钻井液体出口中电磁流量计的应用

作者: clcc123 日期: 2018-06-19 19:08:24 人气: - 评论: 0


  钻井液出口流量是判断钻井现场溢油的关键参数。为了实现安全,快速和经济的钻井,对钻井液进行定量,实时和准确的监测显得尤为重要。目前,国内对测井设备泥浆体积参数进行综合监测,并进行人工观测,记录和比较,以确定是否存在溢流或漏失等事故。这种判断方法自动化程度低,精度低,不能定量检测,溢出检测时间晚。近年来,钻井液定量监测技术取得新的突破。引进了质量流量计和电磁流量计,用于石油钻井过程中的钻井液的定量监测。虽然质量流量计具有测量精度高,稳定性好的优点,但存在价格昂贵,现场安装复杂等缺点。因此,电磁流量计目前用于定量监测钻井现场的钻井液流量。电磁流量计受测量原理的限制。为保证测量精度,流体必须在管道前后流过流量计,以满足全管状态,这就限制了电磁流量计的安装和使用;当钻井液流量大时,固定在管径下的电磁流量计会对流体通过产生抑制作用,从而导致钻井液回流,影响钻井的安全运行。本文通过水力学模拟了钻井液回流管道中的液体流速场,分析了回流管道中的流体流动规律,优化了出口流量监测系统的结构设计。同时,钻井液定流量监测装置设计用于克服大流量。状态下钻井液回流问题;从而满足电磁流量计的满量程测量条件,提高了流量计的适用性和测量精度,实时准确监测钻井液出口流量,准确预警溢流和钻井安全施工提供支撑,减少了损伤对井下油气层进行井喷和杀虫作业,从而提高经济和社会效益,减少对环境的影响。
1国内外溢出监测现状
  国内外有很多监控溢出的方法。主要研究方向集中在微流监测和压力监测。微流体监测已经发展到包括井口液位监测技术,钻井液流量计监测技术,改进的流量监测技术,压力监测,钻井环空压力监测技术监测,垂直压力监测技术和声波监测技术。郭元亨等人。从改进设备和分析类型的角度对监测溢出的不同方法进行了全面分析[1]。目前国内对于溢出来说很好通常通过钻井参数仪和综合测井单元体积参数监测和人工定时观测,记录和比较来判断是否发生溢流或漏失事故等复杂情况的监测。这种判断方法自动化程度较低,且溢出发现时间较晚;此外,早期溢流监测领域的研究工作也侧重于准确测量钻井液储存区的体积变化,从而对钻井液的流入量和流出量的差异进行准确测量。判断溢出状态。由于存储区的基本体积较大,所以小流量的变化范围不易测量。另外增加辅助设施增加了施工的复杂性,液面波动范围受环境因素的影响,从根本上决定了测量。精度低,延迟发现预警时间。通常,在钻井过程中,液位变化与井喷发生之间的时间很短。从发现溢流到井喷,大多数井只有5到10分钟的时间,有些时间更短。甚至溢出和井喷同时发生。几乎没有紧急情况。处理时间。溢流监测的原理并不复杂,但由于溢流现象的模糊性和不确定性,测量条件和设备的局限性,以及监测方案的缺陷,溢流监测无法达到预期效果。
  通过国家内外溢流监测状况分析表明,井下压力和地层因素是流量变化的原因。其他工程参数的变化是流体状态变化的间接影响,而流体流量的变化反映了溢流状态。最直接的表现就是选择出口流量监测技术作为突破口可以确定早溢状态,这是基于我国测井技术现状的合理选择。
2出口流量监控系统
2.1出口流量的定量监测方法
  该方法基于流体动力学计算,分析了出口管线的流体流动规律。考虑到流体的自然流量和出口压力,采用V型出口管路方案。流量计测试系统满足全管状态,回流管道入口端倾角为30°〜45°。 Ansys流体计算表明,在30°〜45°的角度范围内,随着回水管道入口端倾角的增大,支管道弯头引起的能量损失增加。李方程C的常数值逐渐减小,使得测试位置处的流速值逐渐减小。因此,在保证钻井液合格率的前提下,应尽可能减小进口端倾角,减少入口端的倾斜度以确保另一个优点的一定流速也是为了保持钻井液的切屑承载能力,这在其他研究工作中也得到了证实。
2.2流量和流量分配装置的定量监测
  采用多管测量技术,在原有测量系统上安装两个或两个以上的子管道,使子流量总和大于或等于主管道的总和。 这有效解决了大流量情况下的钻井液回流问题,优化了流量。 负责安装角度,在主管与支管接口处安装限流装置和防回流阀,满足电磁流量计的满量程测量条件,提高了流量计的适用性和测量精度 并实现了钻井液出口流量的实时准确监控。
3应用实例
  使用由出口流量监测装置获得的瞬时流量值,通过WinBUGS软件计算并验证溢出概率。具体情况为:BS24-5-27井位于天津滨海新区南港工业规划区,其构造位置为沿海断裂南翼BS16X1井的岩性圈闭。井是开发井,井是定向井。 2014年3月7日钻井,2014年4月1日钻探到3,673.88米。地层学:在沙一号,出口流量从03月26日的27.99L / s上升到36.69L / s,天然气总烃值从0.601%增加到88.034%,甲烷从0.508%增加到73.1327%,出口温度为61.°C上升到80°C,电导率从0.915s / m下降到0.832s / m,钻井流体密度从1.40g / cm3降至1.35〜1.38g / cm3,黏度从55s增加到80s,体积由120.38m3增加到125.17m3。现场观察发现返回的管道钻井液中含有气泡,值班人员在全碳氢化合物排气管线处对球胆采样并开始点火。测试火焰呈淡蓝色。 在将相关参数分类为预警模型后,发现720s后预警概率从0上升到99%,与实际溢流发生时间一致,验证了流量数据的可用性。
4结论与展望
  电磁流量计广泛用于石油钻探现场,而且在测量过程中对全管线的要求会影响现场数据的准确性。 本文通过对过流分流装置的设计和流体动力学理论的模拟,优化了设计角度,提高了钻井液的通过能力,满足了电磁流量计精确测量条件,真实有效 流量数据被获得。 这为准确判断溢流状况奠定了坚实的基础。

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