用于检测钻进操作期间钻进流体流量变化的方法和系统.pdf

一种检测钻进操作期间回流钻进流体流量的变化的方法，其包括以测定的流量将至少一种示踪气体注入到回流钻进流体中。在所述至少一种示踪气体的注入的下游某一位置处从回流钻进流体抽取第一气体样本。测量第一气体样本中示踪气体的第一浓度。在所述位置处从回流钻进流体抽取第二气体样本。测量第二样本中示踪气体的第二浓度。确定第一样本和第二样本中所测量的示踪气体浓度的变化。该方法包括利用所测量的浓度的变化来推断流速的变化。

权利要求书
1.  一种检测钻进操作期间回流钻进流体流量的变化的方法，所述钻进操作包括将钻进流体泵送到井眼中的钻头和在井眼的井头处接收具有溶解地层气体的回流钻进流体，所述方法包括下列步骤：
以测定的流量将至少一种示踪气体注入到回流钻进流体中；
在所述至少一种示踪气体的注入的下游某一位置处从回流钻进流体抽取第一气体样本；
测量第一气体样本中示踪气体的第一浓度；
在所述位置处从回流钻进流体抽取第二气体样本；
测量第二气体样本中示踪气体的第二浓度；和
确定第一样本和第二样本中所测量的示踪气体浓度的变化；以及
利用所测量的浓度的变化来推断回流钻进流体的流量的变化。

2.  如权利要求1所述的方法，其中，所测量的示踪气体的浓度的减小指示流体流量的增大，所测量的示踪气体的浓度的增大指示流体流量的减小。

3.  如权利要求1或2所述的方法，其中，示踪气体浓度的测量通过用气相色谱仪分析气体样本进行。

4.  如权利要求3所述的方法，还包括步骤：利用真空空气泵以恒定流量向气相色谱仪提供气体样本。

5.  如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述示踪气体是乙炔。

6.  一种在钻进操作期间检测井涌或流体损耗的方法，该方法包括：
如权利要求1所述检测回流钻进流体流量的变化；
其中，钻进流体流量的增大指示井涌，钻进流体流量的减小指示流体损耗。

7.  一种钻进系统，其包括：
钻柱，所述钻柱包括用于钻进井眼的钻头；
用于将钻进流体沿着井眼向下泵送到钻头附近的钻进流体泵，其 中采用具有溶解的地层气体的回流钻进流体的形式的至少一些钻进流体向上回流到井眼的井头；
用于以恒定流量将示踪气体注入到回流钻进流体中的示踪气体注入器；
用于接收带有所注入的示踪气体的回流钻进流体的流送管；
用于从于流送管接收的回流钻进流体抽取气体样本的气体抽取器；和
用以确定气体样本中示踪气体的浓度的气体分析设备。

8.  如权利要求7所述的钻进系统，还包括：
数据记录单元，用于记录气体样本中示踪气体的浓度，并根据一个或更多个先前测量的示踪气体的浓度，确定示踪气体浓度的变化，
其中，所测量的示踪气体的浓度的减小指示回流钻进流体流量的增大，所测量的示踪气体的浓度的增大指示回流钻进流体流量的减小。

9.  如权利要求7所述的钻进系统，还包括：
用于在回流钻进流体流过气体抽取器之后从回流钻进流体移除固体颗粒的泥浆振动筛。

10.  如权利要求7所述的钻进系统，其中，所述示踪气体是乙炔。

11.  如权利要求7所述的钻进系统，其中，所述气体分析设备包括：
气相色谱仪。

12.  如权利要求11所述的钻进系统，还包括：
用于以恒定流量向所述气相色谱仪提供所抽取的气体的真空空气泵。

13.  如权利要求7-12中任一项所述的钻进系统，还包括：
通知装置，其用于在所抽取的气体中示踪气体的浓度变化在一规定范围或值以外的时候提供通知。

14.  如权利要求7-12中任一项所述的钻进系统，还包括：
通知装置，其用于在回流钻进流体流量的增大或减小在一规定范围或值以外的时候提供通知。

15.  一种检测钻进操作期间回流钻进流体流量的变化的方法，钻进操作包括将钻进流体泵送到井眼中的钻头和在井眼的井头处接收回流钻进流体，所述方法包括下列步骤：
在第一离散时间段，将至少一种示踪气体注入到回流钻进流体中；
在所述至少一种示踪气体注入处下游的某一位置处检测回流钻进流体中来自第一离散时间段的示踪气体；
测量在第一离散时间段对示踪气体的注入与在所述位置处对来自第一离散时间段的示踪气体的检测之间的第一时间延迟；
在第二离散时间段，将示踪气体注入到回流钻进流体中；
在所述位置处检测回流钻进流体中来自第二离散时间段的示踪气体；
测量在第二时间段对示踪气体的注入与在所述位置处对来自第二时间段的示踪气体的检测之间的第二时间延迟；
确定第一时间延迟与第二时间延迟之间所测量的时间延迟的变化；和
利用所测量的时间延迟的变化来推断回流钻进流体的流量的变化。

16.  如权利要求15所述的方法，其中，重复注入示踪气体的步骤，使得示踪气体被脉动地注入到回流钻进流体中，以允许检测和监测回流钻进流体流量的变化。

说明书用于检测钻进操作期间钻进流体流量变化的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种用于检测钻进操作期间钻进流体流量的变化的方法和系统。尤其是，本发明描述了一种提供钻进期间井涌或流体损耗的早期指示的方法。
背景技术
在油井或气井钻进操作中，钻进流体(例如"泥浆")通过钻管的内部从钻头出来至井眼中，然后沿着环空(钻柱与井眼的壁之间的空间或套管柱的内部的空间)向上返回到地面而连续地循环。钻进流体典型地由粘土、化学添加剂和油基或水基组成。这种流体有若干目的，包括但不限于：(1)控制地层压力；(2)清理井眼中的地层碎屑；(3)润滑、冷却及清洗钻头和钻柱；(4)稳固井眼；和(5)限制钻进流体到地下地层中的损耗。
在操作期间，地层压力的控制典型地包括提供钻进流体，以施加比所钻进的储层中的压力更大的流体静压力。如果不维持这样的压力，则钻进流体的压力可能下降到地层压力以下，这可能引起通常被称作"井涌"的现象。这是地层流体从地层流出并进入到井眼中的情况。如果井涌没有被早期识别并采取校正措施，井涌可能导致流体从地层意外地流出。
钻进操作期间普遍遇到的另一个挑战是"流体损耗"。这是钻进流体从井眼流出并进入到地层中的情况。虽然在常规操作期间典型地存在一定的流体损耗，但是由流体损耗引起的过大压力可能导致对地层产生意外影响。
为了最小化"井涌"或"流体损耗"，人们已知的是监测下列变化：(1)钻进流体从井眼流出地面的流量的变化；(2)在钻机中容纳钻进 流体的泥浆池中的钻进流体的体积的变化；和/或(3)泵送压力和/或泵速度的变化。但是，这些方法可能不是最好的。
钻进流体流量的监测，例如可以包括：使用各种流量计，或测量钻机的回流罐中的钻进流体高度，监测流量增大或减小。流量计可能不够足够敏感来检测小的流量变化，并且难以设置在各种不同构造的钻机上。
同样，泥浆池的监测也可能对回流泥浆流量的小的增加不敏感。
泵送压力和泵速度的变化可能指示其它工作条件，例如钻柱中的泄漏("冲刷(washout)")。
因而所希望的是提供一种流量检测方法，该方法克服了现有技术的缺点。
发明内容
在第一个方面中，本发明提供了一种检测钻进操作期间回流钻进流体流量变化的方法，钻进操作包括将钻进流体泵送到井眼中的钻头和在井眼的井头处接收具有溶解地层气体的回流钻进流体，该方法包括下列步骤：以测定流量(measured rate)将至少一种示踪气体注入到回流钻进流体中；在所述至少一种示踪气体的注入的下游某一位置处从回流钻进流体抽取第一气体样本；测量第一气体样本中示踪气体的第一浓度；在所述位置处从回流钻进流体抽取第二气体样本；测量第二气体样本中示踪气体的第二浓度；确定第一样本和第二样本中所测量的示踪气体浓度的变化；和利用所测量的浓度的变化来推断回流钻进流体的流量的变化。
依照本发明的一个实施例，所测量的示踪气体的浓度的减小指示流体流量的增大，以及所测量的示踪气体的浓度的增大指示流体流量的减小。
在一个实施例中，提供一种在钻进操作期间检测井涌或流体损耗的方法，其中，该方法包括如上所述检测回流钻进流体流量的变化，以及其中，钻进流体流量的增大指示井涌，钻进流体流量的减小指示 流体损耗。
在本发明的另一个方面中，提供一种钻进系统，所述钻进系统包括：钻柱，所述钻柱包括用于钻进井眼的钻头；用于将钻进流体沿着井眼向下泵送到钻头附近的钻进流体泵，其中采用具有溶解的地层气体的回流钻进流体的形式的至少一些钻进流体向上回流到井眼的井头；用于以恒定流量将示踪气体注入到回流钻进流体中的示踪气体注入器；用于接收带有所注入的示踪气体的回流钻进流体的流送管；用于从由流送管接收的回流钻进流体抽取气体样本的气体抽取器；和用以确定气体样本中示踪气体的浓度的气体分析设备。
在一种形式中，所述钻进系统包括数据记录单元，所述数据记录单元用于记录气体样本中示踪气体的浓度，并根据示踪气体的一个或多个先前测量的浓度，确定示踪气体浓度的变化，其中，所测量的示踪气体的浓度的减小指示回流钻进流体流量的增大，所测量的示踪气体的浓度的增大指示回流钻进流体流量的减小。
在一种形式中，所述气体分析设备包括气相色谱仪。所述系统还可以包括用于以恒定流量向气相色谱仪提供所抽取的气体的真空空气泵。
在另一种形式中，所述钻进系统还包括用于在存在下列情况时提供通知的装置：所抽取的气体中示踪气体的浓度变化在一规定范围或值以外；或回流钻进流体流量的增大或减小在一规定范围或值以外。
在本发明的另一个方面中，提供了一种检测钻进操作期间回流钻进流体流量变化的方法，钻进操作包括将钻进流体泵送到井眼中的钻头和在井眼的井头处接收回流钻进流体，所述方法包括下列步骤：在第一离散时间段，将至少一种示踪气体注入到回流钻进流体中；在所述至少一种示踪气体注入处下游的某一位置处检测回流钻进流体中来自第一离散时间段的示踪气体；测量在第一离散时间段对示踪气体的注入与在所述位置处对来自第一离散时间段的示踪气体的检测之间的第一时间延迟；在第二离散时间段，将至少一种示踪气体注入到回流钻进流体中；在所述位置处检测回流钻进流体中来自第二离散时间段 的示踪气体；测量在第二时间段对示踪气体的注入与在所述位置处对来自第二时间段的示踪气体的检测之间的第二时间延迟，确定第一时间延迟与第二时间延迟之间所测量的时间延迟的变化；和利用所测量的时间延迟的变化来推断回流钻进流体的流量的变化。
在一种形式中，这可以通过脉动地将示踪气体注入到回流钻进流体中而实现，以允许检测和监测流量的变化。
附图说明
图1显示了本发明的钻进系统的简图；
图2是代表检测井涌或流体损耗的方法的步骤的示图；和
图3是显示了钻进深度、所测量的示踪气体浓度、所测量的地层气体和所计算的钻进流体流量的记录曲线的假想实例。
具体实施方式
钻进系统
图1示出了依照第一实施例的钻进系统1的简图。钻进系统1包括钻柱3，所述钻柱具有位于一个端部处的用于钻进井眼7的钻头5。钻进流体泵9经由钻柱3沿着井眼7向下泵送钻进流体，其中，钻进流体在钻头5处或在钻头附近排出。然后，钻进流体经由钻柱3周围的环空11回流到井眼7的井头13。回流钻进流体包括来自井眼7周围的地层中的溶解的地层气体。设置示踪气体注入器15来以测定的流量将示踪气体注入到回流钻进流体中。带有示踪气体的回流钻进流体在流送管17中传送，随后，气体抽取器21从回流钻进流体中抽取示踪和地层气体的样本。所抽取的气体(包括示踪气体和地层气体)接着被提供给用于确定所抽取的气体样本中示踪气体的浓度的气体分析设备23。可以设置一泥浆振动筛19来从回流钻进流体中移除切屑及其它固体，回流钻进流体再循环到钻进流体泵9以沿着井眼7向下泵送。在一个实施例中，该系统1包括用于监测和/或控制钻进操作的监测或控制系统25。监测或控制系统25从气体分析设备23接收数据， 并通过用户界面27显示原始数据或处理的数据。
注意，本发明的某些方面可以在可由计算机执行的系统和计算机方法的概括内容中描述和实施。这样的计算机可执行指令可以包括程序、过程、对象、组元、数据结构和可用于执行特定任务和处理抽象数据类型的计算机软件技术。本发明的软件实现可以用不同的语言进行编码，以便应用在各种计算平台和环境中。应该明白，本发明的范围和基本原理不局限于任何特定计算机软件技术。
而且，供计算机处理器使用的制品，例如CD、预先录制的盘或其它等效装置，可以包括记录在其上的用于指导计算机处理器便于实施和实现本发明的计算机程序存储介质和程序装置。这样的装置和制品也落入本发明的精神和范围之内。
现在将详细地描述钻进系统1的部件。钻柱3、钻头5、钻进流体泵9和泥浆振动筛19是油气钻进工业中已知的，没有必要进一步详细地论述这些部件。
示踪气体注入器
示踪气体注入器15将一种或更多种示踪气体注入到回流钻进流体中。注入点可以位于接收回流钻进流体的井头13处或附近，或者可以位于在回流钻进流体被注入到井头13之后的回流钻进流体的流(处于井头13处或附近)中。
理想地，示踪气体以恒定流量被引入到钻进流体中。这可以通过气量计进行调节，以确保示踪气体随着时间推移以恒定体积被引入(例如升气体/每分钟)。在一个实施例中，可能所希望的是，保持被引入的示踪气体的恒定压力和/或温度以确保示踪气体的恒定质量流量。替代性地，通过测量包括压力、温度、气体流速、随着时间推移被引入的气体体积等等以及计算保持进入到回流钻进流体中的气体的质量流量恒定所需的必要调整，可以维持恒定的质量流量。
示踪气体理想地是不存在于所钻进的地层中的气体或不是大量存在于所钻进的地层中的气体。也就是说，示踪气体不应当选自地层气体中有的气体。示踪气体选自气体分析设备23(如下所述)能够测量 的气体。
在一个实施例中，乙炔可以是适合的示踪气体。举例来说，作为示踪气体的乙炔可以以每分钟3升的流量引入。
可能有利的是，利用气体起泡装置(起泡多孔金属注入器)注入气体，以确保示踪气体大体上分布和/或溶解在整个回流钻进流体中。
流送管
流送管17允许示踪气体传送到气体抽取器21和/或泥浆振动筛19。在一个实施例中，流送管17可以是管件。可能有利的是，流送管17包括具有足够长度的流动路径，以确保示踪气体大体上分布和/或溶解在整个回流钻进流体中。
气体抽取器
气体抽取器21从回流钻进流体抽取包括示踪气体和地层气体两者的气体样本。这可以包括通过封闭体积分流小样本量的回流钻进流体，然后机械地搅拌回流钻进流体以从回流钻进流体中抽取溶解的气体。
在一个实施例中，气体抽取器21在回流钻进流体流过泥浆振动筛19的筛网之前抽取样本。气体抽取器21坐落在泥浆振动筛19的联管箱(header tank)或"泥浆储罐(possum belly)"中。钻进流体从流送管17流入联管箱中，然后流到泥浆振动筛19的筛网上。
由气体抽取器从联管箱获取的气体样本接着被传送给气体分析设备，以便测量和数据记录。气体样本理想地可以以恒定流量从气体抽取器连续吸取给气体分析设备。这可以包括使用真空泵来吸取气体样本。
所希望的是，利用稳定的气体抽取器来确保数据有效。气体测量和分析系统可以包括定量气体测量(QGMTM)气体捕集器。QGM气体捕集器设计成能防止泥浆离开和搅拌器馈通时不受控制的气体/空气混合。这种改变通过防止主要由吹到气体捕集器中的风导致的气体样本的不受控制的稀释而稳定了气体捕集读数。气体捕集不稳定性的另一个来源是对浸入位置高低的敏感性。气体捕集器基本上是作为 离心泵工作，当更深地下降到钻进流体中时，气体捕集器将泵送更多的泥浆。流过气体捕集器的泥浆体积的这种变化可能影响气体值。内部挡板和金字塔式搅拌器结构在浸入位置高低变化大约在5英寸的范围内保持稳定的气体捕集响应。气体捕集不稳定性的其它来源是马达速度和采样率。对于QGM气体捕集器，推荐的搅拌器速度是1750-1725RPM，为了确保始终如一的气体值，应该维持该速度。采样率是从气体捕集器进入到用于分析的记录单元中的气体/空气的体积，其理想地应当保持恒定以确保一致性。对于QGM气体捕集器，推荐水基泥浆系统的体积为12CFH，推荐油基泥浆系统的体积为6CFH。
气体分析设备
气体分析设备23允许测量和/或计算从气体抽取器21中抽取的气体样本中示踪气体的浓度。该气体分析设备23可以包括用以确定示踪气体的浓度的气相色谱仪。气相色谱仪将气体样本分离成位于柱状物内部的不同的组分。然后利用火焰电离或热导检测器测量所分离的气体。接着记录有关示踪气体浓度的信息。
有关示踪气体浓度的信息可以实时与来自一个或更多个先前测量值/计算值的已记录的示踪气体浓度进行比较。示踪气体浓度的变化表示回流钻进流体的流体流量的变化。尤其是，示踪气体的浓度的减小表示回流钻进流体流量的增大，示踪气体的浓度的增大表示回流钻进流体流量的减小。该信息可以由计算机或带有计算机的控制系统25处理，并作为输出显示在用户界面27上。
如果所计算的回流钻进流体流量的变化增大，则其指示可能有"井涌"，如果所计算的变化是减小，则其指示井眼7中可能有"流体损耗"。
可以设置一通知装置，如果所抽取的气体中示踪气体的浓度在规定范围的值之外，则所述通知装置发出通知。规定值的范围可以与不可能是"井涌"或"流体损耗"的状态的工作状态相关。
替代性地，通知装置可以根据所推断或所计算的流量提供通知(流 量转而又包括作为参数的所测量的气体浓度)。也就是说，当所计算的流量或所计算的流量变化在规定值范围之外时，可以触发通知。
通知装置可以是气体分析设备23的一部分。替代性地，通知装置可以是一独立的装置，所述独立的装置从气体分析设备23接收有关示踪气体浓度或回流钻进流体流量的信息。该独立的装置可以是控制系统25和/或用户界面27的一部分。
监测或控制系统和用户界面
该钻进系统1可以包括被编程以监管钻进操作的监测或控制系统25。监测或控制系统25典型地包括至少一个计算装置，该计算装置可以是微处理器、微控制器、可编程逻辑设备或其它适合的装置。用以控制计算装置的操作的指令和数据可以存储在存储器中，所述存储器与计算装置数据通信或形成计算装置的一部分。典型地，监测或控制系统25包括暂态存储器(volatile memory)和非暂态存储器两种，以及每种存储器多于一个。用于控制系统1的操作的指令和数据可以存储在计算机可读介质上，所述指令和数据从该计算机可读介质加载到存储器中。指令和数据可以借助于传输通道中的数据信号传送至控制系统。这种传输通道的例子包括网络连接、因特网或内部网和无线通信通道。
监测或控制系统25典型地与用户界面27数据通信，所述用户界面允许用户将信息输入监测或控制系统，所述用户界面还包括用以使用户能够监测钻进系统1的操作的显示器。监测或控制系统与钻进系统1的其它部分数据通信，所述其它部分可以包括钻进流体泵9、防喷器(未显示)和示踪气体注入器15。
监测或控制系统25可以例如是SCADA系统，其提供系统控制和数据采集。
在设置这样的仪器的情况下，由这样的仪器产生的数据可以在仪器附近当地显示。替代性地或者另外，数据可以提供给监测或控制系统25，以便显示在用户界面27上并存储在存储器中。
操作
现在将描述钻进系统1的操作，尤其是早期检测井涌或流体损耗的方法。
钻进系统的常规操作
常规钻进操作包括用钻头5沿着井眼7向下钻进，同时通过泵9沿着钻柱2向下朝着钻头5泵送钻进流体。钻进流体接着向上朝着井头回流，在井头处引入示踪气体。然后，钻进流体流过泥浆振动筛6以移除固体，气体抽取器7从钻进流体移取气体样本。所抽取的气体接着被分析(正如下文进一步详细论述的那样)。回流钻进流体可以流向泥浆池，并随后循环回到流体泵1。
用以早期检测井涌或流体损耗的气体分析
现在将参照图2和3详细描述早期检测井涌或流体损耗的方法。
图2示出了提供井涌或流体损耗的通知的方法100的步骤。应当明白，这些步骤理想地由钻进系统1的相应部件同时地且连续地执行。
第一步骤101将示踪气体注入到回流钻进流体中，在图1所示的系统中，该步骤邻近井头进行。
随后的步骤103从回流钻进流体抽取示踪气体和地层气体样本。所抽取的气体样本接着被提供给气体分析设备以便测量。
随后的步骤105测量示踪气体和地层气体样本中示踪气体的浓度。
下一步骤107将与一个或更多个先前样本相比，计算示踪气体所测量浓度的变化。如果所测量的示踪气体的浓度降低，则这指示流体流量增大。替代性地，如果所测量的示踪气体的浓度增大，则这指示流体流量减小。
下一步骤109根据在一规定范围或值以外的所测量的示踪气体浓度的变化，提供井涌或流体损耗的通知。这可能与在规定范围或值以外的示踪气体浓度的变化直接相关。替代性地，也可以通过根据所测量的示踪气体浓度算出的回流流量或回流流量的变化的计算，并在回流流量或回流流量的变化在一特定范围或值以外时提供通知。
井涌或流体损耗的这种通知允许钻井工作人员有更多时间对潜在 的钻进事故作出反应。这可以包括改变泥浆重量或准备好接合防喷器。
在一种形式中，通知可以在控制面板或其它用户界面27对操作者传达。替代性地，通知可以提供给自动化控制系统25，该自动化控制系统可以自动响应或准备好响应潜在的危险状况。通知可以通过可听噪声、闪光灯或控制面板上的其它指示器提供。
实例
现在将参照图3描述一假想实例，图3显示了各种测量值和计算值的记录曲线200。在该实例中，示踪注入流量是每分钟3升。
所测量的示踪值由示踪线201提供。钻头尺寸线203指示在对应深度使用的钻头的尺寸。根据所测量的示踪值计算的钻进流体流量由流量线205提供。所测量的地层气体浓度由地层气体线201、208、209、210提供。
示踪线201的第一个显著特征是示踪值211增大。该增大转而又反映在流量线205上所计算的流量213减小。这指示钻进中可能的流体损耗区间。
下一个显著特征是在相应的示踪线201和流量线205上的阶跃215、217。这对应于改变为较小钻孔尺寸(如阶跃215附近的钻头尺寸线203所示)和低泵送流量。但是，示踪注入流量没有改变。
示踪线201在示踪值219处急降，示踪值219在流量221具有对应的增大。这显示可能有流体流入到井眼中，即可能有井涌。类似的特征显示在附图标记223和225处。
地层气体线207、208、209、210显示了在钻进期间典型测量的地层气体。很明显，气体在不同的深度出现一定变化。例如，地层气体线208(代表乙烷)、209(代表丙烷)、210(代表异丁烷)在较低深度出现更高浓度。但是，地层气体线207(代表甲烷)在各种不同的深度显示相对始终如一的浓度。尽管地层气体浓度值存在一定变化，但是回流钻进流体流量变化的推断仍然可以通过补偿地层气体浓度的变化来实现，如下所述。
变形示例
在另一个实施例中，示踪气体可能不是以准确恒定的流量引入。但是，通过测量随着时间推移引入的气体的温度、压力、速度和体积并记录该信息，可以允许计算特定时间段期间引入的示踪气体的质量。当确定钻进流体的流体流量是否存在增大或减小时，该信息可以允许调整或补偿气体分析设备测量的示踪气体浓度值。
类似地，如果回流钻进流体中每单位体积(或每单位质量)的钻进流体所溶解的地层气体随着时间推移变化，则可以记录有关这样的变化的信息，并使用该信息来调整或补偿测量值，以提供钻进流体的流体流量变化的更精确确定。
在检测钻进流体流量变化的方法的另一变形中，通过测量从将示踪气体注入到回流钻进流体中到在注入点下游检测回流钻进流体中所注入的示踪气体的时间延迟的变化，可以推断回流钻进流体的流量的变化。
当在井眼7的井头13处接收回流钻进流体之后，示踪气体注入器15在第一离散时间段将示踪气体注入到回流钻进流体中。然后回流钻进流体流过流送管17。在气体注入器15下游的某一位置处，检测在第一离散时间段期间注入的示踪气体。这可以例如通过位于该位置处或该位置附近的气体抽取器21与气体分析设备23的组合来实现。测量在第一离散时间段对示踪气体的注入与在所述位置处对来自第一离散时间段的示踪气体的检测之间的第一时间延迟，该测量可以在监测或控制系统25的辅助下进行。
在第一离散时间段注入示踪气体之后，气体注入器15在第二离散时间段将示踪气体注入到回流钻进流体中。随后，检测来自第二离散时间段的示踪气体。测量在第二离散时间段对示踪气体的注入与在所述位置处对来自第二离散时间段的示踪气体的检测之间的第二时间延迟。
然后确定第一时间延迟与第二时间延迟之间所测量的时间延迟的变化。利用所测量的时间延迟的变化，可以推断回流钻进流体的流量的变化。确定所测量的时间延迟的变化的步骤以及推断回流钻进流体 的流量的变化的步骤可以由监测或控制系统25执行。
在上述变形的又一实施例中，气体注入器15脉动地将示踪气体注入到回流钻进流体中，以允许检测和监测流量的变化。
应当明白，本说明书中公开的和限定的本发明延及文字或附图所提及的或显而易见的各个特征中的两个或更多个的所有替代性组合。所有这些不同的组合构成了本发明的各个替代性方面。