钻井液流量检测技术

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基于电磁流量计的钻井液出口流量监测系统

基于电磁流量计的钻井液出口流量监测系统

钻井液出口流量是判断钻井现场井涌溢流的关键参数,为了实现安全、快速、经济的钻井,对钻井液定量、实时、准确监测显得尤其重要。

目前国内一般是由综合录井仪池体积参数监测与人工定时观测、记录、并加以对比,以判断是否出现溢流或者井漏等事故。

这种判断方法自动化程度和精度较低,不能实现定量检测,而且溢流发现时间晚。

近些年在钻井液定量监测技术上有了新的突破,引进质量流量计和电磁流量计两种设备用于石油钻探过程中的钻井液的定量监测。

质量流量计虽然具有测量精度高、稳定性好等优点,但是存在价格昂贵,现场安装复杂等缺点,因此目前多采用电磁流量计定量监测钻井现场钻井液流量。

电磁流量计受测量原理限制,为保证测量精度,流体流经流量计的前后管道内均需要满足满管状态,对电磁流量计的安装使用产生了限制;另外当钻井液流量较大时,固定管径下的电磁流量计会对流体通过产生抑制作用,从而造成钻井液的回流,对钻井的安全作业产生影响。

该文通过对钻井液返出管线流速场进行水力学模拟,分析返出管线的流体流动规律,优化了出口流量监测系统结构设计;同时设计了钻井液定量监测过流分流装置,克服了大流量状态下的钻井液回流问题;从而满足电磁流量计的满管测量条件,提高了流量计适用性和测量准确性,实现了钻井液出口流量的实时准确监测,为溢流的准确预警和钻井的安全施工提供了支持,减轻了井喷和压井作业对地下油气层的伤害,从而提高经济和社会效益,降低对环境的影响。

1 国内外溢流监测现状国内外监测溢流的方法很多,主要研究方向集中于微流量监测和压力监测方面。

微流量监测方面陆续开发出包括井口导管液面监测技术、钻井液流量计监测技术、改进流量监测技术、压力监测方面则有随钻环空压力测量监测技术、立压套压监测技术以及声波监测技术。

郭元恒等人从改进设备和分析类型方面综合给出了不同的溢流监测方法的对比分析[1]。

目前国内对于溢流、井涌等复杂情况的监测,一般是由钻井参数仪、综合录井仪池体积参数监测与人工定时观测、记录、并加以对比,判断是否出现溢流或者井漏等事故。

钻井液性能参数测定步骤

钻井液性能参数测定步骤

6、保持直立的状态冷却至室温,放掉压滤器内的压力,小心取出滤纸,用水 冲洗滤饼表面上的浮泥,测量滤饼厚度,即为HTHP泥饼。
汇 报 提 纲
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分 第六部分 第七部分 API失水、泥饼 HTHP失水、泥饼 含砂量测定 固相含量测定 塑性粘度、动切、静切 摩阻系数 膨润土含量测定
2、将已用高速搅拌器搅拌1min后的钻井液倒入压滤器中,使钻井液液 面距顶部为1cm,盖好盖并把刻度量筒放在滤失仪流出口下面。
钻井液各种参数测定
3、迅速加压并记时间,所加压力0.69MPa,压力源采用压缩氮气。 4、当滤出时间到15min时, 读取滤液的体积,API失水即为读取值得2倍。 5、取出滤纸,用钢板尺量取泥饼厚度,即为API泥饼厚度。
钻井液各种参数测定
1、把2mL的钻井液加到盛有10mL水的锥形瓶中。 2、加入15 mL过氧化氢溶液和0.5mL硫酸溶液,缓慢煮沸10min,但不能蒸干,用 水稀释至50mL。
钻井液各种参数测定
3、以每次0.5mL的量把亚甲蓝溶液加到锥形瓶中,并旋摇30s。在固体悬浮的状态 下,用搅拌棒取一滴液体在滤纸上,当染料在染色体周围显出蓝色环时,即已达到 滴定终点。 4、当蓝色环从斑点向外扩展时,再旋摇锥形瓶2 min,再取一滴滴在滤纸上,如果 蓝色色环仍然是明显的,则已达到终点.如果色环不出现,则继续第三步试验,直至 摇2 min后取一滴滴在滤纸上而显出蓝色环为止。
钻井液各种参数测定
5、接通电源,开始加热蒸馏,直至量筒内的液面时不再增加后再继续加热10 min, 记录收集到的油水体积。 6、固相体积百分数等于样品总体积与油水体积的差值。
汇 报 提 纲
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分 第六部分 第七部分 API失水、泥饼 HTHP失水、泥饼 含砂量测定 固相含量测定 塑性粘度、动切、静切 摩阻系数 膨润土含量测定

钻井液参数测定及维护

钻井液参数测定及维护

钻井液流变模式
钻井液流变性与钻井的关系
1、流变性与悬浮携带岩屑和净化井眼的关 系。钻井液粘度的作用是将井底的钻屑有 效地携带到地面,这是关系到能否安全快 速钻井的问题。实践表明:钻井液粘度、 切力越大,钻井液悬浮和携带岩屑的能力 越强,井眼的净化效果越好。反之钻井液 粘度、切力降低,钻井液悬浮和携带岩屑 的能力变差,井眼的净化效果差。
3.动切力
• 钻井液的动切应力反映的是钻井液在层流 时,粘土颗粒之间及高聚物分子之间相互 作用力的大小,即钻井液内部形成的网状 结构能力的强弱。用YP或者τ0表示,单位 是Pa(帕)。
4.表观粘度
• 钻井液的表观粘度又称有效粘度或视粘度, 是钻井液在某一速度梯度下,剪切应力与 速度梯度的比值,用AV表示,单位是 mPa·S(毫帕·秒)。
2、钻井液流变性与机械钻速的关系。实践 表明:在钻井过程中,钻井液粘度、切力 升高,钻速下降。原因是:一钻井液粘度、 切力大,流动阻力大,消耗的功率也大, 在泵功率一定的情况下,钻井液泵的排量 相应降低,降低了钻井速度。二是钻井液 粘度大,钻头在破碎岩石时,高粘度钻井 液在井底形成一个粘性垫层,粘性垫层缓 和了钻头牙齿对井底岩石的冲击切削作用, 使机械钻速降低。
钻井液流变性是钻井液的一项基本性能, 它在解决下列钻井问题是起着十分重要的作用: (1)携带岩屑,保证井底和井眼的清洁; (2)悬浮岩屑; (3)提高机械钻速; (4)保持井眼的规则和保证井下安全。
钻井液的流变性对钻井工作的影响主要体 现在悬浮岩屑、护壁、减阻、提高钻速和冷却钻 具5个方面。
液体的基本流型通过实验研究,归纳 为四种基本流型:牛顿流型、塑性流型、 假塑性流型和膨胀流型。一般钻井液属于 塑性流型。
按照API推荐的钻井液 性能测试标准, 需检测的钻井液常规性能包括:密度、漏 斗粘度、塑性粘度、动切力、静切力、API 滤失量、HTHP滤失量、pH值、碱度、含砂 量、固相含量、膨润土含量和滤液中各种 离子的质量浓度等。

四、溢流的监测

四、溢流的监测

(三)、检测溢流险情
3、运用综合录井技术检测溢流险情
(1)、根据工况正确设置参数报警
再如:气测值持续增加,停泵峰明显,说明当前使用 的钻井液密度过低,钻井液已经被气侵。遇到这种情 况,操作人员要立即利用流动测试法观察是否会发生 溢流,并及时向工程提供书面的溢流预报提示可能发 生溢流。
(三)、检测溢流险情
(二)、发生溢流的显示
2、次要显示
5)、 电阻率升高; 在钻进过程中,当钻遇空隙度较大的异常地层时, 破碎的岩石会将其内的流体释放到泥浆中去,如果地 层水的矿化度和钻井液中的矿化度不同,释放出来的
地层流体就会改变泥浆的电阻率和氯化物含量。(二Βιβλιοθήκη 、发生溢流的显示2、次要显示
6)、 井漏; 钻遇低压地层时,会发生井漏,当钻井液液面降 到一定高度,同层或其它层的井底压力小于地层压力 时,会发生溢流,同一裸眼井段存在多套压力体系,
也会外溢。
(二)、发生溢流的显示
1、主要显示
4)、起钻时应灌入的钻井液量减少 在起钻过程中,灌入的钻井液量小于起出钻具的体 积时,井内钻井液已满,说明地层流体已经进入井内, 填补了起出钻具所占的空间,在进入量达到使液柱压
力小于地层压力之前,不会发生溢流。
通过坐岗记录检测。
(二)、发生溢流的显示
1、主要显示
3、运用综合录井技术检测溢流险情
(1)、根据工况正确设置参数报警
钻进时设置的报警参数: 总池体积、全烃、钻时、出口流量、钻井液密度、电导率、硫化氢; 起下钻时设置的报警参数:
总池体积、出口流量、硫化氢,大钩速度,抽吸压力,激动压力;
空井时设置的报警参数: 总池体积、出口流量、井口硫化氢;
(三)、检测溢流险情
如果体积增加,同时钻井液性能发生变化,判定为溢

石油工程技术 井下作业 流量测试作业操作规程

石油工程技术   井下作业   流量测试作业操作规程

流量测试作业操作规程1主题内容与适用范围本规程规定了水井流量测试作业操作步骤和要求。

本规程适用于水井流量测试作业。

2程序内容2.1出车前的准备2.1.1队长(技术干部)对本班工作提出针对性的安全、质量、环保施工要求。

2.1.2班长到调度室领取流量测试作业票、油田常规作业票、流量测试测试计划任务书及相关记录。

2.1.3班长组织召开班前安全讲话,开展经验分享活动,进行岗位分工和风险提示以及操作规程的学习。

2.1.4班组成员劳保护具上岗,各种证件齐全有效,对各自岗位的风险进行识别并提出预防措施。

2.1.5填写班组QHSE综合记录,各岗位签字确认。

2.1.6到仪表班领取电磁流量计、电池、加重杆等仪器。

2.1.7到资料解释组核实本次流量测试井井位、管柱数据、井下遇阻、遇卡、落物、水量等有关资料。

2.1.8检查装载流量测试井口防喷装置(防喷管、封井器、井口连接短节),天、地滑轮等及管钳、扳手等现场工具齐全完好。

2.1.9司机按车辆巡回检查制度进行车辆检查完好,证件齐全。

2.1.10班长核查设施完整,测试仪器工作正常。

2.2施工过程2.2.1流量测试前的准备2.2.1.1到采油厂工艺室(油藏室)办理油田常规作业票。

2.2.1.2到采油厂工区签字确认油田常规作业票。

2.2.1.3确认施工现场达到施工要求,检查井口设施完好并与巡检工办理交接井手续。

2.2.1.4各岗位进行巡回检查,劳保护具上岗,严禁烟、火、手机带入井场,确认无误后,填写QHSE 检查表和流量测试作业票、油田常规作业票。

2.2.1.5班长负责指挥司机将钢丝试井车停在距井口20-30米处的上风口或侧风口,并使钢丝滚筒的中心轴垂直于井口纵向轴,且滚筒的中心正对井口,司机停车,倒换气路至台上操作台。

2.2.1.6司机在试井车两后轮后面各垫一个掩木,关闭防火帽。

2.2.1.7施工现场摆放“钢丝作业,严禁穿越”标识牌,井口与试井车之间拉好警戒带。

2.2.2打钢丝绳帽2.2.2.1打绳结前检查钢丝疲劳程度,(φ2.2mm弯折次数≥8,φ2.4mm弯折次数≥7),卸开防喷盒压帽,检查更换盘根。

02 第二章钻井工程

02 第二章钻井工程

第二章溢流的检测尽早发现溢流显示是井控技术的关键环节。

从打开油气层到完井,要注重观察井口和钻井液罐液面的变化.”因此,准确、有效地进行溢流的检测是实施井控的首要前提。

在现场施工中,溢流的检测通常分三步进行。

第一,在钻井设计时进行的溢流检测,即对邻近井的资料进行分析对比,表明可能遇到的异常压力地层、含酸性气体(H2S)地层、地质情况复杂的地层或漏失层。

第二,钻井过程中根据井上的直接或间接显示,判断井内地层压力增加或者钻井液静液压力减少,可能发生溢流。

第三,钻井过程中通过观察或判断溢流的显示,表明地层流体侵入井内,已发生溢流。

溢流的发生、发展是有一个过程的,对于潜在的或即将发生的溢流。

钻井人员应密切监控井下的情况,并且考虑和预测可能出现井控问题。

有准备的钻井人员应能够迅速发现井内异常情况,有效地把溢流、地面压力及井控的各种困难减到最小程度。

地层压力的增加或静液压力的减少,必然导致地层压力大于钻井液静液压力,这是溢流的最直接的警告信号,地层流体向井内流动及各种显示也就是溢流的具体显示。

认识与判断这些显示通常需要用关井或把流体从井场分流排出的办法。

若溢流预兆或显示没有及时发现和有效的控制,就可能出现溢流和井喷事故。

因此,钻井人员应做到以下几点:①熟悉各种溢流的原因;②认识溢流的发生、发展过程;③使用适当的设备和技术来检测意外的液柱压力减少;④使用适当的设备和技术来检测可能出现的地层压力增加;⑤能够正确识别静液压力与地层压力之间失衡的各种显示;⑥能够对溢流采取有效控制措施。

第一节溢流的迹象地层流体进入井内,在地面上会从各个方面显示出来。

认真观察和监视这些显示,就能及时的发现溢流。

一、钻井液量的增加地层流体侵入井内,而且变成钻井液循环系统中的一部分时,钻井液量就会增加。

这是发现井内侵入流体的一个可靠、确切的信号,通常需用钻井液罐液面指示器或流量检查来加以确认。

对于不同地层,地层流体进入井内的情况有所不同,钻井液量的增加速度也有所不同。

页岩气钻井中溢流监测新方法研究

页岩气钻井中溢流监测新方法研究

页岩气钻井中溢流监测新方法研究
在页岩气钻井过程中,窄密度窗口下钻井时常伴随着溢流的发生,由于井底高温高压溢流的检测比较复杂,因此及早的发现溢流在精细化钻井中显得尤为重要。

本文通过对动力井控水力系统的研究,说明了溢流和控制套压的过程中溢流量、井筒压力的变化规律,介绍了基于压力信号判断气液两相溢流的原理,建立了基于压力信号法检测、预报溢流的数学模型,通过井底压力和压力转换变量两种方法来判断溢流的产生,对现场测得的井口和井底压力进行曲线拟合,然后对拟合的曲线用实时多步离散的方法对其进行处理,编制简单的程序算法,即可实现判断井底溢流开始和停止的时间。

该方法简洁实用,具有一定的可操作性,可应用于欠平衡钻井、控压钻井、微流量钻井和动力井控中,能及时的发现溢流,降低井控风险。

标签:动力井控;井底压力;溢流;压力信号
随着涪陵页岩气商业化开发的进程,越来越多的井在施工过程中面临由邻井压力导致的溢流问题。

为了实现安全钻井,除了了解邻井生产动态,配置适应的钻井液处理系统和井控装置外,还配置可靠的溢流监控及预报装置。

在钻井中应用测量溢流的传感器比较费时费力,而且在高压高温的油基钻井液环境下容易失效,基于壓力信号法测量溢流简单快捷而且准确,便于普遍性的应用。

一、溢流和控制套压的过程中地层进气量、井筒压力的变化规律
假设钻井液不可压缩,动力井控的实现是通过增加套压使流动维持在式1的条件,直到溢流停止发生,其主要的目标是缩小溢流体积和控制溢流流出,也是精细化钻井的目标。

钻井液测试操作规程

钻井液测试操作规程

钻井液测试操作规程钻井液性能测试操作规程(一)钻井液马氏漏斗粘度的测定该仪器适应于测定钻井液的相对粘度(与水比较)。

由于测得数据在很大程度上受胶体和密度的影响,所测数据不能与旋转粘度计等有关仪器所测数据对比。

该仪器由漏斗、筛网及接收器组成,是被测钻井液在一定温度下流出946毫升时所用的时间。

一、主要技术参数1.筛底以下的漏斗容积1500cm32.漏斗锥体直径152mm3.漏斗锥体高度305mm4.管口长度50.8mm5.管口内径 4.7mm6.筛网12目7.接收器946mL二、仪器的校正在温度为(21℃±3℃)时,注入1500mL清水,从漏斗中流出946mL清水的时间为26±0.5s,其误差不得超过0.5s。

三、测定1.测量钻井液的温度,用℃表示。

2.手握漏斗,用手指堵住流出口,将新取的钻井液通过筛网注入洁净、干燥直立的漏斗中,直到钻井液面与筛网底部平齐为止。

3.保持漏斗垂直,移开手指的同时按动秒表,测量钻井液注满946mL所需要时间。

4.以s为单位记录马氏漏斗粘度,并以℃为单位记录钻井液的温度。

四、操作注意事项1.样品温度对测定结果有影响,测定时要记录样品温度。

2.大的分散颗粒和气泡干扰测定,应避免大颗粒进入漏斗,防止气泡产生,必要时加入消泡剂消泡。

3.液面的初始位置必须恰当,否则,由于液柱压力和惯性的影响可能会使测定结果错误。

4.钻井液倒入漏斗后立即开始测定,如拖延时间过长,钻井液可能形成凝胶,使测定结果出现正误差。

5.测定过程中尽可能使漏斗保持垂直。

(二)钻井液密度的测定钻井液密度是指单位体积钻井液的质量。

单位为g/cm3或kg/ m3。

通过用钻井液密度计来测定钻井液的密度。

钻井液密度计通常设计成臂梁一端的钻井液杯和另一端的固定平衡锤及一个可沿刻度臂梁自由移动的游码来平衡。

为使平衡准确,臂梁上装有水准泡(需要时可使用扩大量程的附件)。

一、仪器的校正1.量点的校正经常用淡水来校正仪器。

钻井液提升阀流量系数的测定

钻井液提升阀流量系数的测定
21 0 0年 第 3 4巷
中 国石 油 大 学 学报 (自然 科 学版 )
J u n l fC i a Unv r i fP t lu o r a h n ie st o er e m o y o
Vo _ 4 No. l1 r2 0
文章编号 :6350 (0 0 0 -150 17 -0 5 2 1 )20 2 - 5
钻 井 液 提 升 阀流 量 系 数 的测 定
朱 万 胜 ,张 作 龙 ,李 继 志
( 国石 油 大 学 机 电 工程 学 院 , 东 东 营 27 6 ) 中 山 5 0 1
摘要 : 以钻 井 液作 为介 质 , 锥 阀 、 阀 、 阀 3种 阀 芯 4种 不 同结 构 的 阀座 形 式 在 不 同 开 度 下 的 流 量 、 对 球 板 压力 进行 测量 和 计 算 , 出 l各 种条 件 下 钻 井 液 提 升 阀 阀 口流 量 系 数 及 其 规 律 , 与 水 压 阀 阀 口流 量 系数 进 行 对 比 分 析 。结 果 表 得 『 并 明: 阀座 倒 角 角 度 和倒 角 长 度 对 锥 阀及 球 阀 阀 口流 量 系数 有 较 大 影 响 , 板 阀 影 响 较 小 ; 压 存 在 与 否 对 板 阀 流 量 对 背
( ol e fMeh n a a dEet nc n ier gi C i nvrt o e o u D nyn 5 0 , hn ) C lg ca i l n l r iE gne n hn U i syf P t l m, og i 27 6 C i e o c co i n a e i re g 1 a
M e s e e t o o c e c e t o p tv l e f r d il u d a ur m n f f w o f i n fpo pe a v o r li f i l i ng l

钻井液性能测试方法

钻井液性能测试方法

第一篇钻井液性能测试方法1 密度的测定1.1 符号及单位密度以来表示,单位为g/cm3。

1.2 仪器——密度计:灵敏度为0.01g/cm3;——温度计:量程为0-100℃,分读值为1℃;——量杯:1000mL。

1.3 试验步骤a. 将密度计底座放置在水平面上。

b. 用量杯量取钻井液,测量并记录钻井液温度。

c. 在密度计的样品杯中注满钻井液,盖上杯盖,慢慢拧动压紧,为使样品杯中无气泡,必须使过量的钻井液从被盖的小空中流出。

d. 用手指压住杯盖小孔,用清水冲洗并擦干样品杯外部。

e. 把密度计的刀口放在底座的刀垫上,移动游码,直到平衡(水平泡位于中央)。

f. 记录读值。

g. 倒掉钻井液,将仪器洗净,擦干以备用。

1.4 校正a. 用淡水注满洁净、干燥的样品杯。

b. 盖上杯盖并擦干样品杯外部。

c. 把密度计的刀口放在刀垫上,将游码在左侧边线对准刻度 1.00g/cm3处,观察密度计是否平衡(平衡时水平泡位于中央)。

d. 如不平衡,在平衡圆柱上加上或取下一些铅粒,使之平衡。

2 粘度和切力的测定2.1 符号及单位——漏斗粘度:以FV表示,单位为s;—1———表观粘度:以AV表示,单位为mPa.s;——塑性粘度:以PV表示,单位mPa.s;——动切力:以YP表示,单位Pa;——静切力:以G10S(10s切力)和G10min(10min切力)表示,单位为Pa。

2.2 漏斗粘度2.2.1 仪器——马氏漏斗:圆锥型漏斗长305mm,上口直径152mm,筛网下容量1500mL,金属或塑料制成;流出口长510.8mm,内径4.7mm;筛网孔径 1.6mm,高度9.0mm;——刻度杯:1000mL,金属或塑料制成;——秒表:灵敏度为0.1s;——温度计:量程为0-100℃,分度值为1℃。

2.2.2 试验步骤a. 用手指堵住流出口,把新取的钻井液倒入洁净、干燥并垂直向上的漏斗中,直到刚好注满筛子底部为止。

把刻度杯置于流出口下。

一种提高钻井液返出流量测量灵敏度的方法

一种提高钻井液返出流量测量灵敏度的方法
Re n Me i pe ng 1 Li Xi a n gf a n g1 一 Xu Da r o ng 2 Zh a ng Xi n g qu a n 2
, , ,
1 . C o l l e g e o f Me c h a n i c a l a n dT r ns a p o r t a t i o n E n g i n e e r i n g , C h i n a Un i v e r s i t y o f P e t r o l e u m( B e i j i n g ) , C h a n g p i n g , B e i j i n g1 0 2 2 4 9 , C h i n a 2 C o l l e g e o f P e t r o l e u m E n g i n e e r i n g , C h i n a Un i v e r s i t y o f P e t r o l e u m( B e i j i n g ) , C h a n g p i n g , B e i j i n g 1 0 2 2 4 9 , C h i n a

种提高钻井液返出流量测量灵敏度的方法 : l =
任美鹏 , 李相方- , z , 徐 大融z , 张兴全
1 . 中 国石 油大 学 ( 北京 ) 机械 与储运 工程 学 院 , 北京 昌平 1 0 2 2 4 9 2 . 中 国石油 大学 ( 北 京) 石油 工程 学 院 , 北 京 昌平 1 0 2 2 4 9
摘ห้องสมุดไป่ตู้
要 :针对 目前钻井液返 出管线液面不稳 定, 流量增加后 液 面高度 变化 不明显 , 不利 于钻 井溢流早期检测等 情况 ,
根据 无压管线水 力计 算理论 , 从 临界 坡度及 临界 不淤速度概 念 出发 , 提 出 了圆管坡度及 水平槽尺 寸的设计方 法和原 则。通过 实例计算 , 优化 了圆管坡度 , 改装 了水平槽尺寸及形状 , 保证 了钻 井液液 面稳定 , 不会 出现岩屑堆积 , 并对 比 分析 了改装前后钻 井液液 面灵敏度 , 表 明当钻 井液排量改 变较 小值 时, 改装后的水平槽 中钻 井液液 面变化很 明显 。推

油气井溢流监测技术方法研究

油气井溢流监测技术方法研究

油气井溢流监测技术方法研究发布时间:2021-07-23T16:32:37.443Z 来源:《科学与技术》2021年第29卷3月8期作者:陈忠恒[导读] 利用钻井液参数的变化来监测溢流,包括钻井液体积陈忠恒胜利石油工程公司培训中心(党校)山东东营 257000摘要:利用钻井液参数的变化来监测溢流,包括钻井液体积(总池体积、分离器液面、井口导管液面、环空液面)、钻井液的密度(井口、井底)、钻井液的温度、钻井液的流量、流速(进、出口,井下环空);其中,通过对井口导管流量及分离器液面进行监测的微流量监测技术可靠性好、监测精度高,在生产现场取得了很好的应用效果。

关键词:油气井;溢流;监测1.1利用钻井液参数监测溢流方法基于钻井液参数的溢流监测技术,其前提是采用钻井液方式钻井。

目前,常用的钻井技术包括钻井液钻井及气体钻井。

川东北地区陆相沉积属于高陡构造,地层坚硬,研磨性强,可钻性差,井斜角度控制困难,钻速低,水敏性强,井下复杂情况或事故多。

为了解决这些问题,提高陆相地层的钻井速度,该地区在上部非产层段大量采用空气钻井技术。

目前,由于采用空气介质难以进行井下随钻测量,空气钻井多在一开和二开直井段使用。

空气钻井主要应用于中低压地层,该技术在普光气田及川东北工区取得了巨大的成功,机械钻速提高3~8倍,钻井周期缩短60-90d;到2007年12月,川东北地区已有66口井应用了气体钻井。

含硫(H2S)储层不宜采用空气钻井,因为当井内返出地面的含硫化氢的地层流体含量较低时点火不成功,一方面造成环境污染,另一方面造成作业区周围生物中毒。

当地层中的硫化氢含量超过30mg/m3时,不宜采用空气钻井。

综上,空气钻井主要应用于中低压地层,且不适用于含H2S的储层,由此推断“三高”油气井主要采用钻井液钻井方式,可以应用基于钻井液参数的溢流监测技术。

1、基于钻井液总池体积的溢流监测(1)优点:成本低。

(2)缺点:监测不够灵敏,不能及时发现早期微量溢流。

211007938_钻井液流量检测技术现状及精确计量方法探讨

211007938_钻井液流量检测技术现状及精确计量方法探讨

技术创新钻井液流量检测技术现状及精确计量方法探讨张杰杨智麟阚孝玲(东营市工业产品检验与计量检定中心山东东营257091)摘 要:钻井液流量检测技术是保障钻井施工安全的重要手段。

当前,钻井现场仍采用液位计和靶式流量计配合使用的间接测量方法,其精确度、时效性已不能满足复杂地层勘探开发的需求。

针对国内外研究现状,根据事例,分析超声波多普勒、电磁流量计、科里奥利流量计测量钻井液流量的优缺点和适用性,提出使用明渠流量计测量钻井液流量的设想。

关键词:钻井液流量靶式流量计科里奥利流量计明渠流量计中图分类号:T E92文献标识码:A文章编号:1674-098X(2022)08(a)-0019-03胜利油田是我国重要的石油工业基地,截至2021年底,累计生产原油12.7亿t,在长期勘探开发过程中积累了较为成熟的技术。

但随着油气勘探领域不断拓展,钻井施工的难度越来越大,遇到地层复杂、高压、硫化氢等问题,甚至可能出现影响生命财产安全的事故。

因此,在钻井施工过程中,井控工作的重要性越来越高,而钻井液流量的检测是其中的关键。

钻井液流量精确计量技术的应用能够准确地识别异常工况,避免出现安全事故。

根据东营市政府印发的《东营市国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》,要加快计量体系建设,推进石油装备产业计量中心建设。

研究钻井液流量精确计量技术,不仅是油田生产的需要,更符合地方政府规划要求,具有重要的现实意义。

1 钻井液流量检测技术现状1.1 钻井液简介钻井液是钻井的“血液”,主要作用是把岩屑从井底携带至地面。

钻井液主要由液相、固相和化学处理剂组成:液相可以是水(淡水、盐水)、油(原油、柴油)或乳状液(混油乳化液和反相乳化液);固相包括有用固相(膨润土、加重材料)和无用固相(岩石);化学处理剂包括无机、有机及高分子化合物。

1.2 钻井液的循环过程钻井液俗称泥浆。

在钻井施工过程中,钻井液从地面泥浆罐通过泥浆泵进入钻杆内部,压入井底,再由井底的钻头水口处返出,携带着地层破碎的岩屑,经由钻杆与井壁的环状空间回到地面,经过地面设备处理,回到泥浆罐。

EM钻井液面监测技术

EM钻井液面监测技术
轮台格瑞迪斯石油技术有限公司 luntai Grand Oilfield Technology Co.,Ltd
三、应用案例
元陆H-1井 元陆H-1井
2012年12月18日起钻中以每柱0.3m3灌浆量灌浆,井内钻具为 5½”,每柱排量0.16m3,起钻完共灌入31.3m3,液面维持在 880-860m,根据EM液面监测数据计算漏速约为1.4m3/h。
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三、应用案例
元陆H-1井 元陆H-1井
12月20日第二次堵漏,泵入密度2.1g/cm3堵漏浆36m3,替 浆39.5m3井口未返。堵漏后8:50-11:50时液面自422m下降至 480m,液面下降速度20m/h,漏失量1.4m3/h。12:50-22:00时 液面自480m下降至614m,下降速度16m/h。 堵漏有一定效果,液面无上涨说明气侵不明显。
元陆H-1井 元陆H-1井
1、通过实施液面监测为灌浆提供合理依据,既降低灌浆量损 失, 同时保证起钻作业井控安全; 2、通过液面监测有效判断地层漏失情况和堵漏效果。 3、通过液面监测监控井筒气侵情况,保障井控安全。 4、堵漏后液面监测和实际灌浆量也反向证明监测数据真实可靠。
综上所述,元陆H-1井通过EM液面监测有效测定井筒液面位置 和地层漏失情况,为确定合理钻井液密度和制定有效堵漏方案提供 依据;减少盲目灌浆造成的钻井液浪费和损失,保证井控安全。
因此,在没有液面监测条件下, 为保证井控安全,控制流体上窜速 度,只好采用高密度过量钻井液进行 灌浆。
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钻井液参数测定及维护

钻井液参数测定及维护

钻井液参数测定及维护钻井液在油气钻探中发挥着至关重要的作用,它不仅用于冷却和润滑钻头,还能够控制地层压力、防止井壁塌陷等。

为了确保钻井作业的安全和顺利进行,对钻井液参数的测定和维护显得尤为重要。

本文将探讨钻井液参数的测定方法以及维护的相关措施。

一、钻井液参数测定方法1. 密度测定钻井液的密度是其一个重要的参数,通过测定密度可以确定井底压力,从而提供钻井参数设计的依据。

常用的密度测定方法有静态法和动态法两种。

静态法是通过在实验室中将钻井液置于密度计中测定其密度,此方法测定结果准确,但操作相对繁琐。

而动态法则是使用测密仪检测泥浆中的密度,相比之下操作简单,适用于实际钻井作业中的密度监测。

2. 粘度测定钻井液的粘度直接影响着其在钻杆与井壁之间的润滑性能。

一般采用旋转式粘度计测定钻井液的粘度,通过设置恒定转速,测量流经器两侧的转矩差来计算得到钻井液的粘度数值。

3. 过滤性测定过滤性是指钻井液在通过岩心时所表现出的滤失性能。

通过过滤性测定可以判断钻井液中固相颗粒的尺寸与浓度,进而优化钻井液的配方与性能。

过滤性测定通常采用API滤失仪进行,首先将钻井液置于滤失仪中,然后观察一定时间内滤失液的体积变化,通过计算得到钻井液的滤失速度。

二、钻井液参数维护措施1. 密度维护钻井液的密度要保持在一定范围内,以确保井下气体和油层压力的平衡,并减少地层塌陷的风险。

密度维护的主要手段是通过添加重晶石、钙、钡等重质物质来调整钻井液的密度。

2. 粘度维护钻井液的粘度对钻井工艺和机械设备的运行具有直接影响,需要根据实际情况进行粘度的调控。

常见的粘度维护方法包括调整钻井液的固液比、添加聚合物、增加润滑剂等。

3. 过滤性维护钻井液的过滤性主要涉及液相的过滤速度与固相的尺寸与浓度。

要保持钻井液的良好过滤性,可以采取增加过滤剂浓度、调节粘度、控制井筒饱和度等措施。

总结:钻井液参数的测定和维护对于油气钻井作业的安全和顺利进行至关重要。

通过测定钻井液的密度、粘度和过滤性等参数,可以为钻井工程提供详细的设计依据,同时通过维护这些参数能够保持钻井液的性能稳定,提高钻井效率。

钻井液性能现场测试方法

钻井液性能现场测试方法

钻井液性能现场测试方法一.钻井液密度仪器:钻井液密度计操作步骤1将底座放在水平面上2将样品注入洁净的样品杯中,盖上杯盖并确保有钻井液从小孔冒出,压紧杯盖.3冲洗或擦干净杯外部4将臂梁上的刀口放在底座的刀垫上,移动游码使之平衡5从样品杯一侧读取刻度值6记录7清洗密度计样品杯二.马氏漏斗粘度仪器: 马氏漏斗带刻度泥浆杯秒表操作步骤1清洁漏斗和泥浆杯2用手指堵住漏斗的出口管,将样品注入直立的漏斗内,达到筛网底部为止(应有1500毫升)3移开手指并按下秒表,测量钻井液流入杯中达到1夸脱或1升的刻度线所用时间4记录以秒为单位的马氏漏斗粘度三.钻井液的表观粘度,塑性粘度,屈服值和静切力仪器:直读式旋转粘度计秒表操作步骤1将泥浆样品注入样品杯中,使粘度计的转筒侵入到钻井液中时液面刚好达到外筒刻度线2使外筒以600RPM的转速旋转,读取记录表盘上恒定的刻度值,记为Ф600.3将转速该为300RPM,读取记录为Ф300.4将转速改为600转,转动10秒以上,后静止10秒,立即开启仪器使其以3转速转动,读取开始转动时的最大值,记为G10” .5再以600转速转动10秒以上,后静止10分钟,立即开启仪器使外筒以3转速旋转,读取开始旋转时指针最大值,记为G10’.6测量完毕后及时清洗内外转筒并擦干净.计算A表观粘度:A V(cp)= Ф600/2 B塑性粘度:PV(cp)= Ф600-Ф300C屈服值:YP(lb/100ft2)= Ф300-PV D 初切力: G10” (lb/100ft2)E终切力: G10’.(lb/100ft2)四.钻井液室温中压滤失量(API失量量)仪器:API失水仪滤纸秒表带刻度量筒钢板尺压力源操作步骤1确保各部件清洁干燥,密封垫圈未变形或损坏2 将样品注入过滤杯中,液面距杯子密封端约1厘米,放好滤纸,盖上过滤盖压紧.3 在过滤杯排出管下面放好量筒以便接收滤液4 迅速加压,并释放压力到杯中,当第一滴滤液开始出现时,按动秒表记录时间,在7.5分钟或30分钟记录滤液体积(2倍7.5分的体积也为此次滤液体积)5 保留所得滤液,以备后用6 释放杯中压力,小心拆开杯盖,倒掉泥浆,取出滤纸,小心用缓慢的水流冲去滤饼表面泥浆,用钢板尺测量滤饼厚度,精确到1毫米.五.钻井液高温高压滤失量仪器:高温高压失水仪滤液接收器压力源过滤介质计时器温度计量筒高速搅拌器钢板尺(一)实验温度低于150度的操作步骤1将温度计插入加热套,预热到所需实验温度高6度,保持恒温;2将高速搅拌10分钟后的钻井液注入过滤杯中,液面距顶部13毫米,装上滤纸;3安装好过滤杯并关紧上下阀杆,放入加热套内,插上温度计;4将滤液接收器连接到过滤杯底部阀杆上并锁好.将可调节压力的调压器连接压力源并安装到上部阀杆上,锁好.4 在上下阀杆关紧后分别调节上下压力调节器到100PSI(690 千帕).打开上部阀杆,将压力释放到过滤杯内.维持此压力到达所需温度,保持此温度恒定;5温度达到后,将顶部压力增加到600PSI,并同时打开底部阀杆开始收集滤液,计时开始,在保持实验温度在正负3度范围内,收集滤液30分钟.如果测定中,接受器的回压器超过100PSI,可小心地从滤液接受器中排除一部分滤液,使压力降到100PSI.;6记录滤液体积,实验温度,压力和时间;7 实验完后,关紧上下阀杆,压力调节器释放压力;8 在确保上下阀杆关闭的情况下,拆除滤液接收器和压力调节器,设法使过滤器杯冷却至室温,保持过滤杯垂直向上,小心打开阀杆,释放出杯内的压力(不能对身体),然后打开杯盖,倒掉钻井液,取出滤饼,用缓慢水流冲洗滤饼表面疏松物质,用钢板尺测量滤饼厚度.最后清洗过滤杯各个部件.计算和记录: 滤失量:HTHP FL(毫升)=2*(滤液体积/30分钟)滤饼厚度(毫米)=钢板尺测量值六.钻井液的PH值试剂: PH广泛试纸和精密PH试纸操作步骤1 取一条PH试纸放进待测样品表面,当液体侵透PH试纸时(30秒内)取出试纸;2 与色标进行比较,确定颜色相同的色标,读取其代表的PH值;3 如果广泛PH试纸颜色不好识别,可用近似范围的精密PH试纸进行测定.七.钻井液水,油和固相含量仪器:蒸馏仪带刻度量筒钢丝毛试管刷专用刮刀操作步骤1 将除去了堵漏材料和大的钻屑的样品注入蒸馏杯;2 在蒸馏杯上部蒸馏室里填充适量钢丝毛;3 小心盖上蒸馏杯盖,后按装到蒸馏器上,进行加热,并在下部排出管下面放置接收冷凝器的量筒,直到无冷凝液滴出后10分钟停止加热;4 冷却到室温后,读取水和油的体积,最后清洁蒸馏仪.计算钻井液含水量Vw(%)=100*(蒸馏出水体积,毫升)/样品体积,毫升钻井液含油量V o(%)=100*(蒸馏出油体积,毫升)/样品体积,毫升钻井液固相含量Vs (%)=100-(Vw+V o)八.钻井液含砂量仪器含砂量测定仪操作步骤1 将样品注入玻璃测定管内到”泥浆”标记处,再加水到另一标记处;2 用拇指堵住管口激烈震荡,将上层稀液倒入200目小筛上,滤出液体,再给玻璃管里加水,冲洗出管里固体颗粒并倒入小筛里,反复直到管内干净为止;3 用水冲洗筛里砂子以出去残留的钻井液;4 将筛子反转套在漏斗上,用小流水冲洗筛子使砂子冲入玻璃测量管中;5 静置测量管,使砂子沉降,从玻璃测量管刻度读出砂子的体积百分数.九.钻井液搬土含量仪器烧杯移液管电炉玻璃棒滤纸操作步骤 1 取一毫升钻井液加10毫升蒸馏水+10毫升3%的双氧水+0.5毫升5N硫酸;2 微沸10分钟(不要蒸干) ,视烧杯大小加适量蒸馏水;3 用亚甲基蓝溶液滴定,每次加0.5毫升摇荡30秒;4 用玻璃棒点滴直到发现边缘出现蓝色环,再加0.5毫升点滴检验,仍然出现蓝色环为止;5 记录检验前所用亚甲基蓝溶液体积.计算搬土含量=14.25*所用亚甲基蓝溶液体积十.氯离子含量操作步骤1 取一毫升滤液,加5~10毫升蒸馏水;2滴加4~6滴铬酸钾试剂3 滴加几滴酚酞;(有时不加)4 用移液管取硝酸银进行滴定,直到黄色刚好变为橙红色并在30秒不消失为止. 计算氯离子含量=10000X(所用硝酸银体积,毫升)十一.钙离子含量操作步骤1取一毫升滤液,加5~10毫升蒸馏水;2 滴加几滴缓释剂,加一毫升NaOH溶液;3 加适量钙试剂;4 用EDTA溶液滴定至到红色刚变为蓝色,并不在消失。

钻井液出口流量的精确测量研究

钻井液出口流量的精确测量研究

Precise measurement of drilling fluid outlet flow 作者: 王会永
作者机构: 中原油田钻井工程技术研究院,河南濮阳457001
出版物刊名: 黑龙江科学
页码: 6-7页
年卷期: 2015年 第4期
主题词: 短管道 谢才公式 出口流量 精确测量 液面高度
摘要:钻井液出口流量的精确测量是钻井工程中一个难题,为解决这一问题,本研究避开了对流体物理特性和流动特性进行研究的传统方法,提出用谢才公式法对出口流量进行理论分析和计算。

通过对管内流体液面的高度和管道内壁的粗糙度以及管道的坡度等参数进行测量,推导得出钻井液出口流量计算公式。

在此公式中,管道坡度和粗糙度可以通过测量和计算得出,因此,流量计算公式中只有液面高度一个变量。

理论验证表明,流量与液面高度成近似线性关系,这一近似的线性关系,为出口流量计算提供了理论依据,只要能够精确测量到管内的液面高度就可以实现出口流量的精确计算。

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钻井液流量检测技术
中石化胜利工程有限公司地质录井公司
摘要:钻井液出入口流量的准确检测是发现以上异常现象的重要手段之一,因此准确实现钻井液出入口流量的检测,对于现场油气钻探的安全施工有着重要的意义。

关键词:钻井液流量;检测;录井;研究方法
引言
在钻井现场,钻井液出口流量是一个重要的参数,根据出口流量的变化能够判断井下异常情况,通常情况下是利用靶式流量计来测量,其测量原理是靠泥浆的冲击使靶体发生位移,带动电阻变化,产生信号变化,反应灵敏,测量结果能够快速反映钻井液出口流量的变化;靶体使用优质不锈钢材料制作,成本低廉、原理简单、不容易损坏。

该传感器存在诸多缺点:
1、使用困难,传感器一般是装在架空管线上,需要对架空管线开口,安装人员需要佩戴安全带,进行高处作业;
2、经过长时期使用,传感器会变得不灵活,泥浆在靶体上固结,形成泥饼,影响了测量的精度,导致传感器的输出信号变小,不能反映泥浆流量的真实变化;
3、无法根据实际情况标定传感器,当受到钻井液冲击
后,其上升和回落之间的落差较大,只能反映一个相对值,不能计算真实的流量变化。

所以,靶式流量传感器的测量精度不能满足钻井过程中井涌、井漏及其他钻井安全事故监控预报的需求。

1、研究意义
钻井液入口流量采用泥浆泵计算的方法获得,存在误差大、受泥浆泵效率影响大等问题。

因此,研制一套钻井液出入口流量实时检测单元,对于准确计算钻井过程中的钻井液体积变化具有重要意义。

在钻井现场,如果采用的流量检测手段不适合,对井漏井涌等异常工况的发生预测不及时,将会造成极为严重的后果。

在重庆开县发生过重大的死伤事故,在天然气井钻进时,若处理措施不恰当,还会引起失控着火、爆炸以及地层下陷等事故。

为预防各种事故的发生,钻井过程中,录井人员应该做好井控监视工作,及时发现溢流、井漏等征兆,进行快速汇报。

需要对钻井液流量进行定量、实时的检测,及时发现各类异常工况,及时进行预警,在根本上防止井喷等事故的发生,以便于钻井工作的顺利实施,提高社会效益。

目前,录井技术逐渐向智能化发展,以电子设施、智能化仪表的自动监测控制代替常规的人工坐岗,能够减少因人工疲倦、失误造成的情况误判、漏报、错报,尤其在情况复杂的地区,凭人工的经验进行施工,容易造成巨大的事故,
导致国家财产蒙受巨量的损失。

钻井液流量的智能监测、智能预报,不仅提供了可观的数据信息,还可以实时分析相关的参数,进行智能化预报,为钻井工程技术人员的现场施工和后方人员的决策提供了配套的数据。

因此研发出一套相应的系统,能够实时监测钻井液的流量,采集各项数据,自动对钻井现场情况提出分析,实现对井涌井漏等复杂工况的预报,具有十分重要的意义。

2、研究方法选择
人们利用超声波来测量流体流量的历史已经接近一百年。

最早的是Ruttgen于1931 年发表的德国专利,写了一种相差法计算流速的超声波流量计。

但该专利并没有实际的产品研制成。

自50 年代,美国人提出将时差通过多次循环放大后再进行测量的“鸣环”(sing-around)时差法,弥补了当时电子技术不足,使超声波流量计的产品化迈出关键性一步。

1963 年首台工业应用样机由日本的Tokyo Keiki 公司研制成功,60 年代末期到70年代早期,人们把兴趣转向了利用声学中的多普勒效应的超声波流量计的理论研究与研制上,从而导致超声多普勒流量计在这一时刻的诞生。

进入80 年代后,由于数字电子技术、数字超声技术、微处理器技术等现代先进技术的发展,落后的模拟超声波流量计技术被逐步取代,超声波流量计的各种测量性能得到了大幅度的提高,使其开始真正进入工业测量领域。

进入二十一世纪以
后,高速数字信号处理器技术,现代数字信号技术等先进技术在超声波流量计方面的成功应用,再加上使用了友好的人机界面,参数设置等其它辅助功能,使得超声波流量计测量的精确性、稳定性及操作的便利性得到了充分的体现。

超声波多普勒测流量原理以物理学中多普勒效应为基础。

当声源和观察者之间有相对运动时,观察者所感受到的声频率将不同于声源所发出的频率。

这个因相对运动而产生的频率变化与两物体的相对速度成正比。

在超声波多普勒流量测量过程中,发射器发生一个固定声源,随流体一起运动的固体颗粒起了与声源有相对运动的“观察者”的作用。

发射声波与接收声波之间的频率差,就是由于流体中固体颗粒运动而产生的声波多普勒频移。

由于这个频率差正比于流体流速,所以测量频差可以求得流速。

进而可以得到流体的流量。

3、研究思路
用一对斜探头夹装于被测管道的外侧。

假设流体运动方向和超声波束的夹角是,超声波在被测液体中的速度为,并认为悬浮粒子和流体以相同的速度运动,推导流体流速与多普勒频移之间的关系。

当发射探头发射的超声波束在管道的中心轴线上遇到一粒固体散射颗粒,且该粒子正以一定的速度做匀速直线运动,因为发射的超声波束与管轴线有一定的夹角,所以对于超声波发射端换能器来说,该粒子是以匀速
离去,那么散射粒子接收到的超声波频率应该低于换能器发射的超声波频率,由多普勒效应原理可以推导出粒子的运动速度。

当流量计、管道条件及被测介质确定以后,多普勒频移与流速成正比,所以测量出频移量就可以得到流体流速,当管道截面积确定后流体流量也就确定了。

一般来说,流体声速与介质成分有关。

为了避免影响,超声波多普勒流量计一般采用管外声契结构,使超声波束先通过声契及管壁再进入流体。

采用声契结构以后,流量与频移关系式中仅含有声契材料中的声速,而与流体介质中的声速无关。

由于固体声速的温度系数至少比流体声速的温度系数小一个数量级,所以该流速方程式基本上不受温度的影响,也就是说,这样多普勒法测量流量基本不受温度的影响。

超声波多普勒流量测量的必要的条件为:被测流体应含一定数量能反射声波的固体粒子或气泡等介质。

这个工作条件实际上也是它的一大优点,即这种流量测量方法适宜于对三相流的测量,这是其它流量计难以解决的问题。

参考文献:
[1]冉昭明.流量检测[M].天津:天津大学出版社.1990.
[2]黄维一.测试技术――理论与应用[M].北京:国防工业出版社.1988.
[3]姜建胜.国外钻井液微流量控制系统的开发与应用.石油机械.湖北:2008。

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