鑽井液出口(kǒu)流量是判斷鑽井(jǐng)現場井湧溢流的(de)關鍵🧡參數，爲了實(shí)現安全、快速、經濟(ji)的鑽井，對鑽井液(ye)定量、實時🛀🏻、準确監(jiān)測✏️顯得㊙️尤其重要(yào)。目前國内一般📧是(shì)由綜合錄井儀池(chí)體🔴積參數監測與(yu)人工定時觀測、記(jì)錄、并🏃‍♂️加以對比，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(fǎ)自動化程度和精(jīng)度較低💚，不能實現(xiàn)定量檢測，而且溢(yì)流發現時間晚。近(jìn)些年🙇🏻在鑽井液定(dìng)量監測技術✔️上有(you)了新的突破，引進(jin)質量流量計和電(diàn)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(yǒu)測量精度高、穩定(ding)性好等優點，但是(shì)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(cí)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(zu)滿管狀态，對電磁(ci)流量計📞的安裝使(shǐ)用産生了限制；另(lìng)外當鑽井液流量(liàng)較大時，固👌定管徑(jing)下的電磁流量計(ji)會對流體通過産(chan)生抑制作用，從而(ér)造成鑽井液的回(hui)流，對鑽井的安全(quan)作業産生影響。

   該(gai)文通過對鑽井液(ye)返出管線流速場(chang)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(jian)測系統👣結構設計(jì)；同時設計了鑽井(jing)液定量監測過流(liú)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(wei)溢流的準确預警(jǐng)和鑽井❄️的安全施(shī)工提供了支持❄️，減(jian)輕了井噴和壓井(jing)作業對地下油氣(qì)層的傷害，從而提(ti)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(fa)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(kuo)井口導🌈管液面監(jiān)測技術、鑽井液流(liú)量⭕計監測技術、改(gǎi)進流量監測技術(shù)、壓力監測方面則(zé)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(jì)術。郭元恒等人從(cong)改進設備和分析(xī)類型方♍面綜合給(gei)出了不同的溢流(liu)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(yī)般是由鑽井參數(shu)儀、綜合錄井儀池(chí)體積參數監測與(yǔ)人工定時觀測、記(ji)💰錄、并加以對比，判(pan)斷🔆是否出現溢流(liu)或♋者井漏等事故(gu)。這種判斷方法自(zi)動化程度和精度(dù)較低，溢流發現時(shi)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(cong)而根據進出鑽井(jing)液的差☂️值判斷溢(yì)流狀态。由于存儲(chu)區域💃的基礎體積(jī)較大，微小🏃‍♂️流量的(de)變化範圍不容易(yì)測得，另外改造添(tiān)加輔助設施，增加(jia)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(gēn)本上決定了測量(liang)精度較低和發現(xiàn)預✂️警時間的延遲(chi)。通常在鑽井過程(chéng)中，出現液面變化(hua)到發生井噴☁️的時(shi)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(yì)流和井噴同時發(fa)生，幾乎☀️沒有應急(ji)處理的時間。溢流(liu)監測的原理🐪并不(bú)複雜😄，但是由于溢(yì)流現象的模糊性(xing)和不确定性，測量(liàng)條件和設備的限(xian)制以及監測方案(an)的缺陷，使得溢流(liu)監測達不❄️到預㊙️期(qi)的效果。
   通過對國(guó)内外的溢流監測(cè)現狀分析，可以看(kan)出井下壓力和地(dì)層因素是流量變(biàn)化的誘因，其它工(gōng)程參數的變化則(ze)是流體狀态發生(sheng)變化的間接影響(xiang)✔️結果，而流體流量(liàng)的變化則是反映(ying)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(pàn)斷早期溢流狀态(tai)，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(liú)體流動規📱律⭐，考慮(lǜ)流體自然流速和(hé)出口壓力狀态❌，采(cai)用V型出口管線方(fāng)案，流量計測試系(xi)統滿足滿管狀态(tài)，返出管線的入口(kǒu)端傾角範圍爲30°～45°。Ansys流(liú)體計算後可知，在(zai)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(jiàn)減小，從而表現爲(wei)測試位置流速值(zhí)逐漸減小，所以在(zài)㊙️保證鑽井液的通(tōng)過率前提下，應盡(jìn)量減小入口端🎯傾(qīng)角；減小入口端傾(qīng)角保證一定流速(su)的另一個優🌈點還(hái)在于保持了鑽井(jing)液的岩屑攜帶能(neng)力，這一點也在其(qi)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(zhi)裝置
   采用多管測(cè)量技術，在原有測(ce)量系統上加裝兩(liǎng)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(hui)流問題，通過優化(hua)分管安裝角度，在(zài)主管和分管交接(jie)口處安裝限流裝(zhuāng)置和防回流閥，滿(man)足電磁流✨量計的(de)滿管測量條件，提(tí)高了流量計适用(yong)性和測⚽量準确性(xìng)，實現了鑽井液出(chū)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(gao)可靠性瞬時流量(liang)值，利用軟件WinBUGS對溢(yi)流事件進行了溢(yi)流概率計算🏒和驗(yàn)證。具體事例爲：BS24-5-27井(jǐng)位于天津市濱海(hai)新區南港工業規(guī)劃區，構㊙️造位置爲(wei)濱海斷鼻南💰翼BS16X1井(jing)區岩性圈閉。井别(bié)爲開發井，井型爲(wèi)定向井。該井于2025年(nián)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(tīng)值由0.601%上升至88.034%，甲烷(wán)由0.508%上升至73.1327%，出🤟口溫(wen)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(zhan)度由55s上升至80s，池體(tǐ)✏️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(pào)明顯，當班人員在(zài)全烴放空☎️管線處(chu)用球膽取樣，點火(huǒ)試驗火焰呈淡♻️藍(lan)色。将相關參數整(zheng)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(shang)升至99%，與實際溢流(liu)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(jì)在石油鑽井現場(chǎng)應用廣泛，其測量(liàng)過✔️程中對滿管性(xìng)的要求影響了現(xiàn)場數據的準确性(xìng)。該文通過過流分(fen)流裝置的設計及(jí)流體動力學理✏️論(lùn)的模拟計算，優化(huà)了設計角度，在提(ti)高鑽井液通🈲過性(xing)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(tài)打下了堅實基礎(chǔ)。

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