水(shuǐ)平井井(jǐng)下浮子流量(liàng)計的(de)研制 發布時間(jiān):2019-04-09
摘要(yào):低滲透油(yóu)田水平井(jǐng)産液(yè)量低,目前(qián)使用(yòng)的水平井(jǐng)産液剖面(miàn)測井儀器(qì)的流量測量下(xià)限偏高,造成低(dī)滲透油藏(cáng)水平(píng)井測(cè)量(liàng)結(jié)果偏(piān)差較大(dà),影響了(le)測井資料的正(zhèng)确率,爲(wèi)此選擇(zé)了水平(píng)井井下(xià)浮子(zǐ)流量計 ,該流量計克(kè)服了渦輪(lún)流量計不(bú)适應低液(yè)量水(shuǐ)平井的不(bú)足(zú),确保了(le)分段(duàn)流量測試結果(guǒ)的正确率(lǜ)。水平井井(jǐng)下浮子流量計(jì)室内現場(chǎng)應用(yòng)均取得了(le)良好(hǎo)效果,流量測試(shì)結果不受含水率和(hé)井斜角的(de)影響,啓動排量(liàng)僅爲(wèi)0.5m3/d,流量(liàng)測量(liàng)誤差在4%以(yǐ)内,解(jiě)決了(le)現有的渦(wō)輪流量(liàng)計在流(liú)量低(dī)時測量結果不準确、甚至渦輪不啓動的(de)問題。 流量(liàng)測量在(zài)油田動(dòng)态監(jiān)測中的地(dì)位(wèi)變(biàn)得越(yuè)來越(yuè)重要(yào)[1]。國内的低滲透(tòu)油田(tián)水平(píng)井普(pǔ)遍(biàn)存在改造段(duàn)數多、單井産(chǎn)量低[2-3]等問題(tí),部分(fèn)油田單(dān)井産液(yè)量爲1~10m3/d,有的(de)甚至低于5m3/d。産液剖面(miàn)測井(jǐng)儀器的流量測量(liàng)下限偏(piān)高,造成低滲透油藏水平井測(cè)量結果偏差較(jiào)大,影(yǐng)響測井資料的正确(què)率[4-5]。 針(zhēn)對上述問題,借(jiè)鑒直(zhí)井中使用(yòng)的(de) 浮子(zǐ)流量計(jì) ,水平井井下(xià)浮(fú)子流(liú)量計,該流(liú)量計克(kè)服(fú)了常規渦輪(lún)流量計在(zài)流量(liàng)低(dī)時測(cè)量結果不(bú)準(zhǔn)确(què)、甚至不啓(qǐ)動的問題[6],實現(xiàn)了低(dī)滲透油(yóu)藏水平井流(liú)量(liàng)分段測(cè)試。 1水平井(jǐng)井下(xià)浮子流量(liàng)計設(shè)計 1.1結構(gòu)設計與工作(zuò)原理(lǐ) 水平(píng)井井下浮子流(liú)量計結(jié)構(gòu)如(rú)圖1所示。流量(liàng)護管(guǎn)爲錐形(xíng)孔結構(gòu),加大了浮子與(yǔ)流量護管的間(jiān)隙,提高(gāo)了浮子(zǐ)流量計井(jǐng)下運(yùn)行的可靠性。采用螺(luó)線管(guǎn)線圈(quān)式自感傳感器原理,可(kě)以(yǐ)測量(liàng)0.01μm~50mm的機(jī)械(xiè)位移,同(tóng)時浮(fú)子(zǐ)采用钛(tài)合金材(cái)質(zhì),提高了密封性(xìng)。 測(cè)試期間給浮子感應(yīng)線圈提供(gòng)恒定(dìng)的電流激勵,水平狀态下(xià)利用彈(dàn)簧(huáng)彈性力使得流(liú)體流(liú)經浮子前(qián)後産(chǎn)生壓差,被(bèi)測介(jiè)質通過過流(liú)通(tōng)道克服彈簧彈(dàn)性力推(tuī)動(dòng)套在(zài)推杆上的浮子組件移動(dòng),帶動(dòng)浮子組件(jiàn)上的(de)滑套(tào)外部(bù)銜鐵發生(shēng)位(wèi)移,不同(tóng)流量(liàng)下(xià)浮(fú)子穩(wěn)定在一(yī)定的相(xiàng)應位(wèi)置,引(yǐn)起感(gǎn)應線(xiàn)圈中(zhōng)磁阻(zǔ)變化,産生(shēng)感應電動(dòng)勢。感應電(diàn)動勢經濾(lǜ)波放(fàng)大輸(shū)入(rù)單片機(jī)内進行處(chù)理,從(cóng)而測出流量值(zhí)(圖2)。 1.2主要技(jì)術參數與性能(néng)特點 儀器最(zuì)大外徑(jìng)89mm,工作溫度150℃,最大(dà)工作壓力≤60mpa,流(liú)量測量範圍1~45m3/d,測量(liàng)誤差±5%,采(cǎi)樣間隔(gé)3s。 流量計的主要(yào)性能(néng)特點如下(xià): (1)爲了(le)适應水平(píng)井井下惡劣的(de)工作條(tiáo)件(jiàn),在水(shuǐ)平井井下浮子(zǐ)流(liú)量(liàng)計進液口(kǒu)增加割(gē)縫(féng)篩管以降低砂(shā)卡程度,充分考慮高(gāo)壓密封性及防震抗(kàng)沖擊性,确(què)保了儀器在井(jǐng)下工作的長期(qī)穩定。 (2)流量(liàng)計采用橋式雙通道(dào)結構,液壓(yā)坐封(fēng)時流(liú)體從(cóng)外管(guǎn)和隔離管之間(jiān)的環(huán)空(kōng)過流通(tōng)道流(liú)過,此(cǐ)時浮(fú)子保護單向閥(fá)單向截止,保證坐封液壓力不(bú)影響浮子(zǐ)組件(jiàn)。生産(chǎn)時本層産(chǎn)液從過橋(qiáo)孔經底部(bù)進液(yè)口進(jìn)入,從隔(gé)離管與(yǔ)儀器(qì)環空(kōng)空間(jiān)流過(guò),其他(tā)層産(chǎn)液從隔離(lí)管與(yǔ)外管環(huán)空空間流過,互(hù)不幹擾(rǎo),确保了多段壓(yā)裂水平井測試(shì)順(shùn)利。 (3)水平狀态(tài)下浮(fú)子(zǐ)采用了(le)钛合金材(cái)質和浮子(zǐ)+彈(dàn)簧式結(jié)構,不(bú)同流(liú)量下(xià)浮子穩定在一(yī)定的位置(zhì),從而提高密封性。同(tóng)時增加(jiā)浮子限(xiàn)位結(jié)構,過(guò)流通道采(cǎi)用錐形結(jié)構,可加(jiā)大(dà)浮子(zǐ)與流量護(hù)管間(jiān)隙,防(fáng)止(zhǐ)浮子運(yùn)動時卡死(sǐ)。 2室内實(shí)驗 2.1含水率響(xiǎng)應 在油水兩相介質下進(jìn)行了含水率響應實(shí)驗。在浮子(zǐ)流量(liàng)計(jì)垂(chuí)直狀态下(xià)進行流量檢定(dìng),流量(liàng)爲0、1、2……10m3/d,分(fèn)别選擇含水率爲100%、80%、40%進(jìn)行流量測試,對(duì)流(liú)量(liàng)刻度進行(háng)曲線(xiàn)拟合(圖(tú)3)。 實(shí)驗結果(guǒ)表明,當(dāng)流經(jīng)浮(fú)子(zǐ)流量計的(de)流量超過(guò)0.5m3/d時,在(zài)相(xiàng)同含水(shuǐ)率情(qíng)況下(xià)不(bú)同(tóng)流量(liàng)的計(jì)數響(xiǎng)應呈很(hěn)好的線(xiàn)性關(guān)系(xì),确定浮子流量計啓動(dòng)流量爲0.5m3/d。另(lìng)外,在一定井筒(tǒng)角度、不同流量(liàng)的情(qíng)況下,當含水率發(fā)生變化(huà)時,油(yóu)水界面(miàn)的(de)變(biàn)化(huà)并不明顯(xiǎn),且不(bú)同含水率下的流量測試曲線(xiàn)基(jī)本重合,說明(míng)含水率對浮子流量計(jì)的影響(xiǎng)可忽略(luè)。 2.2傾(qīng)角響(xiǎng)應 将儀(yí)器分别(bié)處(chù)于水(shuǐ)平(90°)和負(fù)角度(-30°)(即進(jìn)液口(kǒu)低于出液(yè)口)狀(zhuàng)态下,流量爲0、1、2……10m3/d,分(fèn)别選擇含水率(lǜ)爲100%、80%、40%進(jìn)行(háng)流量測(cè)試實驗,對流量(liàng)刻度進行(háng)曲線(xiàn)拟合(圖(tú)4、圖(tú)5)。 實驗(yàn)結果(guǒ)表明,在水(shuǐ)平(90°)和負角(jiǎo)度(-30°)狀态下(xià),流量響應(yīng)不受流動管道(dào)傾斜(xié)角度的影響,儀(yí)器(qì)标(biāo)定隻(zhī)需在(zài)水平條件(jiàn)下刻度即可。 同(tóng)時在多角(jiǎo)度下(xià)對浮子(zǐ)流(liú)量計進行實驗,結果(guǒ)表明:在水(shuǐ)平與(yǔ)垂直(zhí)狀态流量(liàng)測量最大(dà)誤差4%;在負角度下由(yóu)于浮(fú)子本(běn)身質(zhì)量(liàng)的(de)原因誤差(chà)高達13%;樣機通過(guò)測量并(bìng)轉換而來的平均相關流速(sù)與标準流(liú)量呈很好的線(xiàn)性關(guān)系(表1)。 3現場(chǎng)應用 在室内實(shí)驗取得成功的(de)基礎(chǔ)上,水(shuǐ)平井井下浮(fú)子(zǐ)流量(liàng)計流量測(cè)試的正确(què)率,利用油(yóu)管和雙(shuāng)封單卡(kǎ)工藝将水平井(jǐng)井下浮子流量(liàng)計輸送到(dào)水平(píng)井井段(duàn),對該井(jǐng)噴點1進(jìn)行了測(cè)試,同時對(duì)地面單量進行液量(liàng)驗證。 該井(jǐng)射孔(kǒng)7段,測(cè)試前(qián)日産(chǎn)液16.07m3,含水率(lǜ)100%。儀器設置(zhì)采樣間隔(gé)爲(wèi)10min,6天後起出,測得噴點(diǎn)1單層流(liú)量爲3.77m3/d,地面單量噴點(diǎn)1的日産液爲3.61m3/d。測(cè)試流(liú)量與實際(jì)單量結果(guǒ)接近,流量(liàng)測試(shì)誤差(chà)4.3%(圖6)。 4結(jié)論 水(shuǐ)平井井下(xià)浮子(zǐ)流量(liàng)計滿足了低滲透(tòu)油(yóu)藏水平井(jǐng)低(dī)産液量(liàng)分段(duàn)流量(liàng)測試的需(xū)要,解決了(le)常規(guī)流量計啓(qǐ)動排(pái)量(liàng)低的問(wèn)題。使(shǐ)用該(gāi)流(liú)量(liàng)計,提高了(le)低流(liú)量水平(píng)井(jǐng)産液量測試的正确(què)率,可(kě)爲掌握水平井(jǐng)生産層段(duàn)産液信息(xī)及油藏合理開采提(tí)供依據。
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