鑽(zuàn)井液出(chu)口流量(liàng)是判斷(duan)鑽井現(xian)場井湧(yǒng)溢流的(de)關鍵參(can)數，爲了(le)實現安(an)全、快速(sù)、經濟的(de)鑽井，對(duì)鑽井液(yè)✏️定量、實(shí)時☎️、準确(què)監測顯(xiǎn)得💋尤其(qi)重要。目(mu)前國内(nei)一般🔴是(shì)由綜合(hé)錄井🔞儀(yi)池體積(ji)參數🈲監(jiān)測與人(rén)工定時(shí)觀測、記(jì)錄、并🎯加(jiā)以對比(bǐ)🚶，以判斷(duàn)是💞否出(chu)現溢流(liú)或者井(jing)🌈漏等事(shi)故。這種(zhong)判斷方(fāng)法自動(dòng)化程度(dù)和精度(du)較低💃🏻，不(bu)能實現(xiàn)定🏃🏻‍♂️量🏃檢(jian)測，而且(qiě)溢流發(fā)現時間(jian)晚。近些(xie)年🔱在鑽(zuan)井液定(dìng)量監測(cè)技術上(shang)有了新(xīn)的突破(pò)，引進質(zhì)量流量(liàng)計和電(diàn)磁流量(liàng)計 兩種(zhong)設備用(yòng)于石油(yóu)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(cè)量精度(du)高、穩定(dìng)性好等(deng)優點，但(dan)是存在(zài)價格昂(ang)貴，現場(chǎng)安裝複(fu)雜等缺(que)點，因此(cǐ)目前多(duo)采用電(dian)磁流量(liàng)計定量(liàng)監測鑽(zuàn)井現場(chǎng)鑽井液(yè)流量。電(diàn)磁流量(liang)計受測(ce)量原理(li)限制，爲(wei)保證測(cè)量精度(dù)，流體流(liú)經流量(liang)計的前(qian)後管道(dao)内均需(xū)要滿足(zu)滿管狀(zhuàng)态，對電(dian)磁流量(liàng)計💚的安(ān)裝使用(yòng)産生了(le)限制；另(lìng)外當鑽(zuan)井液流(liu)量較大(da)時，固定(ding)管徑下(xià)的電磁(ci)流量計(jì)會對流(liú)體通過(guo)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(yǐng)響。

   該文(wen)通過對(duì)鑽井液(yè)返出管(guǎn)線流速(su)場進行(háng)水力學(xué)🌂模拟，分(fen)析🔆返出(chū)管線的(de)流體流(liú)動規律(lǜ)，優化了(le)出口流(liu)量監測(ce)系統結(jié)構設計(ji)；同時設(shè)計了鑽(zuàn)井液定(dìng)量監測(ce)過流分(fen)流裝置(zhì)，克服了(le)大流量(liàng)狀💞态下(xià)的鑽井(jǐng)🏃🏻‍♂️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(jiàn)，提高了(le)流量計(ji)适用性(xìng)和測量(liàng)準确性(xing)，實現了(le)鑽井液(ye)出口流(liu)量的實(shi)時準确(què)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(jiǎn)輕了井(jing)噴和😘壓(ya)井作業(ye)對地下(xià)油氣層(céng)的傷害(hai)，從而提(tí)💛高經濟(ji)和社會(huì)效益，降(jiàng)低對環(huan)境的影(ying)響。
1 國内(nei)外溢流(liú)監測現(xian)狀
   國内(nei)外監測(cè)溢流的(de)方法很(hěn)多，主要(yào)方向集(ji)中于微(wēi)流🐆量🌐監(jian)測✨和壓(ya)力監測(cè)方面。微(wei)流量監(jian)測方面(miàn)陸續🛀🏻開(kāi)發出包(bao)括井口(kǒu)導🔞管液(yè)面監測(ce)技術、鑽(zuàn)井液流(liu)量⛱️計監(jiān)測技術(shu)、改進流(liú)量監測(ce)技💛術、壓(ya)力監測(cè)方面則(ze)有随鑽(zuan)環空壓(yā)力測量(liang)監測技(jì)術、立壓(yā)套壓監(jian)測技🌈術(shù)以及聲(sheng)波監測(cè)技術。郭(guō)🔞元恒等(deng)人從😍改(gai)進設備(bei)和分析(xi)類型方(fang)面綜合(hé)給出了(le)不同的(de)溢流監(jiān)測方法(fa)的對比(bi)分🏃🏻析[1]。目(mu)前國内(nei)對于溢(yì)流、井湧(yǒng)等複雜(zá)情況的(de)🐅監測，一(yī)般是由(yóu)鑽井參(cān)數儀、綜(zong)合錄井(jǐng)儀池體(ti)積參數(shù)監測與(yǔ)人工定(ding)時觀測(cè)、記錄、并(bìng)加以對(duì)比，判斷(duàn)是否出(chū)現溢流(liú)或者井(jǐng)漏等事(shì)故。這種(zhong)判斷方(fang)法自動(dong)化程度(dù)和精度(dù)較低，溢(yì)流發現(xiàn)時間晚(wan)；另外對(dui)于🌐早期(qī)溢流監(jiān)測領域(yu)研究❓工(gōng)作還集(ji)中于對(dui)鑽井液(ye)存儲區(qū)域☎️的體(ti)積變化(huà)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(yi)流狀态(tai)。由📱于存(cun)儲區域(yu)的基礎(chu)體積較(jiao)大，微小(xiǎo)流量的(de)變化範(fàn)圍💋不容(róng)易測得(dé)，另外改(gǎi)造添加(jia)輔助設(shè)施，增加(jia)了施工(gong)複❌雜程(cheng)度，而且(qiě)液面波(bō)動🈲範圍(wei)受環境(jing)🔱影響因(yīn)素較大(dà)，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(yán)遲。通常(chang)在⛷️鑽井(jǐng)過程中(zhōng)，出現📞液(ye)面變化(huà)到🏃發生(sheng)井♊噴的(de)時間較(jiào)短，大多(duō)數井從(cong)發現溢(yì)流到井(jing)噴時間(jiān)隻💚有5～10min，有(you)的時間(jiān)更短，甚(shen)至溢流(liu)和井噴(pen)同時發(fā)生，幾乎(hu)沒有應(ying)急處理(lǐ)的時間(jian)。溢流監(jiān)測的原(yuán)理🏃‍♂️并不(bú)複雜，但(dan)是由于(yú)溢流現(xiàn)象的模(mo)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(yu)🙇‍♀️期的效(xiao)果。
   通過(guo)對國内(nei)外的溢(yì)流監測(cè)現狀分(fèn)析，可以(yǐ)看出井(jǐng)下壓力(li)和⛱️地層(ceng)因素是(shì)流量變(bian)化的誘(yòu)因，其它(tā)工程參(can)數的變(bian)化則是(shi)流📞體狀(zhuàng)态發生(sheng)變化的(de)間接影(ying)響結果(guo)，而🌍流體(tǐ)流⭐量的(de)變化則(ze)是🌈反映(ying)溢流狀(zhuàng)态的最(zuì)直接表(biǎo)現，選擇(ze)出口流(liu)量監測(cè)技術爲(wèi)突破口(kou)即能夠(gòu)判斷早(zǎo)期溢流(liu)狀态，又(you)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻是立足(zú)于我國(guo)錄井技(jì)術💃🏻現狀(zhuang)的合理(li)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(cè)方法
   該(gāi)方法基(ji)于流體(tǐ)動力學(xué)計算，分(fèn)析出口(kǒu)管線的(de)流🎯體流(liú)🌐動規律(lü)，考慮流(liú)體自然(ran)流速和(he)出口壓(yā)力狀态(tai)，采用👌V型(xing)出口管(guan)線方案(an)，流量計(ji)測試系(xì)統滿足(zú)滿管狀(zhuang)态，返出(chū)管線的(de)入口端(duān)傾角範(fan)圍爲30°～45°。Ansys流(liu)體計算(suàn)後可知(zhī)，在30°至45°的(de)角度範(fàn)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(dào)彎管造(zao)成的能(néng)量損失(shi)增大🙇‍♀️，則(zé)後端測(cè)試位置(zhi)處的伯(bó)努利方(fang)程C常量(liàng)值逐漸(jiàn)減🈲小，從(cong)而表現(xian)爲測試(shi)位置流(liú)速值逐(zhu)漸減小(xiao)，所以在(zai)保證鑽(zuàn)井液的(de)通過率(lǜ)前提下(xia)，應盡量(liàng)減小入(ru)口端傾(qīng)角；減小(xiǎo)入口端(duan)傾角保(bao)證一🏃定(ding)流速的(de)另一個(gè)優🚶點還(hái)在于保(bǎo)持了鑽(zuàn)井液的(de)岩屑攜(xie)帶能力(li)，這一點(dian)也在其(qí)它的研(yan)究工作(zuo)中得到(dào)證實。
2.2 定(ding)量監測(ce)過流分(fen)流裝置(zhì)裝置
   采(cǎi)用多管(guǎn)測量技(jì)術，在原(yuán)有測量(liang)系統上(shang)加裝兩(liǎng)個或😘多(duo)👄個分管(guan)，使得分(fèn)管流通(tong)量之和(hé)大于或(huò)等于主(zhu)通管💁，從(cóng)而有效(xiào)的解決(jué)了大流(liú)量狀态(tai)下的鑽(zuan)井液回(huí)流問題(tí)，通過🚩優(you)化分管(guan)安裝角(jiǎo)度，在主(zhǔ)管和分(fèn)管交接(jiē)口處安(ān)裝限流(liú)裝置和(hé)防回流(liú)閥，滿足(zú)電磁流(liú)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻量計的(de)滿管測(ce)量條件(jiàn)，提高了(le)流量計(jì)🆚适用性(xing)和測✌️量(liang)準确性(xìng)，實現了(le)鑽井液(yè)出口流(liú)量的實(shi)時準确(que)監測。
3 應(ying)用實例(li)
   利用出(chū)口流量(liang)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(duì)溢流事(shì)件進行(hang)了溢流(liú)概率計(jì)算和驗(yàn)證。具體(ti)事例爲(wei)：BS24-5-27井位于(yú)天津市(shi)濱海新(xin)區南港(gǎng)工業規(guī)劃區，構(gou)造位置(zhi)爲濱海(hǎi)斷鼻南(nan)翼BS16X1井區(qu)岩性圈(quan)閉。井别(bié)爲開發(fa)井😄，井型(xíng)爲定向(xiàng)井。該井(jǐng)于2025年12月(yuè)15日⁉️開鑽(zuàn)，2025年12月15日(rì)⚽鑽進至(zhi)3673.88m。地層：沙(sha)一上，03：26分(fèn)出✏️口流(liú)量由27.99L/s上(shàng)😘升至36.69L/s，氣(qi)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(sheng)至80℃，電導(dǎo)率由0.915s/m下(xia)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(ti)積由120.38m3上(shàng)升至125.17m3。現(xiàn)場觀察(cha)發現返(fǎn)出管線(xiàn)鑽🌈井液(yè)含氣泡(pao)明顯，當(dang)班人員(yuan)在全烴(ting)放空管(guan)線處用(yòng)球膽取(qǔ)樣，點火(huo)試驗火(huǒ)焰呈淡(dan)藍色。将(jiang)相關參(can)數整理(li)後代入(ru)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(sheng)至99%，與實(shi)際溢流(liu)發生時(shi)間相吻(wěn)合，驗證(zhèng)了流量(liang)🔱數據的(de)可用性(xing)。
4 結語和(he)展望
   電(diàn)磁流量(liàng)計在石(shi)油鑽井(jing)現場應(ying)用廣泛(fàn)，其測量(liang)過程中(zhong)❌對滿管(guǎn)性的要(yao)求影響(xiǎng)了現場(chǎng)數據的(de)準确性(xìng)🈲。該文通(tong)過過流(liú)🚶‍♀️分流裝(zhuang)置的設(shè)計及流(liu)體動力(lì)學理論(lun)的模🈲拟(ni)計算，優(yōu)化了❄️設(shè)計角☔度(dù)，在提高(gao)鑽井液(ye)通過性(xing)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(qu)了真實(shí)有效的(de)流量數(shù)據，從而(ér)爲準确(què)判斷溢(yi)流狀态(tài)打💘下了(le)堅實基(ji)礎。

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