鉆井液體出口中電磁流量計的應用

作者: clcc123 日期: 2018-06-19 19:08:24 人氣: - 評論: 0


  鉆井液出口流量是判斷鉆井現場溢油的關鍵參數。為了實現安全,快速和經濟的鉆井,對鉆井液進行定量,實時和準確的監測顯得尤為重要。目前,國內對測井設備泥漿體積參數進行綜合監測,并進行人工觀測,記錄和比較,以確定是否存在溢流或漏失等事故。這種判斷方法自動化程度低,精度低,不能定量檢測,溢出檢測時間晚。近年來,鉆井液定量監測技術取得新的突破。引進了質量流量計和電磁流量計,用于石油鉆井過程中的鉆井液的定量監測。雖然質量流量計具有測量精度高,穩定性好的優點,但存在價格昂貴,現場安裝復雜等缺點。因此,電磁流量計目前用于定量監測鉆井現場的鉆井液流量。電磁流量計受測量原理的限制。為保證測量精度,流體必須在管道前后流過流量計,以滿足全管狀態,這就限制了電磁流量計的安裝和使用;當鉆井液流量大時,固定在管徑下的電磁流量計會對流體通過產生抑制作用,從而導致鉆井液回流,影響鉆井的安全運行。本文通過水力學模擬了鉆井液回流管道中的液體流速場,分析了回流管道中的流體流動規律,優化了出口流量監測系統的結構設計。同時,鉆井液定流量監測裝置設計用于克服大流量。狀態下鉆井液回流問題;從而滿足電磁流量計的滿量程測量條件,提高了流量計的適用性和測量精度,實時準確監測鉆井液出口流量,準確預警溢流和鉆井安全施工提供支撐,減少了損傷對井下油氣層進行井噴和殺蟲作業,從而提高經濟和社會效益,減少對環境的影響。
1國內外溢出監測現狀
  國內外有很多監控溢出的方法。主要研究方向集中在微流監測和壓力監測。微流體監測已經發展到包括井口液位監測技術,鉆井液流量計監測技術,改進的流量監測技術,壓力監測,鉆井環空壓力監測技術監測,垂直壓力監測技術和聲波監測技術。郭元亨等人。從改進設備和分析類型的角度對監測溢出的不同方法進行了全面分析[1]。目前國內對于溢出來說很好通常通過鉆井參數儀和綜合測井單元體積參數監測和人工定時觀測,記錄和比較來判斷是否發生溢流或漏失事故等復雜情況的監測。這種判斷方法自動化程度較低,且溢出發現時間較晚;此外,早期溢流監測領域的研究工作也側重于準確測量鉆井液儲存區的體積變化,從而對鉆井液的流入量和流出量的差異進行準確測量。判斷溢出狀態。由于存儲區的基本體積較大,所以小流量的變化范圍不易測量。另外增加輔助設施增加了施工的復雜性,液面波動范圍受環境因素的影響,從根本上決定了測量。精度低,延遲發現預警時間。通常,在鉆井過程中,液位變化與井噴發生之間的時間很短。從發現溢流到井噴,大多數井只有5到10分鐘的時間,有些時間更短。甚至溢出和井噴同時發生。幾乎沒有緊急情況。處理時間。溢流監測的原理并不復雜,但由于溢流現象的模糊性和不確定性,測量條件和設備的局限性,以及監測方案的缺陷,溢流監測無法達到預期效果。
  通過國家內外溢流監測狀況分析表明,井下壓力和地層因素是流量變化的原因。其他工程參數的變化是流體狀態變化的間接影響,而流體流量的變化反映了溢流狀態。最直接的表現就是選擇出口流量監測技術作為突破口可以確定早溢狀態,這是基于我國測井技術現狀的合理選擇。
2出口流量監控系統
2.1出口流量的定量監測方法
  該方法基于流體動力學計算,分析了出口管線的流體流動規律??紤]到流體的自然流量和出口壓力,采用V型出口管路方案。流量計測試系統滿足全管狀態,回流管道入口端傾角為30°?45°。 Ansys流體計算表明,在30°?45°的角度范圍內,隨著回水管道入口端傾角的增大,支管道彎頭引起的能量損失增加。李方程C的常數值逐漸減小,使得測試位置處的流速值逐漸減小。因此,在保證鉆井液合格率的前提下,應盡可能減小進口端傾角,減少入口端的傾斜度以確保另一個優點的一定流速也是為了保持鉆井液的切屑承載能力,這在其他研究工作中也得到了證實。
2.2流量和流量分配裝置的定量監測
  采用多管測量技術,在原有測量系統上安裝兩個或兩個以上的子管道,使子流量總和大于或等于主管道的總和。 這有效解決了大流量情況下的鉆井液回流問題,優化了流量。 負責安裝角度,在主管與支管接口處安裝限流裝置和防回流閥,滿足電磁流量計的滿量程測量條件,提高了流量計的適用性和測量精度 并實現了鉆井液出口流量的實時準確監控。
3應用實例
  使用由出口流量監測裝置獲得的瞬時流量值,通過WinBUGS軟件計算并驗證溢出概率。具體情況為:BS24-5-27井位于天津濱海新區南港工業規劃區,其構造位置為沿海斷裂南翼BS16X1井的巖性圈閉。井是開發井,井是定向井。 2014年3月7日鉆井,2014年4月1日鉆探到3,673.88米。地層學:在沙一號,出口流量從03月26日的27.99L / s上升到36.69L / s,天然氣總烴值從0.601%增加到88.034%,甲烷從0.508%增加到73.1327%,出口溫度為61.°C上升到80°C,電導率從0.915s / m下降到0.832s / m,鉆井流體密度從1.40g / cm3降至1.35?1.38g / cm3,黏度從55s增加到80s,體積由120.38m3增加到125.17m3?,F場觀察發現返回的管道鉆井液中含有氣泡,值班人員在全碳氫化合物排氣管線處對球膽采樣并開始點火。測試火焰呈淡藍色。 在將相關參數分類為預警模型后,發現720s后預警概率從0上升到99%,與實際溢流發生時間一致,驗證了流量數據的可用性。
4結論與展望
  電磁流量計廣泛用于石油鉆探現場,而且在測量過程中對全管線的要求會影響現場數據的準確性。 本文通過對過流分流裝置的設計和流體動力學理論的模擬,優化了設計角度,提高了鉆井液的通過能力,滿足了電磁流量計精確測量條件,真實有效 流量數據被獲得。 這為準確判斷溢流狀況奠定了堅實的基礎。

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