近日，在大慶油田川渝探區(qū)潼深2302井試驗中，大慶鉆探有限公司全程使用鉆井液溢漏自動監(jiān)測報警系統(tǒng)，共監(jiān)測到井漏15次，準確率100%，比常規(guī)監(jiān)測方法提前預警3~5分鐘。該系統(tǒng)被親切地稱為鉆井上的溢漏“哨兵”。2024年，這位“哨兵”已累計第一時間監(jiān)測到溢漏30余次，為鉆井作業(yè)提供了更及時和準確的安全保障。

川渝探區(qū)是大慶油田走出去戰(zhàn)略部署的重要區(qū)塊，也是大型的風險區(qū)塊，川渝地區(qū)地質條件復雜、井控風險較大，導致溢漏頻繁且類型多樣，能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)溢漏現(xiàn)象并及時報警，對于確保鉆井作業(yè)的安全和高效至關重要。

面對復雜區(qū)域和地質條件下漏失預測難、井漏處理時效低等技術難題，大慶鉆探組建了鉆井液與防漏堵漏專家工作室，專門針對漏失前期預防、堵漏材料選擇、高效堵漏等方面進行技術攻關。

大慶鉆探鉆井研究所所長裴斐帶領4人組成的研發(fā)團隊，2022年就開始自主研發(fā)鉆井液溢漏自動監(jiān)測報警系統(tǒng)，先后經過6次技術迭代和升級，通過研發(fā)模擬現(xiàn)場流動環(huán)境的室內循環(huán)裝置，進行了幾百小時的室內模擬試驗，最終成功研發(fā)出第六代鉆井液溢漏自動監(jiān)測報警系統(tǒng)?！霸撓到y(tǒng)能在高溫、低溫甚至堵漏劑污染的情況下正常工作，無論環(huán)境多么惡劣，它都能堅守崗位，確保鉆井安全?！迸犰痴f。

此外，該系統(tǒng)開創(chuàng)性采用雙雷達測量配合流體力學方程補償算法，就像給鉆井液安裝了一個“智能秤”，它能夠非接觸式地高精度計量返出流量，一旦發(fā)現(xiàn)溢漏，10秒內就能報警，施工人員就能迅速采取措施，避免井漏或井涌的風險。

“這個系統(tǒng)安裝方便、免維護、環(huán)境適應性強，像一個不知疲倦的‘守護者’，時刻盯著鉆井作業(yè)，確保一切安全高效進行?！迸犰辰榻B，第六代產品主要在軟件功能上進行了升級與完善，實現(xiàn)了泥漿泵上水效率自動修正功能、多現(xiàn)場總線接口、交互式HMI、數(shù)據錄井功能、多層級智能報警功能、大數(shù)據輔助決策功能等。同時系統(tǒng)還增加了自清潔系統(tǒng)，提高了電子系統(tǒng)的抗溫特性。

每一次研發(fā)都是在一次次缺陷中不斷試錯改進。裴斐介紹，2022年，第一代產品問世，采用常規(guī)滿管電磁流量計，為了滿足滿管狀態(tài)，設計了特殊的泥漿增壓導流裝置。但是在實際應用中存在結構復雜、安裝困難的問題，且沉沙問題無法解決。

“后來，我們在第一代產品基礎上，實現(xiàn)了三電極型非滿管電磁流量計，現(xiàn)場試驗過程中發(fā)現(xiàn)測量精度較低。改進后采用雙列六電極測量方法極大的提高了測量精度，但是還是無法滿足微流量高精度測量的要求?！迸犰痴f。

鉆井研究所研發(fā)的第三代產品又增加漫反射激光校準系統(tǒng)，進一步提高測量精度，室內試驗測量精度滿足了設計要求。實際應用中對于水基鉆井液能夠滿足要求，但是接觸式電極在油基鉆井液中故障率較高，且每次用完必須及時清理探頭，無法滿足實際應用。為了解決油基鉆井液對電極污染的問題，他們又首創(chuàng)采用雙雷達的非接觸測量方式，并通過提升雷達的透射功率，實現(xiàn)了雷達表面不怕鉆井液污染、不受油基鉆井液影響，極大提高了系統(tǒng)的適用性，且測量精度滿足現(xiàn)場使用需求。

2023年，他們繼續(xù)研更新迭代，將第五代產品的算法進行升級，增加了基于卡爾曼濾波的液面追蹤以及基于NS流體運動方程的剖面流速修正算法，實現(xiàn)了±0.1L/s的高精度測量。

截至目前，該系統(tǒng)已迭代到第六代產品，進行了100余次室內試驗以及15次現(xiàn)場試驗，均達到設計指標要求?！斑@標志著系統(tǒng)已成功從現(xiàn)場試驗階段邁入推廣應用的新階段。它不僅能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)鉆井液溢流和漏失，有效保障鉆井作業(yè)的安全，還能顯著縮短鉆井周期，降低因堵漏而產生的額外費用。”裴斐表示。