鑽井液出(chū)口流量是判斷(duan)鑽井現場井湧(yǒng)溢流的關鍵📱參(cān)數，爲了❗實現安(ān)全、快速、經濟的(de)鑽井，對鑽井液(yè)定量、實時、準确(què)監測顯得尤其(qi)重要。目前國内(nei)一般是由綜合(hé)錄井🌈儀池體積(ji)參數☎️監測與人(rén)工定時觀✉️測、記(jì)錄、并加以對比(bǐ)，以判斷是㊙️否出(chu)現溢流或者井(jǐng)漏等事故。這種(zhǒng)判斷方法自動(dong)化程度和精度(dù)較低，不能實現(xian)定量檢測，而且(qiě)溢流🈲發現時間(jian)晚。近些年在鑽(zuàn)井液🛀🏻定量監測(cè)技術上有了新(xin)的突破，引進質(zhi)量流量計和電(dian)磁流量計 兩種(zhǒng)設備用于石油(you)鑽探過程中的(de)鑽井液的定量(liàng)監🏃測。質量🌈流量(liàng)計雖然具有測(cè)量精度高、穩定(ding)性好等優🏃🏻點，但(dàn)🌏是存🧑🏾‍🤝‍🧑🏼在價格昂(áng)貴，現場安裝複(fú)雜等缺點，因此(cǐ)目⭐前多采🌏用電(diàn)磁流量計定量(liàng)監測鑽井現場(chang)鑽井液流量。電(dian)磁流量計受測(ce)量原理限制，爲(wei)保證測量精度(du)，流體流經流量(liàng)🛀🏻計的前後管道(dào)内均需要滿足(zu)滿管狀🎯态✍️，對電(diàn)磁流量計的安(an)裝使用産生了(le)限制；另外當鑽(zuàn)井液流量較大(dà)時，固定管徑下(xia)的電磁流量計(ji)會對流體✂️通過(guo)産生抑制作用(yong)☁️，從而造成鑽井(jǐng)液的回流，對鑽(zuan)井的安全🔴作業(ye)産生影響。

   該文(wen)通過對鑽井液(ye)返出管線流速(su)場進行水力學(xué)👈模拟，分析返出(chu)管線的流體流(liu)動規律，優化了(le)出口流量監測(ce)💯系統結構設計(ji)；同時設計了鑽(zuan)井液定量監測(cè)過流分流裝置(zhi)，克服了大流量(liàng)狀态下的鑽井(jing)液回流問題；從(cong)而滿🔴足電磁流(liú)量計的滿管測(ce)量條件，提高了(le)流🔆量計适用性(xing)和測量準确性(xìng)，實現了鑽井液(ye)出口流量🤞的實(shi)時準确監測，爲(wèi)溢流的準确預(yu)警和鑽井的安(an)全施工提供了(le)支持👄，減輕了井(jing)噴和壓井作業(ye)對地下油✍️氣層(ceng)的傷害，從而提(ti)高經濟和社會(hui)效益，降低對環(huán)境🌈的影響。
1 國内(nèi)外溢流監測現(xiàn)狀
   國内外監測(cè)溢流的方法很(hěn)多，主要方向集(jí)中于微流量✌️監(jian)測和🏃🏻壓力監測(cè)方面。微流量監(jiān)測方面陸續開(kāi)發出包括井口(kǒu)導管液💚面監測(cè)技術、鑽井液流(liu)量計監測技術(shù)、改進流量監測(cè)技術、壓力監測(cè)方面則有随鑽(zuan)環🐕空壓力測量(liang)監測技術、立壓(ya)套壓監測技術(shu)以及聲波監測(cè)技術。郭元恒等(deng)人從改進設備(bei)和🤟分析類型方(fāng)面綜合給出了(le)不同的溢流監(jiān)測方法的對比(bǐ)分析[1]。目前國内(nei)對于溢流、井湧(yǒng)等複雜情況的(de)監測，一般是由(yóu)鑽井參數儀、綜(zong)合錄井儀池體(tǐ)積參數監測與(yu)人工定時👣觀測(ce)、記錄、并加以對(dui)比，判斷是否出(chū)現溢流或者井(jing)漏等事故。這種(zhong)判斷方法自💋動(dòng)化程度和精度(dù)較低，溢流發現(xian)時間晚；另外對(duì)于🈲早期溢流監(jiān)測領域研究工(gōng)作還集中于對(dui)鑽井液🤩存儲區(qū)域♍的體積變化(hua)進行精确測量(liang)，從而根據進出(chū)鑽井液的差值(zhi)判🐉斷溢流狀态(tài)。由于存儲區域(yù)的基礎體積較(jiao)大，微小流量的(de)變化範圍不容(róng)易測得，另外改(gǎi)造添加輔助設(shè)施，增加了施工(gong)複雜程度，而且(qiě)液面波動範圍(wéi)受環境影響因(yin)素較大，從而從(cong)根本上決定了(le)測量精度較低(dī)和發現♈預警時(shi)間的延遲。通常(cháng)在🔱鑽井過程中(zhōng)，出現💋液面變化(hua)到發生井🙇🏻噴🈲的(de)時間較短，大多(duo)數井從發現溢(yi)流到井噴時間(jian)隻有5～10min，有的時間(jiān)更短，甚至溢流(liú)和井噴同時發(fa)🐅生，幾乎沒有應(ying)急處理的時間(jiān)。溢🚶‍♀️流監測的原(yuán)理并不複雜🐅，但(dàn)是由于溢流現(xiàn)象的模糊性和(hé)不确定性，測量(liàng)條📐件和設🐅備的(de)限制以及監測(ce)方案的缺陷，使(shi)得溢流👈監測達(dá)不到預🧡期的效(xiao)果。
   通過對國内(nèi)外的溢流監測(cè)現狀分析，可以(yǐ)看出井下壓力(lì)和地💛層因素是(shì)流量變化的誘(yòu)因，其它工程參(can)數的變化則是(shì)流體狀态發生(shēng)變化的間接影(ying)響結果，而流體(ti)流量的變化則(zé)是反映溢流狀(zhuang)态的最直接表(biǎo)現，選擇出口☀️流(liu)量監測技術爲(wei)突破口即能✉️夠(gou)判斷早期溢流(liú)狀态，又是立足(zú)于我國錄井技(ji)術🥰現狀的合理(li)❗選擇。
2 出口流量(liang)監測系統
2.1 出口(kǒu)流量定量監測(ce)方法
   該方法基(jī)于流體動力學(xué)計算，分析出口(kou)管線的流體流(liu)動規律🏃，考慮流(liu)體自然流速和(he)出口壓力狀态(tài)，采用V型出🐉口管(guan)線方案，流🛀🏻量計(ji)測試系統滿足(zú)滿管狀态，返出(chū)管線的入口端(duan)傾角範圍爲🤩30°～45°。Ansys流(liu)體計算後可知(zhī)，在30°至45°的角度範(fàn)圍内，随着返出(chū)管線的入口端(duan)傾角的增大，支(zhi)線管道彎㊙️管造(zao)成的能量損失(shi)增大，則後端測(cè)試位👣置處的伯(bó)努利方程C常量(liàng)值逐♈漸減小，從(cóng)而表現爲測試(shì)位置流速值逐(zhu)✂️漸減小，所以在(zài)保證鑽井液的(de)通過🤩率前提下(xià)，應盡量減小入(rù)口端傾角；減小(xiǎo)入口端傾角保(bǎo)證一🔞定流速的(de)另一個優點還(hai)在于保持了鑽(zuàn)井液的岩屑攜(xié)帶能🏃‍♂️力，這一點(dian)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻也在其它的研(yán)究工作中得⭐到(dao)證實。
2.2 定量監測(cè)過流分流裝置(zhì)裝置
   采用多管(guǎn)測量技術，在原(yuán)有測量系統上(shàng)加裝兩個或多(duō)個分管☔，使得分(fen)管流通量之和(he)大于或等于主(zhu)通管，從而有效(xiao)的解決了大流(liú)量狀态下的鑽(zuan)井液回流問題(ti)，通過🔞優化分管(guan)安裝角度，在主(zhǔ)管和分管交接(jie)口處安裝限流(liu)‼️裝置和防回流(liu)閥，滿足電磁流(liu)量計的滿管測(cè)量條件，提高了(le)流量計适用性(xing)和測量準确性(xìng)，實現了鑽井液(ye)出口流量的實(shi)時準确監測。
3 應(yīng)用實例
   利用出(chu)口流量監測裝(zhuāng)置獲取的高可(ke)靠性瞬時流量(liang)值，利用軟件WinBUGS對(duì)溢流事件進行(hang)了溢流概率計(ji)算和驗證。具體(tǐ)事例爲：BS24-5-27井位于(yu)天津市濱海新(xin)區南港工業規(guī)劃區，構造位置(zhi)爲濱海斷鼻南(nán)翼BS16X1井區岩性圈(quān)閉。井别爲開發(fa)井，井型爲定向(xiàng)井。該井于2025年12月(yue)13日💜開鑽，2025年12月13日(ri)鑽進至3673.88m。地層：沙(shā)一上，03：26分出口流(liú)量由27.99L/s上升至36.69L/s，氣(qi)測全烴值由0.601%上(shàng)升至88.034%，甲烷由0.508%上(shang)升至73.1327%，出口溫度(du)由61℃上升至80℃，電導(dao)率由0.915s/m下降至0.832s/m，鑽(zuan)井液密度由1.40g/cm3降(jiang)至1.35～1.38g/cm3，粘度由55s上升(sheng)至80s，池體🔱積由120.38m3上(shang)升至125.17m3。現場觀察(cha)發現返出管線(xiàn)鑽井液含氣泡(pào)明顯，當班人員(yuan)在全烴放空😍管(guǎn)線處用球膽取(qǔ)樣，點火試驗火(huo)焰呈淡藍色。将(jiāng)相關參數整理(li)後代入預警模(mó)型，發現經過720s的(de)時間預警概率(lü)由0上升至99%，與實(shi)際溢流發生時(shí)間相吻合，驗證(zheng)了流量㊙️數據的(de)可用性。
4 結語和(hé)展望
   電磁流量(liàng)計在石油鑽井(jǐng)現場應用廣泛(fàn)，其測量過程中(zhōng)對滿管性的要(yào)求影響了現場(chang)數據的準确性(xing)。該文通過過流(liu)分流裝置的設(shè)計及流體動力(lì)學理論的模拟(ni)計算，優化了設(shè)計角度，在提高(gao)鑽井液通❓過性(xìng)的同時又滿足(zú)了電磁流量計(ji)的準确測量條(tiao)件，獲取了真實(shí)有效的流量數(shu)據，從而爲準确(que)判斷😍溢流狀态(tài)打下☀️了堅實基(ji)礎。

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