随钻超声波气侵监测工具原理及试验研究

作者：李轶明; 夏威; 罗方伟; 梁爽; 陈泽恩; 王鹏; 任海帆

来源：石油机械, 2020, 48(10): 16-23.

DOI：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2020.10.003

• 超声波
• 气侵监测
• 近钻头
• 气液两相流
• 随钻检测

为了提高气侵监测的准确性与及时性,基于超声波多普勒测量原理,研制了随钻超声波气侵监测工具,建立室内模拟试验装置对该工具原理样机进行了试验研究。在井筒气侵模拟试验段内对原理样机进行测试,研究了不同钻井液体系、不同主流流速和不同含气体积分数水平下的超声波信号响应特性。清水试验结果表明:超声波多普勒信号对气侵发生与否具有极高的敏感性,与不含气相比,当出现较小含气体积分数时,信号概率密度分布峰度和中心值均出现了阶跃性变化;随着含气体积分数的增加,概率密度中心值与含气体积分数呈线性关系。水基钻井液试验结果表明:声速的变化是一渐变过程,无量纲测量速度与含气体积分数呈线性相关; 1%含气体积分数的增加可引起无量纲速度10%以上的降低。随钻超声波气侵监测工具可以实现近钻头环空内部的气侵监测。

• 单位
  中国石油集团安全环保技术研究院; 中国石油大学（北京）