胜利石油工程公司研发的钻井液在线监测系统，成为钻井队科学、安全、施工的法宝。

　　“满深2井监测数据与人工实测结果高度吻合!”中国石化胜利石油工程公司钻井工艺研究院(以下简称钻井院)研发的钻井液在线监测系统在塔里木油田首次应用，得到了甲方的高度认可。

　　钻井液被称作“钻井的血液”。钻井院历经十年磨剑，钻井液在线监测系统真正做到了“钻井血液”的实时测量、自动储存和远程实时传输。经中国石化科技部组织的专家鉴定委员会鉴定，达到国际领先水平。

　　萌芽——自动化测量

　　2008年的一天，钻井院油田化学研究所的刘保双研读着外文文献，想从中找出对国内油田有用的专利、技术。突然，MI-SWACO公司生产的一种仪器吸引了他的注意。文献中介绍，该仪器能够实现钻井液性能的自动化测量……

　　彼时，国内钻井液性能测量依然采用人工手动测量的笨办法。钻井时，平台上需要配备专门的钻井液工，由钻井液工定时从钻井液循环罐中取样，检测钻井液的流变性、密度、离子含量等。

　　身为“钻井的血液”，钻井液性能的好坏常常决定一口井钻井施工的成败。钻井过程中需要根据井下状况，进行钻井液性能参数的调整，确保井壁稳定。但是，人工测量费时费力，缺乏时效性——仅离子浓度的测量时间就需要20~30分钟，三项参数测完得花1个小时。

　　人工测量如此滞后，而且伴随着人工检测、记录数据难以避免的误差等，怎能保证及时发现性能异常?钻井液参数测不准，又怎能洞悉井下状况，保证顺利施工?

　　那一刻，刘保双意识到：虽然文献中记载的MI-SWACO公司生产的这种仪器只能测量钻井液与岩屑，还是间隔式测量，并不实用，但钻井液自动化测量设备正是油田所需要的。

　　一扇新的大门在胜利钻井人面前打开——实现钻井液性能的在线监测。瞄准信息化、自动化方向，钻井院油田化学研究所于2010年着手研发钻井液性能在线监测系统。当时国内尚无先例可循，他们成了第一个吃螃蟹的人!

　　攻坚——扫清拦路虎

　　钻井院油田化学研究所前瞻性地立项中石化课题“钻井液三参数在线测量系统”和国家863课题“录井钻井液参数在线检测仪器与装备”，开始进行钻井液性能在线监测的攻关。

　　科研攻关的道路上，布满了荆棘。

　　为测量钻井液流变性这一重要参数，研究团队遍寻国内外也没找到合适的方法。国际通用的测量方法是旋转法，但测量耗时长，更无法实现连续性测量。

　　研究团队将钻井液流变性测量方法作为首要攻关任务，一连加班2个多月，日夜探讨钻井液流变性的奥秘。经过无数次推导，他们发现钻井液的流变性与流量、压差、管径相关。经过一系列论证后，他们成功通过改变钻井液的流量计算出钻井液的流变性。

　　很快，新的问题产生了——试验中研究人员可以随意改变流量，但在生产实际中，钻井液流量是恒定的，再加上管径这一定量，很难通过压差计算出钻井液的流变性。

　　千磨万击还坚劲!流量不变，那就改变另一个定量。通过反复测算，他们设计出一个变径异型管，圆满解决了管径恒定的问题，最终攻破了钻井液流变性测量方法。

　　“试验中，我们不断找出问题，又不断优化测量仪器，最终实现了钻井液性能主要参数的在线监测。”钻井院油田化学研究所副所长刘振东回忆道。实验室中，研究团队有用的试验记录本堆了1米多高，无用的更不知有几多。

　　历经上百次现场试验，研究团队成功研发出钻井液性能在线监测系统，实现了钻井液性能的实时测量，每秒记录一组数据，远远高于国外同类产品10至15分钟一次的监测频率，取代人工取样，消除人为不安全、不稳定因素，累计获得授权发明专利10项、实用新型专利15项。

　　试剑——所向披靡

　　十年磨一剑，一朝试锋芒。从开始立项到商业推广，钻井液在线监测系统走过了漫长而坎坷的历程。

　　中国海油乐东区块的首次成功应用，是钻井液在线监测系统的“牛刀小试”，也是钻井院油田化学研究所成果的彰显。

　　乐东区块是典型的高温高压复杂地层，井底最高温度达到203℃，密度2.30g/cm3，安全密度窗口窄、漏喷共存风险大。施工过程中，胜利钻井院技术人员对出口、入口钻井液密度进行实时监测，根据钻井液参数变化实时调整钻井液密度，得到了施工单位和甲方的一致认可和高度评价。

　　2020年9月，胜利钻井院油田化学研究所技术人员带着钻井液在线监测系统抵达千里之外的塔里木油田满深2井，进行现场应用。至2020年10月29日中完起钻，系统运行状态稳定，实时监测、记录了钻井液施工、处理过程的性能变化，以及流体侵入、钻井液污染等情况，有效提高了钻井液工程师的工作效率，为完井后整个施工过程的分析、总结提供了强有力的数据支撑。

　　满深2井成功的应用，让甲方看到了系统的优越性，决定继续推广。2021年元旦刚过，钻井液在线监测系统设备启程发往西北油田顺北44X井，由此它正式开启了它技术服务创收模式。

　　从胜利陆上试验到海洋钻井平台、中国海油南海高温高压井的现场应用，钻井液在线监测系统克服了重重困难，经受了一次次考验，实现了一代代升级。“目前该系统能够连续测量钻井液流变性、密度、离子含量等10项参数，具有实时测量、连续记录、自动运行和数据远程实时传输的特点，彻底解放了钻井液工的双手，提高了工作效率。”钻井院油田化学研究所副所长严波表示。

　　钻井液在线监测系统不断获得市场的认可。目前已推广至中国海油、中国石化、中国石油多家单位，大大提升了钻井施工的信息化、自动化水平，促进了科学、安全、高效施工。

　　责任编辑：陆晓如

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