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為了 加 強(qiáng) 鉆 井過(guò) 程 中 的 安全 管 控， 特別 是 超 深 水和高溫高壓惡劣環(huán)境下的安全作業(yè)，石油行業(yè)正尋找各種方法，迫切需要一種能及時(shí)探測(cè)鉆井作業(yè)過(guò)程中早期井的有效方法。科里奧利（Coriolis）技術(shù)能提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確及可重復(fù)的泥漿流量與密度測(cè)量，已證明能對(duì)早期偵測(cè)井控事件。該技術(shù)有助于提高鉆井作業(yè)安全和鉆井施工效率、減少非生產(chǎn)時(shí)間和盡快投入首次生產(chǎn)。以下重點(diǎn)介紹哈里伯頓應(yīng)用該技術(shù)的相關(guān)情況，以便業(yè)內(nèi)更好的了解該技術(shù)。
 
科里奧利測(cè)量技術(shù)
 
偵測(cè)小的流量變化對(duì)探測(cè)早期井涌和有效實(shí)施井控至關(guān)重要，實(shí)踐證明，傳統(tǒng)技術(shù)如槳式流量測(cè)量或計(jì)量罐體積預(yù)測(cè)，準(zhǔn)確性可能?chē)?yán)重受制于溫度、密度和粘度變化的影響，這種測(cè)量方法使作業(yè)者信心降低，對(duì)預(yù)計(jì)的流量和密度偏差增加了反應(yīng)時(shí)間。科里奧利技術(shù)的引入對(duì)鉆井期間返出泥漿的測(cè)量非常有用，它能探測(cè)小的流量和密度變化，變化源自水侵或氣侵或井漏，這預(yù)示著地層發(fā)生了變化或井存在失控風(fēng)險(xiǎn)。
 
科里奧利技術(shù)能提供更高精度的、可靠和可信的實(shí)時(shí)質(zhì)量、體積和密度數(shù)據(jù)。測(cè)量傳感器也能監(jiān)測(cè)泥漿密度變化，連續(xù)、可靠和準(zhǔn)確識(shí)別返出泥漿的密度偏差，這種偏差后續(xù)可能影響井控安全。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)被匯集到鉆機(jī)的控制系統(tǒng)，顯示帶有內(nèi)置報(bào)警功能的動(dòng)態(tài)圖形。由于該技術(shù)的傳感器可以提供一個(gè)直接的質(zhì)量流量測(cè)量，可測(cè)量油、水，也能測(cè)量合成基泥漿，無(wú)論泥漿伴有加重劑或化學(xué)添加劑，測(cè)量效果同樣很好。
 
測(cè)量?jī)x非機(jī)械和堅(jiān)固性的設(shè)計(jì)使其特別適用于含顆粒流體的測(cè)量。傳感器使用中，管體的剛性對(duì)測(cè)量的可靠性至關(guān)重要，如果管子的剛性因腐蝕、磨損或高壓而使其發(fā)生變化，測(cè)量的精度可能會(huì)受到影響。由于磨損或其它有害因素的影響，一些傳感器具有原位驗(yàn)證管子剛性的功能，在不中斷測(cè)量進(jìn)程的情況下檢測(cè)管子可能出現(xiàn)的變化，從而使測(cè)量精度更有保證。 測(cè)量?jī)x安裝應(yīng)用
 
該 技 術(shù) 在 鉆 井 現(xiàn) 場(chǎng) 的 應(yīng) 用 效果取決于合適的安裝位置、傳感器類(lèi)型和尺寸的選擇。測(cè)量?jī)x的安裝應(yīng)確保管子內(nèi)始終被液體充滿(mǎn)，管子的方向應(yīng)當(dāng)能使巖屑從傳感器中排出，促使氣泡水泡快速離開(kāi)測(cè)量?jī)x，圖 1 和圖 2 分別給出了一個(gè)典型的常規(guī)鉆井和控壓鉆井中測(cè)量?jī)x的方向。為了最大限度地減小流體對(duì)測(cè)量?jī)x管子的腐蝕和磨損，考慮到一個(gè)保守的最大 5m/sec.（15ft/sec.）的流量，測(cè)量?jī)x的尺寸應(yīng)以此來(lái)選擇。然而，實(shí)際上許多作業(yè)者大都超過(guò)了上面給出的限值，使用鉆機(jī)自帶的測(cè)量?jī)x核實(shí)來(lái)確定是否腐蝕已經(jīng)開(kāi)始。在夾雜氣體的環(huán)境下，科里奧利傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)測(cè)量性能有很大影響，一種低頻雙管 U 形傳感器能獲得最佳的測(cè)量精度。如圖 3左側(cè)給出的外形設(shè)計(jì)，直管傳感器（中左側(cè)） 測(cè)量流量和密度誤差較大，這說(shuō)明為什么鉆井作業(yè)中常會(huì)看到U 形傳感器在使用。 現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)
 
哈里伯頓公司廣泛使用科里奧利測(cè)量?jī)x，多用于井控和控壓鉆井項(xiàng)目中的自動(dòng)化控制。圖 4 展示了一個(gè)典型的用于北海海上鉆井安裝的測(cè)量?jī)x，它是控壓鉆井系統(tǒng)的重要組成部分。哈里伯頓所用的測(cè)量?jī)x通常建造在棧板上，以確保最佳的擺放和朝向，棧板設(shè)計(jì)可以降低讀數(shù)的不穩(wěn)定性，或因安裝角度或擺放不合適而導(dǎo)致的不可靠數(shù)據(jù)。幾種參數(shù)如驅(qū)動(dòng)增益、管頻率、流體密度和流量用來(lái)核實(shí)海上平臺(tái)的測(cè)量?jī)x， 這些信息可確保磨損、 堵塞、或多相流問(wèn)題能被早期偵測(cè)，以贏(yíng)得策劃和采取正確措施的時(shí)間。畢竟氣體還是要流過(guò)傳感器，與向循環(huán)系統(tǒng)以體積計(jì)量泵入的流入信號(hào)相比較時(shí)，該測(cè)量?jī)x能提供可靠的讀數(shù)。
 
在流動(dòng)走勢(shì)的末端可以看到測(cè)量?jī)x是如何受少量氣體影響的，驅(qū)動(dòng)增益 100% 飽和時(shí)段恰逢密度有個(gè)小的下降，這表明測(cè)量?jī)x中有氣體存在。該公司也使用科里奧利測(cè)量?jī)x進(jìn)行單獨(dú)的流量檢測(cè)，如安裝時(shí)看到的為常規(guī)鉆井安裝的測(cè)量?jī)x。對(duì)于井控應(yīng)用來(lái)說(shuō)，最重要的是為所鉆井段安裝一個(gè)合適尺寸的測(cè)量?jī)x。同樣，對(duì)于一種特定流體的測(cè)量?jī)x，測(cè)量的準(zhǔn)確性很大程度上取決于其內(nèi)的流動(dòng)參數(shù)，為了保持流體流過(guò)測(cè)量?jī)x，充足的靜水頭（靜液壓力）也非常重要。對(duì)于控壓鉆井來(lái)說(shuō)，北海所鉆的井多數(shù)為 121 /4 ″或更小井徑的井段，這樣 6″或更小尺寸的科里奧利測(cè)量?jī)x可以提供最佳的測(cè)量效果，使用較大尺寸的測(cè)量?jī)x測(cè)量同樣井徑的井段會(huì)降低測(cè)量精度。
 
斯堪的納維亞半島近海的控壓鉆井常常要求在非常窄的壓力窗口范圍內(nèi)進(jìn)行鉆井作業(yè)，地面回壓一個(gè)小的波動(dòng)就可能迅速引起不必要圖 3 帶有管頻率的傳感器外形間的相互關(guān)系圖 4 用于挪威海上控壓鉆井自動(dòng)化的科里奧利測(cè)量?jī)x的涌入或井漏；為了快速識(shí)別井下工況的變化以及能迅速降低安全風(fēng)險(xiǎn)，采用科里奧利測(cè)量技術(shù)是非常必要的。
 
控壓鉆井期間當(dāng)鉆入新地層時(shí)，地層穩(wěn)定性測(cè)試和確認(rèn)真實(shí)的地層孔隙壓力取決于高精度的、實(shí)時(shí)的密度和流量測(cè)量，而傳統(tǒng)的循環(huán)罐液面指示浮標(biāo)的測(cè)量方法會(huì)導(dǎo)致 10 分鐘的延遲，到那時(shí)一個(gè)大的泥漿增量或漏失可能已經(jīng)導(dǎo)致井控問(wèn)題，會(huì)使鉆井周期拖延。通過(guò)使用科里奧利技術(shù)采取的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)于密閉循環(huán)的控壓鉆井來(lái)說(shuō)，在井控能力和鉆井效率兩方面都取得了顯著收益。
 
目前，科里奧利流量和密度測(cè)量已成為控壓鉆井和常規(guī)鉆井的關(guān)鍵組件，它能提供返出泥漿的精確測(cè)量，快速識(shí)別潛在的井控事件，使鉆井作業(yè)更安全更有效。使用多變量科里奧利測(cè)量?jī)x，即質(zhì)量、體積和密度測(cè)量，也包括使用診斷參數(shù)如驅(qū)動(dòng)增益，能進(jìn)行有意圖的測(cè)量，甚至有氣體存在時(shí)也能進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量。科里奧利測(cè)量?jī)x在這方面的應(yīng)用能持續(xù)為司鉆和錄井工提供有價(jià)值的洞察力，提高鉆井效率和作業(yè)安全。