)過程中(zhong)，出現👉液(ye)面變化(hua)到發生(sheng)井✍️噴的(de)時間較(jiao)短，大多(duo)數⭐井從(cong)發現溢(yi)流到井(jing)噴時間(jian)隻🆚有5～10min，有(you)的時間(jian)更短，甚(shen)至溢流(liu)和井噴(pen)同時發(fa)生，幾乎(hu)沒有應(ying)急處理(li)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(mo)糊性和(he)不确定(ding)性，測量(liang)條件和(he)設備🌈的(de)限制以(yi)及監測(ce)方案的(de)缺陷，使(shi)得溢流(liu)監測達(da)不到預(yu)期的效(xiao)果。
   通過(guo)對國内(nei)外的溢(yi)流監測(ce)現狀分(fen)析，可以(yi)看出井(jing)下壓力(li)✨和地層(ceng)因素是(shi)流量變(bian)化的誘(you)因，其它(ta)工程⭕參(can)數的變(bian)❤️化則是(shi)流體狀(zhuang)态發生(sheng)變化的(de)間接影(ying)響結果(guo)，而⭐流體(ti)流量的(de)變化則(ze)是⛷️反映(ying)溢🔴流狀(zhuang)态的最(zui)直接表(biao)現，選擇(ze)出口流(liu)量監測(ce)📱技術爲(wei)突破口(kou)即能夠(gou)判斷早(zao)期溢流(liu)狀态，又(you)是立足(zu)于我國(guo)錄井技(ji)術現狀(zhuang)的合理(li)選擇。
2 出(chu)口流量(liang)監測系(xi)統
2.1 出口(kou)流量定(ding)量監測(ce)方法
   該(gai)方法基(ji)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(ya)力狀态(tai)，采用V型(xing)出口管(guan)線方案(an)，流量計(ji)測試系(xi)統滿足(zu)滿管狀(zhuang)态，返💋出(chu)管線的(de)入口端(duan)傾角範(fan)圍爲30°～45°。Ansys流(liu)體計算(suan)後🆚可知(zhi)，在30°至45°的(de)角度範(fan)圍内，随(sui)着返出(chu)管線的(de)入口端(duan)傾角的(de)增大，支(zhi)線管道(dao)彎管造(zao)成的能(neng)量損失(shi)增大，則(ze)後端測(ce)試位✂️置(zhi)處的伯(bo)努利✍️方(fang)程C常量(liang)值逐❤️漸(jian)減小，從(cong)而表現(xian)爲測試(shi)位置流(liu)速值逐(zhu)㊙️漸減小(xiao)，所以在(zai)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(qing)角；減小(xiao)入口端(duan)傾角保(bao)證一定(ding)流速的(de)另一個(ge)優♈點還(hai)在于保(bao)持了鑽(zuan)井液🌐的(de)岩屑攜(xie)帶能力(li)，這一點(dian)也在其(qi)它的🈲研(yan)究工作(zuo)中得到(dao)證實。
2.2 定(ding)量監測(ce)過流分(fen)流裝置(zhi)裝置
   采(cai)用多管(guan)測量技(ji)術，在原(yuan)有測量(liang)系統上(shang)加裝兩(liang)個或多(duo)👄個分管(guan)，使得分(fen)管流通(tong)量之和(he)大于或(huo)等于主(zhu)通管，從(cong)而有效(xiao)👄的解決(jue)了大流(liu)量狀态(tai)下的鑽(zuan)井液🔱回(hui)流問題(ti)，通過優(you)化分管(guan)安裝🏒角(jiao)度，在主(zhu)管和分(fen)管交接(jie)口處安(an)裝限流(liu)裝置和(he)防回流(liu)閥，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(xing)和測量(liang)準确性(xing)，實現了(le)鑽井液(ye)出口流(liu)量的實(shi)時準确(que)監測。
3 應(ying)用實例(li)
   利用出(chu)口流量(liang)監測裝(zhuang)置獲取(qu)的高可(ke)靠性瞬(shun)時流🌈量(liang)值，利🔞用(yong)軟件WinBUGS對(dui)溢流事(shi)件進行(hang)了溢流(liu)概率計(ji)算和驗(yan)😄證。具體(ti)事例爲(wei)：BS24-5-27井位于(yu)天津市(shi)濱海新(xin)區南港(gang)工業規(gui)劃區，構(gou)♉造位置(zhi)爲濱海(hai)斷鼻南(nan)翼BS16X1井區(qu)岩性圈(quan)閉。井别(bie)爲開發(fa)井，井型(xing)爲定向(xiang)井。該井(jing)🌍于2025年11月(yue)26日開鑽(zuan)，2025年11月26日(ri)鑽進至(zhi)3673.88m。地層：沙(sha)一上，03：26分(fen)出❓口流(liu)量由27.99L/s上(shang)🚩升至36.69L/s，氣(qi)測全烴(ting)💋值由0.601%上(shang)升至88.034%，甲(jia)烷由0.508%上(shang)升至73.1327%，出(chu)口溫度(du)由61℃上升(sheng)至80℃，電導(dao)率由0.915s/m下(xia)降至0.832s/m，鑽(zuan)井💰液密(mi)度由1.40g/cm3降(jiang)至1.35～1.38g/cm3，粘度(du)由55s上升(sheng)至80s，池體(ti)⭕積由120.38m3上(shang)升至125.17m3。現(xian)場觀❓察(cha)發現返(fan)🧡出管線(xian)鑽井液(ye)含氣泡(pao)明顯，當(dang)班人員(yuan)在全烴(ting)🌈放空✂️管(guan)線處用(yong)球膽取(qu)樣，點火(huo)試驗火(huo)焰呈淡(dan)藍色。将(jiang)相關參(can)數整理(li)後代入(ru)預警模(mo)❤️型，發現(xian)經過720s的(de)時間預(yu)警概🈚率(lü)由0上升(sheng)至99%，與實(shi)際溢流(liu)發✉️生時(shi)間相吻(wen)合，驗證(zheng)了流量(liang)🐇數據的(de)可用性(xing)。
4 結語和(he)展望
   電(dian)磁流量(liang)計在石(shi)油鑽井(jing)現場應(ying)用廣泛(fan)，其測量(liang)過程中(zhong)對🚶‍♀️滿管(guan)性的要(yao)求影響(xiang)了現場(chang)數據的(de)準确性(xing)。該文通(tong)過🔴過流(liu)分流裝(zhuang)置的設(she)計及流(liu)體動力(li)學理論(lun)的模拟(ni)計算，優(you)化了🈲設(she)計角🌂度(du)，在提高(gao)鑽井液(ye)通過性(xing)的同時(shi)又滿足(zu)了電磁(ci)流量計(ji)的準确(que)測量條(tiao)🍓件，獲取(qu)了真實(shi)有效的(de)流量數(shu)據，從而(er)爲準确(que)判斷溢(yi)流狀态(tai)打🏃下了(le)堅實基(ji)礎。

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