鑽井(jing)液出(chu)口流(liu)量是(shi)判斷(duan)鑽井(jing)現場(chang)井湧(yong)溢流(liu)的關(guan)鍵參(can)🧡數，爲(wei)了🌈實(shi)現安(an)全、快(kuai)速、經(jing)濟的(de)鑽井(jing)，對鑽(zuan)井液(ye)定量(liang)、實時(shi)、準确(que)監測(ce)顯得(de)尤其(qi)重要(yao)。目前(qian)國内(nei)一般(ban)是由(you)綜合(he)錄井(jing)儀池(chi)體積(ji)參數(shu)💋監測(ce)與人(ren)工定(ding)時觀(guan)測、記(ji)錄、并(bing)加以(yi)對比(bi)，以判(pan)斷是(shi)否出(chu)現溢(yi)流或(huo)者井(jing)漏等(deng)事故(gu)。這種(zhong)判斷(duan)方法(fa)♈自動(dong)化程(cheng)度和(he)精度(du)較低(di)，不能(neng)實現(xian)定量(liang)檢測(ce)，而且(qie)溢流(liu)🔞發現(xian)時間(jian)晚。近(jin)些年(nian)在鑽(zuan)井液(ye)定量(liang)監💔測(ce)技術(shu)上有(you)了新(xin)的突(tu)破，引(yin)進質(zhi)量流(liu)量計(ji)和電(dian)磁流(liu)量計(ji) 兩種(zhong)設備(bei)用于(yu)石油(you)鑽探(tan)過程(cheng)中的(de)鑽井(jing)液的(de)定量(liang)監測(ce)。質⭐量(liang)流🈚量(liang)計雖(sui)然具(ju)有測(ce)量精(jing)度高(gao)、穩定(ding)性好(hao)等優(you)點，但(dan)🌈是存(cun)在價(jia)格昂(ang)貴，現(xian)場安(an)裝複(fu)雜等(deng)缺點(dian)，因此(ci)目前(qian)多采(cai)用電(dian)磁流(liu)量計(ji)定量(liang)監測(ce)鑽井(jing)現場(chang)鑽井(jing)液流(liu)量。電(dian)磁流(liu)🏃量計(ji)受測(ce)量原(yuan)理限(xian)制，爲(wei)保證(zheng)測量(liang)精度(du)，流體(ti)流經(jing)流量(liang)🌂計的(de)前後(hou)管道(dao)内均(jun)需要(yao)滿足(zu)滿管(guan)狀态(tai)，對電(dian)磁流(liu)量計(ji)的安(an)裝使(shi)用産(chan)生了(le)限制(zhi)；另外(wai)當鑽(zuan)井液(ye)流量(liang)較大(da)時，固(gu)定管(guan)徑下(xia)的電(dian)🥵磁流(liu)量計(ji)會對(dui)流體(ti)通過(guo)産生(sheng)抑制(zhi)作💋用(yong)，從而(er)造成(cheng)鑽井(jing)液的(de)回流(liu)，對鑽(zuan)井的(de)安全(quan)♊作業(ye)産生(sheng)影響(xiang)。

   該文(wen)通過(guo)對鑽(zuan)井液(ye)返出(chu)管線(xian)流速(su)場進(jin)行水(shui)力學(xue)模♍拟(ni)，分析(xi)返♋出(chu)管線(xian)的流(liu)體流(liu)動規(gui)律，優(you)化了(le)出口(kou)流量(liang)監測(ce)㊙️系統(tong)結構(gou)設計(ji)；同時(shi)設計(ji)了鑽(zuan)井液(ye)定量(liang)監測(ce)過流(liu)分流(liu)裝置(zhi)，克服(fu)了大(da)流量(liang)狀态(tai)下的(de)鑽井(jing)液回(hui)流問(wen)題；從(cong)而滿(man)㊙️足電(dian)磁流(liu)量計(ji)的滿(man)管測(ce)量條(tiao)件，提(ti)高了(le)流量(liang)計适(shi)用性(xing)和測(ce)量準(zhun)确性(xing)，實現(xian)了鑽(zuan)井液(ye)出口(kou)流量(liang)的實(shi)時準(zhun)确監(jian)💘測，爲(wei)溢流(liu)的準(zhun)确預(yu)警和(he)鑽井(jing)的安(an)全✂️施(shi)工提(ti)供了(le)支持(chi)，減輕(qing)了井(jing)噴和(he)😍壓井(jing)作業(ye)對地(di)下油(you)氣層(ceng)的傷(shang)害，從(cong)而提(ti)高經(jing)濟和(he)社會(hui)效益(yi)，降低(di)對環(huan)境的(de)影響(xiang)。
1 國内(nei)外溢(yi)流監(jian)測現(xian)狀
   國(guo)内外(wai)監測(ce)溢流(liu)的方(fang)法很(hen)多，主(zhu)要方(fang)向集(ji)中于(yu)微流(liu)量監(jian)測和(he)壓力(li)監測(ce)方面(mian)。微流(liu)量監(jian)測方(fang)面陸(lu)續🏃‍♂️開(kai)發出(chu)包括(kuo)井口(kou)導管(guan)液面(mian)監測(ce)技術(shu)、鑽井(jing)液流(liu)量計(ji)監測(ce)技術(shu)、改🌈進(jin)流量(liang)監測(ce)技🙇‍♀️術(shu)、壓力(li)監測(ce)方面(mian)則有(you)随鑽(zuan)環空(kong)壓力(li)測量(liang)監測(ce)技㊙️術(shu)、立壓(ya)套壓(ya)監測(ce)技術(shu)以及(ji)聲波(bo)💃🏻監測(ce)技術(shu)。郭💚元(yuan)恒等(deng)人從(cong)改進(jin)設備(bei)和分(fen)析類(lei)型方(fang)面🔆綜(zong)合給(gei)出了(le)不同(tong)的溢(yi)流監(jian)測方(fang)法的(de)對比(bi)分析(xi)[1]。目前(qian)國内(nei)對于(yu)溢流(liu)、井🐇湧(yong)等複(fu)雜情(qing)況的(de)監測(ce)，一般(ban)是由(you)鑽井(jing)參數(shu)儀、綜(zong)合錄(lu)☎️井儀(yi)池體(ti)積參(can)數監(jian)測與(yu)人工(gong)定時(shi)觀測(ce)、記錄(lu)、并加(jia)以對(dui)比，判(pan)斷💜是(shi)否出(chu)現溢(yi)流或(huo)者井(jing)漏等(deng)事故(gu)。這種(zhong)判斷(duan)方法(fa)自動(dong)化程(cheng)度和(he)精度(du)較低(di)，溢流(liu)發現(xian)時間(jian)晚；另(ling)外對(dui)于早(zao)期溢(yi)流監(jian)測領(ling)域研(yan)究工(gong)作還(hai)☀️集中(zhong)于對(dui)鑽井(jing)液存(cun)儲區(qu)域的(de)體積(ji)變化(hua)進行(hang)精确(que)💯測量(liang)，從而(er)根據(ju)進出(chu)鑽井(jing)液的(de)差值(zhi)判斷(duan)溢流(liu)狀态(tai)。由于(yu)存儲(chu)區域(yu)的基(ji)礎體(ti)積較(jiao)大，微(wei)小流(liu)量的(de)變化(hua)範圍(wei)不容(rong)易測(ce)得，另(ling)外改(gai)造添(tian)加輔(fu)助設(she)施，增(zeng)加了(le)施工(gong)複🌈雜(za)程度(du)，而且(qie)液面(mian)波動(dong)範圍(wei)受環(huan)境影(ying)響✌️因(yin)素較(jiao)大，從(cong)而從(cong)根本(ben)上決(jue)定了(le)測量(liang)精度(du)較低(di)和發(fa)現預(yu)警時(shi)間的(de)延🔅遲(chi)。通常(chang)在鑽(zuan)井過(guo)程中(zhong)，出現(xian)🐆液面(mian)變化(hua)到發(fa)生井(jing)噴的(de)時間(jian)較短(duan)，大多(duo)數井(jing)從發(fa)現溢(yi)流到(dao)井噴(pen)時間(jian)隻😘有(you)5～10min，有的(de)時間(jian)更短(duan)，甚至(zhi)溢流(liu)和井(jing)噴同(tong)時發(fa)生，幾(ji)乎㊙️沒(mei)有應(ying)急處(chu)理的(de)時間(jian)。溢流(liu)監測(ce)的原(yuan)理并(bing)不複(fu)雜，但(dan)是🍓由(you)于溢(yi)流現(xian)象的(de)模糊(hu)性和(he)不确(que)定性(xing)，測量(liang)條件(jian)和設(she)備的(de)限制(zhi)以及(ji)監測(ce)方案(an)的缺(que)陷，使(shi)得溢(yi)流🈲監(jian)測達(da)不㊙️到(dao)預期(qi)的效(xiao)果。
   通(tong)過對(dui)國内(nei)外的(de)溢流(liu)監測(ce)現狀(zhuang)分析(xi)，可以(yi)看出(chu)井下(xia)壓力(li)和地(di)💚層因(yin)素是(shi)流量(liang)變化(hua)的誘(you)因，其(qi)它工(gong)程參(can)數的(de)變化(hua)則是(shi)流體(ti)狀态(tai)發生(sheng)變化(hua)的間(jian)接影(ying)響結(jie)果，而(er)流體(ti)流量(liang)的變(bian)化則(ze)是反(fan)映溢(yi)流狀(zhuang)态的(de)最直(zhi)接表(biao)現，選(xuan)擇出(chu)口流(liu)量監(jian)測技(ji)術爲(wei)突破(po)口即(ji)能夠(gou)判斷(duan)早期(qi)溢流(liu)狀态(tai)，又是(shi)立足(zu)于我(wo)國錄(lu)井技(ji)術🏃🏻現(xian)狀的(de)合理(li)選擇(ze)。
2 出口(kou)流量(liang)監測(ce)系統(tong)
2.1 出口(kou)流量(liang)定量(liang)監測(ce)方法(fa)
   該方(fang)法基(ji)于流(liu)體動(dong)力學(xue)計算(suan)，分析(xi)出口(kou)管線(xian)的流(liu)體流(liu)動規(gui)律，考(kao)慮流(liu)體自(zi)然流(liu)速和(he)出口(kou)壓力(li)狀态(tai)，采用(yong)✨V型出(chu)口管(guan)線方(fang)案，流(liu)量計(ji)測試(shi)系統(tong)滿足(zu)滿管(guan)狀态(tai)，返出(chu)管線(xian)的入(ru)口🐇端(duan)傾角(jiao)範圍(wei)爲30°～45°。Ansys流(liu)體計(ji)算後(hou)可知(zhi)，在30°至(zhi)45°的角(jiao)度範(fan)圍内(nei)，随着(zhe)😄返出(chu)管線(xian)的入(ru)口端(duan)傾角(jiao)的增(zeng)大🐪，支(zhi)線管(guan)道彎(wan)管造(zao)成的(de)能量(liang)損失(shi)增大(da)⭐，則後(hou)端測(ce)試💰位(wei)置處(chu)的伯(bo)努利(li)👅方程(cheng)C常量(liang)值逐(zhu)漸減(jian)小，從(cong)而表(biao)🛀現爲(wei)測試(shi)位置(zhi)流速(su)值逐(zhu)漸減(jian)小，所(suo)以在(zai)保證(zheng)鑽井(jing)液的(de)通過(guo)🛀率前(qian)提下(xia)，應盡(jin)量減(jian)🍉小入(ru)口端(duan)傾角(jiao)；減小(xiao)入口(kou)端傾(qing)角保(bao)證一(yi)定流(liu)速的(de)另一(yi)🍉個優(you)點還(hai)在于(yu)保持(chi)了㊙️鑽(zuan)井液(ye)的岩(yan)屑攜(xie)帶能(neng)📱力，這(zhe)一點(dian)也在(zai)其它(ta)的研(yan)究工(gong)作中(zhong)🔴得到(dao)證實(shi)。
2.2 定量(liang)監測(ce)過流(liu)分流(liu)裝置(zhi)裝置(zhi)
   采用(yong)多管(guan)測量(liang)技術(shu)，在原(yuan)有測(ce)量系(xi)統上(shang)加裝(zhuang)兩個(ge)或多(duo)💁個🐕分(fen)管，使(shi)得分(fen)管流(liu)通量(liang)之和(he)大于(yu)或等(deng)于主(zhu)通管(guan)，從而(er)有效(xiao)的解(jie)決了(le)❓大流(liu)量狀(zhuang)态下(xia)的鑽(zuan)井液(ye)回流(liu)問題(ti)，通過(guo)💰優化(hua)分管(guan)安裝(zhuang)角度(du)，在主(zhu)管和(he)分管(guan)交接(jie)口處(chu)安裝(zhuang)限流(liu)裝置(zhi)和防(fang)回流(liu)閥，滿(man)足電(dian)磁流(liu)量計(ji)的滿(man)管♈測(ce)量條(tiao)件，提(ti)高了(le)流量(liang)計适(shi)用性(xing)和測(ce)量準(zhun)确性(xing)，實現(xian)了鑽(zuan)井液(ye)出口(kou)流量(liang)的實(shi)時準(zhun)确監(jian)測。
3 應(ying)用實(shi)例
   利(li)用出(chu)口流(liu)量監(jian)測裝(zhuang)置獲(huo)取的(de)高可(ke)靠性(xing)瞬時(shi)流✉️量(liang)🌈值，利(li)用🧑🏾‍🤝‍🧑🏼軟(ruan)件WinBUGS對(dui)溢流(liu)事件(jian)進行(hang)了溢(yi)流概(gai)率計(ji)算🌈和(he)驗證(zheng)。具體(ti)事例(li)爲😄：BS24-5-27井(jing)位于(yu)天津(jin)市濱(bin)海新(xin)區南(nan)港工(gong)業規(gui)劃區(qu)，構造(zao)位置(zhi)爲濱(bin)海斷(duan)鼻南(nan)翼BS16X1井(jing)區岩(yan)性圈(quan)閉。井(jing)别爲(wei)開發(fa)井，井(jing)型爲(wei)定向(xiang)井。該(gai)井🎯于(yu)2025年11月(yue)27日開(kai)鑽，2025年(nian)11月27日(ri)鑽進(jin)至3673.88m。地(di)層：沙(sha)一上(shang)，03：26分出(chu)口流(liu)量由(you)27.99L/s上升(sheng)至36.69L/s，氣(qi)測全(quan)☀️烴值(zhi)由0.601%上(shang)升至(zhi)88.034%，甲烷(wan)由0.508%上(shang)升至(zhi)73.1327%，出口(kou)溫度(du)由61℃上(shang)升至(zhi)80℃，電導(dao)率由(you)0.915s/m下降(jiang)至0.832s/m，鑽(zuan)井液(ye)密度(du)由1.40g/cm3降(jiang)至1.35～1.38g/cm3，粘(zhan)度由(you)55s上升(sheng)至80s，池(chi)體積(ji)由120.38m3上(shang)升至(zhi)125.17m3。現場(chang)🛀觀察(cha)發現(xian)返出(chu)管線(xian)鑽井(jing)液含(han)氣泡(pao)💔明顯(xian)，當班(ban)人員(yuan)在全(quan)烴放(fang)空♻️管(guan)線處(chu)用球(qiu)膽取(qu)樣，點(dian)火試(shi)驗火(huo)焰呈(cheng)淡藍(lan)色。将(jiang)相關(guan)參數(shu)整理(li)後代(dai)入預(yu)警模(mo)型，發(fa)現經(jing)過720s的(de)時間(jian)預警(jing)概🈲率(lü)由0上(shang)升至(zhi)99%，與實(shi)際溢(yi)流發(fa)生時(shi)間相(xiang)吻合(he)，驗🌈證(zheng)了流(liu)量❤️數(shu)據的(de)可用(yong)性。
4 結(jie)語和(he)展望(wang)
   電磁(ci)流量(liang)計在(zai)石油(you)鑽井(jing)現場(chang)應用(yong)廣泛(fan)，其測(ce)量過(guo)程中(zhong)對滿(man)管性(xing)的要(yao)求影(ying)響了(le)現場(chang)數據(ju)的準(zhun)确性(xing)。該文(wen)通過(guo)過流(liu)分流(liu)裝置(zhi)的設(she)計及(ji)流體(ti)動力(li)學理(li)👌論的(de)模拟(ni)計算(suan)，優化(hua)了設(she)計角(jiao)🔞度，在(zai)提高(gao)鑽井(jing)液通(tong)過性(xing)的同(tong)時又(you)滿足(zu)了電(dian)磁流(liu)量計(ji)的準(zhun)确測(ce)量條(tiao)件，獲(huo)取了(le)真實(shi)有效(xiao)的流(liu)量數(shu)據，從(cong)而爲(wei)準确(que)判斷(duan)溢流(liu)狀态(tai)打下(xia)了堅(jian)實基(ji)礎。

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