鑽井液出口(kou)流量是判斷鑽井(jǐng)現場井湧溢流的(de)關鍵參數，爲了實(shi)現安全、快速、經濟(jì)的鑽井，對鑽井液(yè)定量、實時、準确監(jiān)測顯得尤其重要(yào)。目前國内一般📞是(shi)由綜合錄井儀池(chí)體積參數監測與(yu)人工定時觀測、記(ji)錄、并🐉加以對比，以(yǐ)判斷是否出現溢(yì)流或者井🐪漏等事(shi)故。這種判斷方法(fa)自動化程度和精(jīng)度較低☂️，不能實現(xiàn)定✂️量🎯檢測，而且溢(yi)流㊙️發現時間晚。近(jin)些年在鑽井液定(dìng)量監測技術上有(yǒu)了新的突破，引進(jin)質量流量計和電(dian)磁流量計 兩種設(she)備用于石油鑽探(tan)過程中的鑽井液(yè)的定量監測。質量(liang)流量計雖然具有(you)測量精度高、穩定(ding)性好等優點，但是(shi)存在價格昂貴，現(xian)場安裝複雜等缺(que)點，因此目前多采(cǎi)用電磁流量計定(ding)量監測鑽井現場(chang)鑽井液流量。電磁(ci)流量計受測量原(yuán)理限制，爲保證測(cè)量精度，流體流經(jing)流量計的前後管(guǎn)道内均需要滿足(zú)滿管狀态，對電磁(ci)流量計的安裝使(shǐ)用産生了限制；另(ling)外當鑽井液流量(liang)✌️較大時，固定管徑(jìng)下的電🏃‍♀️磁流量計(jì)會對流體通過産(chan)生抑制作用，從而(er)造成鑽井液的回(huí)流，對鑽井的安全(quán)作業産生影響。

   該(gāi)文通過對鑽井液(yè)返出管線流速場(chǎng)進行水力學模拟(nǐ)🛀🏻，分析返出管線的(de)流體流動規律，優(yōu)化了出口流量監(jiān)測系統結構設計(ji)；同時設計了鑽井(jǐng)液定量🈲監測過流(liu)分流裝置，克服了(le)大流量狀‼️态下的(de)鑽井液回流問題(tí)；從而滿足電磁流(liu)量計的滿管測量(liang)條件，提高了流量(liang)計适用性和測量(liang)準确性，實現了鑽(zuan)井液出口流🌂量的(de)實時準确監測，爲(wèi)溢流的準💜确預警(jing)和鑽井的安全施(shi)工提供了支持，減(jiǎn)輕了井噴和💔壓井(jǐng)作業對地下油氣(qì)層的傷害，從而提(tí)高經濟和❓社會效(xiao)益，降低對環境♊的(de)影響🌈。
1 國内外溢流(liú)監測現狀
   國内外(wài)監測溢流的方法(fǎ)很多，主要方向集(ji)中于微流量監測(ce)💃和壓力監測方面(miàn)。微流量監測方面(miàn)陸續開發出包括(kuò)井口導😍管液面監(jiān)測技術、鑽井液流(liu)量計監測技術、改(gǎi)進流量監測技術(shu)、壓力監測方面則(ze)有随鑽環🐪空壓力(li)測量監測技術、立(li)壓套壓監測技術(shù)以及聲波監測技(ji)術。郭元恒等人從(cong)改進設備和分析(xi)類型方面綜合給(gei)出了不同的溢流(liú)監測方法🚶‍♀️的對比(bi)分析[1]。目前國内對(dui)于溢流、井湧等複(fú)雜情況㊙️的監測，一(yi)般是由鑽井參數(shu)儀、綜合錄井儀池(chí)體積參數監測與(yu)人工定時觀測、記(jì)錄、并加以對比，判(pàn)斷是否出現溢流(liu)或者井漏等事故(gù)。這種判斷方法自(zì)動化程度和精度(du)較低，溢流發現時(shí)間晚；另外對于‼️早(zao)期溢流監測領域(yu)研究工作🛀還集中(zhōng)于對鑽井液存儲(chǔ)區域💃🏻的體積變化(huà)進行精确測量，從(cóng)🈲而根據進㊙️出鑽井(jǐng)液的差值判🐕斷溢(yì)流狀态。由于存儲(chǔ)區域的🈲基礎體積(ji)較大，微小流量的(de)變👅化範圍不容易(yi)測得，另外改造添(tian)加輔助設施，增加(jiā)了施工複雜程度(dù)，而且液面波動範(fàn)圍受環境影響⭐因(yīn)素較大，從而從根(gen)本上決定了測量(liang)精度較低和發現(xiàn)預🤞警時間的延遲(chí)。通常在鑽井過程(chéng)中，出現液面變化(hua)到發生井噴的時(shí)間較短，大多數♈井(jing)從發現溢流到井(jing)噴時間隻有5～10min，有的(de)時間更短，甚至溢(yi)流和井噴同時發(fā)生，幾乎沒有應急(jí)處理的時間。溢流(liú)監測的原理并不(bú)複雜，但是由于溢(yì)流現象的模糊性(xìng)和不确定性，測量(liàng)條件和設👅備的限(xiàn)制以及監測方案(àn)的缺陷，使得溢流(liú)監測達不到預🐉期(qī)的效果。
   通過對國(guo)内外的溢流監測(cè)現狀分析，可以看(kàn)出井下✏️壓力💜和地(dì)層因素是流量變(bian)化的誘因，其它工(gōng)程參數的變化則(zé)是流體狀态發生(sheng)變化的間接影響(xiǎng)結果，而流體流量(liàng)的變化則是反映(yìng)溢流狀态的最直(zhí)接表現，選擇出口(kǒu)流量監測技術爲(wei)突破口即能🧡夠判(pan)斷早期🔱溢流狀态(tài)，又是立足于我國(guo)錄井技術現狀的(de)合理選擇。
2 出口流(liú)量監測系統
2.1 出口(kǒu)流量定量監測方(fang)法
   該方法基于流(liu)體動力學計算，分(fèn)析出口管線的流(liu)體流動規律，考慮(lǜ)流體自然流速和(he)出口壓力狀态，采(cǎi)用V型出口管線方(fāng)👅案，流量計測試系(xi)統滿足滿管狀态(tai)，返出管線的入口(kou)端傾角範圍爲30°～45°。Ansys流(liú)體計算後可知，在(zài)30°至45°的角度範圍内(nei)，随着返出管線的(de)入口端傾角的增(zeng)大，支線管道彎管(guan)造成的能量損失(shi)增大💞，則後端測試(shi)位置處的伯努利(lì)方程C常量值逐漸(jian)減🔞小，從而表🔞現爲(wèi)測試位置流速值(zhí)逐漸減小，所以在(zài)保證鑽井液的通(tong)過率前提下，應盡(jìn)量減小入口端✍️傾(qīng)角；減小入口端傾(qing)角保證一定流速(su)的另一個優點還(hai)在于保持了鑽井(jǐng)液的岩屑攜帶能(néng)力，這一點也在其(qí)它的🐇研究工作中(zhong)🙇🏻得🏃🏻到證實。
2.2 定量監(jiān)測過流分流裝置(zhì)裝置
   采用多管測(ce)量技術，在原有測(cè)量系統上加裝兩(liang)個或多💘個分管，使(shǐ)得分管流通量之(zhi)和大于或等于主(zhu)通管，從而有效的(de)解決了大流量狀(zhuang)态下的鑽井液回(huí)流問題，通過優化(hua)分管安裝角度，在(zài)主管和分管交接(jiē)口處🤟安裝限流裝(zhuāng)置和防回流閥，滿(mǎn)足電磁流量計的(de)滿管測量條件，提(tí)高了流量計🔆适用(yòng)性和測量準确性(xìng)，實😘現了鑽井液出(chu)口流量的實時準(zhun)确監測。
3 應用實例(lì)
   利用出口流量監(jian)測裝置獲取的高(gāo)可靠性瞬時流量(liang)值，利用軟件WinBUGS對溢(yì)流事件進行了溢(yì)流概率計算🍓和驗(yan)證。具👣體事例爲🏃‍♀️：BS24-5-27井(jing)位于天津市濱海(hǎi)新區南港工業規(gui)劃區，構造位置🐇爲(wèi)濱海斷鼻南翼BS16X1井(jǐng)區岩性圈閉。井别(bie)爲開發井，井型爲(wei)定向井。該井♻️于2025年(nian)12月16日⭕開鑽，2025年12月16日(ri)鑽進至3673.88m。地層：沙一(yi)上，03：26分出🙇‍♀️口流量由(you)27.99L/s上升至36.69L/s，氣測全烴(ting)🍉值由0.601%上升至88.034%，甲🤩烷(wán)由0.508%上升至73.1327%，出口溫(wēn)度由61℃上升至80℃，電導(dao)❗率由0.915s/m下降至0.832s/m，鑽井(jǐng)液密度由1.40g/cm3降至1.35～1.38g/cm3，粘(zhān)度由55s上升至80s，池體(ti)✉️積由120.38m3上升至125.17m3。現場(chang)觀察發現返出管(guǎn)線鑽井液含氣泡(pao)明顯，當班人員在(zai)全烴放空管線處(chù)用球膽取樣，點火(huǒ)試驗火焰呈淡藍(lán)色。将相關參數整(zhěng)理🔞後代入預警🏒模(mo)型，發現經過720s的時(shi)間預警概率由0上(shàng)升至99%，與實際溢流(liú)發生時間相吻合(he)，驗證了流量🔆數據(ju)的可用性。
4 結語和(hé)展望
   電磁流量計(ji)在石油鑽井現場(chang)應用廣泛，其測量(liàng)過🐆程中對🔴滿管性(xing)的要求影響了現(xian)場數據的準确性(xìng)❓。該文通過過流分(fèn)流☎️裝置🔞的設計及(ji)流體動力學理論(lùn)的模拟計算，優化(hua)了⚽設計角度，在提(ti)高鑽井液通過性(xìng)的同時又滿足了(le)電磁流量計的準(zhun)确測量條件，獲取(qǔ)了真實有效的流(liu)量數據，從而爲準(zhun)确判斷溢流狀态(tai)打下了堅實基礎(chǔ)。

以上内容來源于(yu)網絡，如有侵權請(qing)聯系即删除!