摘要(yào)：爲确(què)定内(nèi)流式電磁(cí)流量(liàng)計(jì) 在水平井中(zhōng)測量油水(shuǐ)兩相流流量的效果，采用集流(liú)的方式在油水(shuǐ)兩相(xiàng)流模拟井(jǐng)水平井中(zhōng)進行了流量測(cè)量(liàng)及(jí)标定。實驗(yàn)結果表明(míng)，在(zài)集流的條件(jiàn)下，高流量、高含水率(lǜ)時，内(nèi)流式電(diàn)磁流量(liàng)計的(de)流量測量(liàng)結果不受(shòu)含水率變(biàn)化的影響(xiǎng)，并(bìng)與清水中的(de)标定結果無(wú)明(míng)顯差(chà)别；流(liú)量較低時，用清水中(zhōng)的标(biāo)定結(jié)果計(jì)算油水兩相流(liú)流量誤差大，可(kě)以采取分流的(de)方法減小(xiǎo)誤差并拓(tuò)寬流量測(cè)量下(xià)限。另(lìng)外，目(mù)前的兩(liǎng)電(diàn)極内(nèi)流式電磁流量(liàng)計在(zài)水平井中進行(háng)測(cè)量時，測(cè)量(liàng)結果不受測(cè)量電(diàn)極所處位(wèi)置的(de)影響(xiǎng)。結果(guǒ)表明，可以采用集流(liú)式内流式(shì)電(diàn)磁流量計進行水平井油水(shuǐ)兩相流流量的(de)測量(liàng)，測量結果準确可(kě)靠。
　　水平井中油水(shuǐ)兩相(xiàng)流流量測量時(shí)常采用渦輪流(liú)量計(jì)，其測(cè)量誤(wù)差爲(wèi)±5%。由于進行(háng)水平井測井時(shí)測井(jǐng)儀器工(gōng)作(zuò)時間較(jiào)長(zhǎng)，測井(jǐng)工藝複雜，測量(liàng)環境惡劣[1]，常常導(dǎo)緻渦輪葉片(piàn)被卡，影(yǐng)響測井(jǐng)成功(gōng)率。而重新(xīn)更換(huàn)儀(yí)器(qì)時間長，工作量大，因(yīn)此，提高水(shuǐ)平井(jǐng)測井成(chéng)功率具(jù)有重要的(de)意義(yì)。
　　電磁(cí)法測量流(liú)體流(liú)量廣泛應用于油田注水(shuǐ)井、注(zhù)聚井(jǐng)的注入剖面(miàn)測井中(zhōng)，儀器工(gōng)作穩定，測量(liàng)數據重複(fú)性好(hǎo)，測量結果(guǒ)準确可(kě)靠(kào)[2-3]。采用集流(liú)方式(shì)的内(nèi)流式電磁流量計在(zài)垂直(zhí)管流中測量油水兩(liǎng)相流流量的(de)方(fāng)法已進行(háng)模拟(nǐ)井，并進行(háng)了數(shù)值仿(páng)真和理論(lùn)上的(de)測(cè)量機理(lǐ)，也進行了現場(chǎng)應用。現場應用(yòng)表明(míng)，電(diàn)磁法在(zài)集流(liú)的條(tiáo)件下(xià)可以(yǐ)應(yīng)用于垂(chuí)直管流(liú)中(zhōng)測量高含(hán)水率(lǜ)下的油水兩(liǎng)相流流(liú)量[7]。在高流量、高(gāo)含(hán)水率的垂直(zhí)井中進行流量(liàng)測量時，用(yòng)集流方式的内流式(shì)電磁流量計在(zài)清水(shuǐ)中的标定(dìng)結果(guǒ)來計算油(yóu)水兩相(xiàng)流(liú)中的流量，其(qí)誤(wù)差在(zài)±5%以内(nèi)。現場應用(yòng)試驗顯示(shì)，電磁(cí)法測量高(gāo)含(hán)水(shuǐ)油井(jǐng)的流(liú)量具有重複性好、結(jié)果準确可靠的優點(diǎn)，且因無可(kě)動部件而(ér)避免(miǎn)了砂卡(kǎ)問題的(de)發生(shēng)，顯(xiǎn)著提高了測(cè)井成功率，因此進行電磁(cí)法測(cè)量水平管(guǎn)流油水兩相流流量(liàng)的(de)實驗研(yán)究尤爲重要。模(mó)拟井實(shí)驗研究(jiū)及水平井(jǐng)現場應用結果(guǒ)表明(míng)，可以(yǐ)采(cǎi)用内流(liú)式電磁流量計(jì)進(jìn)行油水兩相(xiàng)流流量的測(cè)量(liàng)，測量結果準确(què)可靠，在(zài)水(shuǐ)平井(jǐng)測井時(shí)可作爲 渦輪(lún)流量(liàng)計 測(cè)量的(de)補充方(fāng)法(fǎ)以提高測井成(chéng)功率(lǜ)。
1實驗樣機(jī)及傳(chuán)感器結構(gòu)
　　實驗樣機采用(yòng)集流的測量(liàng)方(fāng)式和内流(liú)式電(diàn)磁流量傳感器。儀器(qì)的(de)結構及(jí)工作(zuò)原理如圖(tú)1所示，儀器自(zì)上(shàng)而下爲出液口(kǒu)、電磁流量傳感器、傘(sǎn)式集流器(qì)。測量(liàng)工藝(yì)爲：儀器到達(dá)測量(liàng)點(diǎn)後，撐開集流器(qì)，密封(fēng)儀器與套(tào)管之間的環形空(kōng)間，使得油水(shuǐ)兩相(xiàng)混(hùn)合(hé)流體(tǐ)由進(jìn)液(yè)口流入(rù)，流經電(diàn)磁流量傳感(gǎn)器(qì)，電(diàn)磁流(liú)量傳感(gǎn)器随流(liú)量不(bú)同(tóng)有(yǒu)相應(yīng)的頻率輸出，油水混合流(liú)體經(jīng)電磁(cí)流量傳感器檢測後由出(chū)液口流出(chū)，完成(chéng)流量測量(liàng)。

　　傳感器由2個發(fā)射磁(cí)極和(hé)2個(gè)測量（接(jiē)收）電(diàn)極(jí)構成（圖2），由内向(xiàng)外(wài)分别(bié)爲絕緣(yuán)内(nèi)襯、金屬内壁、液壓油、金屬(shǔ)外壁。2個測量接(jiē)收電極與(yǔ)2個發射磁極在(zài)圓周上相互垂(chuí)直均(jun1)勻分(fèn)布，接(jiē)收電極(jí)鑲嵌在(zài)絕緣内(nèi)襯(chèn)壁上(shàng)，直接接(jiē)觸(chù)測(cè)量(liàng)流體。磁極(jí)由磁(cí)芯和線(xiàn)圈(quān)兩部(bù)分組成，即(jí)在每個(gè)磁極磁芯的(de)外側均包(bāo)裹一層線圈(quān)，用(yòng)來産(chǎn)生交變磁(cí)場，當導電流體(tǐ)從流道内流過時将(jiāng)切割磁力線産(chǎn)生感應電動勢(shì)。

2模拟(nǐ)井實驗及(jí)結果(guǒ)
　　爲明(míng)确集流條(tiáo)件下(xià)内流(liú)式電(diàn)磁流(liú)量計在水平管流油(yóu)水兩(liǎng)相流中的響應(yīng)規律，，實(shí)驗(yàn)所用集流(liú)器爲布傘集流(liú)器，流(liú)量點(diǎn)爲(wèi)0、5、10、……、300m3/d，各流量下含(hán)水率(lǜ)調節爲(wèi)50%～100%，含(hán)水率(lǜ)間隔10%。同時(shí)進行了測量流體分流實(shí)驗和傳感器測(cè)量電(diàn)極處(chù)于不同位(wèi)置。
2.1水平(píng)條件下(xià)的室内(nèi)模拟井(jǐng)實驗及結(jié)果
　　圖(tú)4爲該儀器在油(yóu)水兩相流中測量流(liú)量的相對(duì)誤差（相(xiàng)對(duì)誤差即爲(wèi)标準流量(liàng)與測量流量之差與(yǔ)标(biāo)準流量的百(bǎi)分比）分布(bù)情況。相(xiàng)對(duì)誤差(chà)越小，儀器測量精度越高(gāo)[8]。從圖(tú)3可以看出，在(zài)流(liú)量相同的情況(kuàng)下，當含(hán)水(shuǐ)率高(gāo)于70%時，儀器響應(yīng)頻率基本(běn)一緻(zhì)，表明在(zài)該(gāi)實驗(yàn)條件(jiàn)下，當流量(liàng)高于20m3/d、含(hán)水率高(gāo)于70%時，傘集(jí)流内(nèi)流(liú)式電磁流量(liàng)計在水平井筒(tǒng)中油水兩相情(qíng)況下标(biāo)定(dìng)結果與含(hán)水率無關(guān)，并與清水中标定結果基(jī)本(běn)一(yī)緻。從圖(tú)4可以看(kàn)出，當含水(shuǐ)率高(gāo)于80%、流量(liàng)大于150m3/d時(shí)，測量(liàng)相對誤差(chà)在±5%以内。當含水(shuǐ)率高于60%、流量大(dà)于40m3/d時，測(cè)量相對誤差在±10%以(yǐ)内。分(fèn)析圖3、圖4表(biǎo)明，集(jí)流條件下，可以(yǐ)考慮使用(yòng)内流式電(diàn)磁流量計(jì)進行(háng)水平井中油水(shuǐ)兩相(xiàng)流流(liú)量的測量(liàng)。當流量低于40m3/d時，流量(liàng)測量(liàng)誤(wù)差大，超過±10%。爲(wèi)滿足水平(píng)井的(de)測試需要(yào)，必須采取措施減小集流式内(nèi)流式(shì)電磁流量(liàng)計的測量誤差。


2.2分(fèn)流情況下實(shí)驗及結(jié)果
　　爲減(jiǎn)小低(dī)流(liú)量時的(de)測量誤(wù)差(chà)，改善低流(liú)量時(shí)的測(cè)量(liàng)效果，采(cǎi)取了在布傘集流(liú)器(qì)上部(bù)位置打孔(kǒng)分流流(liú)量的方(fāng)法[9]，通過打孔使分(fèn)流流(liú)量達到(dào)20%[10]，分流使聚集在(zài)傘跟部的(de)油漏(lòu)失一部分，從而(ér)有效(xiào)提(tí)高(gāo)流過(guò)傳(chuán)感(gǎn)器的(de)含水(shuǐ)率。流道内含水(shuǐ)率高有(yǒu)利于儀(yí)器更好地進行(háng)測量。圖5爲(wèi)水平井筒(tǒng)中1#儀(yí)器采(cǎi)取分流流(liú)量方法在(zài)油(yóu)水(shuǐ)兩相(xiàng)流中進(jìn)行(háng)測量的相對誤差分(fèn)布情況(kuàng)。從(cóng)圖5可(kě)以看(kàn)出，當含水率高于80%、流(liú)量大(dà)于40m3/d時(shí)，測(cè)量相對(duì)誤差(chà)在±5%以内。對比圖4和圖5可以(yǐ)發現(xiàn)：在含水率高于80%、測(cè)量誤差(chà)在±5%以内(nèi)時，流量(liàng)測量(liàng)下限由原來(lái)的150m3/d降低到40m3/d，明(míng)顯拓(tuò)寬了(le)流量(liàng)測量下限，儀器(qì)可應用的(de)測量(liàng)範圍更廣泛；分流後在流(liú)量大(dà)于40m3/d時測(cè)量相對(duì)誤差由原來的(de)±10%減小到±5%，顯著降(jiàng)低了(le)測量誤差(chà)。可見，采取分流的方法(fǎ)拓寬(kuān)了(le)流量(liàng)測量(liàng)下限(xiàn)并減小(xiǎo)了(le)測量(liàng)誤差，分流測量(liàng)方法(fǎ)是可行的(de)。

2.3測量電(diàn)極(jí)處于(yú)位置不同的實(shí)驗及(jí)結果(guǒ)
　　集流(liú)型内(nèi)流式電磁(cí)流(liú)量計采(cǎi)用2個(gè)測量電極的結(jié)構，2個測(cè)量(liàng)電極(jí)與2個發(fā)射磁極(jí)在圓周上相互(hù)垂(chuí)直均勻分布(bù)。實際測井(jǐng)時(shí)，測量電極和(hé)磁極(jí)的位置在(zài)周向(xiàng)上是随機且無(wú)法控制的。水平(píng)井中油(yóu)水(shuǐ)兩相(xiàng)流動形态複雜(zá)[11]，分别(bié)将(jiāng)測(cè)量電(diàn)極在水(shuǐ)平(píng)管流(liú)中以縱向排列(liè)和水(shuǐ)平排(pái)列位置進行設置，來(lái)确定測量電極在水(shuǐ)平管(guǎn)流中(zhōng)所處位置(zhì)對測(cè)量結(jié)果的影(yǐng)響(xiǎng)（圖6）。從(cóng)圖6可(kě)以看(kàn)出，在相同流量(liàng)及含水(shuǐ)率下，測量電(diàn)極縱向排(pái)列（c）設置與(yǔ)水平（s）設置測量得到(dào)的數據(jù)點基本重合(hé)，表(biǎo)明(míng)内流(liú)式(shì)電磁流量計(jì)測量(liàng)結果不受測量電極在水平管流中所處位置的(de)影(yǐng)響。

3現(xiàn)場應用(yòng)試驗
　　利(lì)用傘式集(jí)流内(nèi)流式電磁流量(liàng)計在冀東(dōng)油田的廟(miào)xx平7井(jǐng)進行(háng)了水平井測井(jǐng)現場試(shì)驗，該井(jǐng)采用篩管(guǎn)完井(jǐng)，井段(duàn)爲2079.58～2240.28m，有(yǒu)效長(zhǎng)度160.7m，深度2247.08m，套(tào)管直(zhí)徑177.8mm，人工井底2244.8m，造(zào)斜點1680.12m。測試前正(zhèng)常生産時(shí)産液(yè)量46.06m3/d，含(hán)水(shuǐ)率99％。
　　廟xx-平7井爲(wèi)機采水平(píng)井(jǐng)，在日(rì)常(cháng)生産條件下沒有測(cè)試通道，無(wú)法開(kāi)展測(cè)試。爲了實(shí)現産出剖面測(cè)試，給acp堵(dǔ)水提供(gòng)可靠的資料，在測試(shì)時改(gǎi)變舉(jǔ)升生産工藝，采(cǎi)用氣(qì)舉舉升方(fāng)式模拟水平井(jǐng)正常生(shēng)産條件，從而實現(xiàn)分段流量測(cè)試。
　　圖7、圖(tú)8分别爲該井在(zài)2087m、2127m深度處(chù)的流量(liàng)點測試結果。從圖7、圖8可以看出，在進行流(liú)量測試過(guò)程中，儀器(qì)輸(shū)出頻率波動(dòng)較小，表(biǎo)明儀器(qì)工作(zuò)狀(zhuàng)态(tài)較好(hǎo)，并且(qiě)井的産液(yè)量較(jiào)穩定。表1爲該井的測井解(jiě)釋成果(guǒ)。表1顯示(shì)在2110～2160層段，分(fèn)層産液量爲(wèi)21.2m3/d，占全井(jǐng)産液的49.7%，結合井(jǐng)溫測井資料可(kě)以确(què)定該層爲(wèi)主産液層。冀東(dōng)油田(tián)采(cǎi)取了acp堵水作(zuò)業後該井(jǐng)增油1m3/d，增油效果(guǒ)明顯。

　　傘式集(jí)流内流(liú)式電磁流(liú)量計(jì)可(kě)以(yǐ)應用(yòng)于水平井進行(háng)油水兩(liǎng)相(xiàng)流流(liú)量的測量，利(lì)用(yòng)傘式集流内流(liú)式電(diàn)磁流量計(jì)測試結果可以(yǐ)準(zhǔn)确确定(dìng)主産(chǎn)液層，爲油(yóu)田挖(wā)潛改造(zào)提供可(kě)靠數據(jù)。
4結(jié)論
（1）在(zài)集流(liú)的條件下(xià)，采用内流式内(nèi)流式電磁(cí)流(liú)量(liàng)計在(zài)水(shuǐ)平(píng)井油(yóu)水兩相(xiàng)流中測量，當流量(liàng)高于(yú)20m3/d、含水率高(gāo)于70%時(shí)，内流式電(diàn)磁流(liú)量計儀器(qì)響應(yīng)不受含(hán)水率變(biàn)化影(yǐng)響，并與清(qīng)水中儀器響應基本無差别。另(lìng)外，内流式電磁流量(liàng)計測量結果不受(shòu)測量電極(jí)在水平管流(liú)中所處位置的(de)影響(xiǎng)。
（2）對(duì)于測量(liàng)上限(xiàn)爲(wèi)300m3/d的儀器(qì)，在含水率高于(yú)80%的情況下(xià)，測量(liàng)誤差(chà)在±5%以(yǐ)内時(shí)，分流(liú)後(hòu)流(liú)量測(cè)量下限由原來(lái)的150m3/d降低到(dào)40m3/d；在流量(liàng)大于40m3/d時(shí)，測量(liàng)相對(duì)誤差由原(yuán)來的±10%提高(gāo)到±5%。采(cǎi)取分流(liú)流量的(de)方法可以改善(shàn)測量效果并拓(tuò)寬流(liú)量測量下(xià)限。
（3）應用集流式(shì)内流式電磁流(liú)量計(jì)進行水平(píng)井油水兩相流(liú)流量測量，爲(wèi)油(yóu)田挖(wā)潛改造提(tí)供可靠數(shù)據。

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