摘(zhāi)要:介(jiè)紹了外流式電磁流(liú)量計
的基(jī)本原理、結構、工(gōng)作方(fāng)式及應用(yòng)規模、效(xiào)果(guǒ)和測(cè)井實例(lì)。該儀器是一種新(xīn)型的測量(liàng)注(zhù)入剖面的儀(yí)器，能夠較(jiào)好解(jiě)決聚合物(wù)驅和三元(yuán)複合(hé)驅注入剖(pōu)面的(de)測井問(wèn)題。
一、引言
大(dà)慶(qìng)油田進(jìn)入三次采油過(guò)程中，注(zhù)聚合物(wù)驅油(yóu)已經成爲提高原(yuán)油采收(shōu)率的(de)重要(yào)手段之一，它比水驅(qū)效果(guǒ)提(tí)高了20%左(zuǒ)右。近幾年，大慶(qìng)油田在北一斷(duàn)西區(qū)塊開展的聚合物驅油先導性試驗取得了明顯(xiǎn)的(de)效果(guǒ)。因此，聚合物驅(qū)和三(sān)元複(fú)合驅注入(rù)剖(pōu)面的測(cè)井問題(tí)急待解決。
現場(chǎng)試驗表(biǎo)明，過去(qù)常用的注入(rù)剖(pōu)面測井(jǐng)儀器已不适應注聚合(hé)物(wù)剖面測試的(de)要(yào)求。例(lì)如,應用(yòng)傳統渦(wō)輪流量計測流量參數時，因注(zhù)入的聚合物流(liú)體黏(nián)度增(zēng)大，導(dǎo)緻測量誤差增大,甚至因渦輪(lún)不啓動而無法(fǎ)測量(liàng)較小流量(liàng);同時，聚合(hé)物和(hé)三元(yuán)複合(hé)驅的(de)井内流體(tǐ)腐蝕(shí)性大(dà)，導緻渦淪(lún)腐蝕(shí)損(sǔn)害(hài),影響(xiǎng)了測量精度。同位素示蹤(zōng)法也(yě)由于(yú)聚合物黏(nián)度(dù)大,放射性微(wēi)球顆粒不易(yì)擴(kuò)散，混合不均勻(yún)，出現放(fàng)射(shè)性微(wēi)粒“抱(bào)團”、“聚堆”，使(shǐ)放射性示蹤劑(jì)難以(yǐ)按比(bǐ)例濾(lǜ)積在(zài)吸液地層(céng)表面上等(děng)原因(yīn)得不(bú)到理想測(cè)試結果。
電磁流(liú)量計是一種新型的測量注入(rù)剖面的儀器，能夠較好(hǎo)地解決聚合(hé)物注入剖(pōu)面的測井問題(tí)。該儀器根據電(diàn)磁感(gǎn)應(yīng)原理,可(kě)以測(cè)量注入層段各點(diǎn)的流量(liàng)，也可(kě)以(yǐ)随深度連續測量(liàng)流量，測試(shì)結果(guǒ)給出(chū)各注(zhù)入層(céng)段的相對(duì)注入(rù)量和(hé)絕對(duì)注(zhù)入(rù)量。因(yīn)該儀(yí)器沒(méi)有可(kě)動部件，因而不受注(zhù)入(rù)液黏度(dù)和密(mì)度的(de)影響(xiǎng)，不影響注入狀(zhuàng)态和注入方式(shì)，并且可(kě)靠耐用(yòng),正确率好，對測試環境無放射(shè)性污染，測(cè)井實效高(gāo)，測(cè)井(jǐng)成功(gōng)率大于(yú)90%。目(mù)前，該儀器已(yǐ)在大慶(qìng)油田和其他各(gè)油田(tián)得到廣(guǎng)泛(fàn)應用，受到(dào)有關(guān)專家(jiā).的(de)一緻好(hǎo)評。
二、測量原理
利用電磁感應(yīng)原理，電(diàn)磁(cí)流量(liàng)計一般被(bèi)用來(lái)測量流過管道中導電流體的(de)流量。不管流體的性質如何，隻(zhī)要其具有微弱(ruò)的導(dǎo)電(diàn)性(電導率大于8x10-5ss/m)即可進(jìn)行(háng)測(cè)量。通常，油(yóu)田三采注入的聚合(hé)物混合液(yè)的導電性能良(liáng)好，符(fú)合這種測量(liàng)條件(jiàn)。
如(rú)圖1所示，根(gēn)據電磁感(gǎn)應原(yuán)理(lǐ)，當(dāng)導電流體(tǐ)，在磁場強度爲b的(de)磁(cí)場中以(yǐ)速度v運(yùn)動時(shí)，切割磁力(lì)線而産生(shēng)電場(chǎng)e關系(xì)爲
則(zé)在(zài)線形長(zhǎng)度爲l的a和b兩點(diǎn)之間産生(shēng)感應(yīng)電動(dòng)勢Ɛab
a、b兩接(jiē)收(shōu)電極之間(jiān)的距(jù)離l爲已(yǐ)知常數，b爲已知的磁場強度。故εab是v的單(dān)調函數,Ɛab随(suí)v變化而變(biàn)化。而(ér)瞬時(shí)流量g等(děng)于流速(sù)v與導(dǎo)管截面積(jī)s(常數)的乘(chéng)積，因(yīn)此有
式中k一儀(yí)器常數，
隻(zhī)要通(tōng)過電路測得Ɛab，即(jí)可得到對應的(de)流量q。
三、外流式(shì)電磁流(liú)量(liàng)計
1,結構
如圖(tú)2所示，井(jǐng)下儀器自上而(ér)下依(yī)次爲(wèi)過芯(xīn)加重、上扶(fú)正器(qì)、電磁流量計(含(hán)磁性定(dìng)位器)和下扶正器。其中(zhōng)電磁流(liú)量(liàng)計是儀器測量(liàng)注入(rù)流量的核心部(bù)分，在結構(gòu)設計(jì)方面實現(xiàn)了傳感器(qì)和電(diàn)路的(de)一(yī)體化。過芯加重幫助儀(yí)器順(shùn)利下井，上(shàng)、下扶(fú)正器保(bǎo)持儀器(qì)在正(zhèng)常工(gōng)作時(shí)在(zài)套(tào)管(guǎn)内居中(zhōng)。使用(yòng)磁性(xìng)定位器後(hòu)可以(yǐ)根據(jù)套管接箍深度校正(zhèng)儀(yí)器深度(dù)。
2，工作方式
過芯加重上接(jiē)頭與(yǔ)單芯電纜(lǎn)頭連(lián)接，井(jǐng)下儀器用(yòng)單芯(xīn)電纜供電和傳(chuán)輸(shū)信号。儀(yí)器可用于(yú)上提(tí)連續測量流量(liàng)和定點(diǎn)測(cè)量流(liú)量。圖(tú)3爲儀(yí)器工作的電路框圖(tú)。井下(xià)儀器(qì)通過(guò)單芯電纜與數(shù)控測(cè)井地(dì)面設備配(pèi)接(jiē)，地面供(gòng)直流電壓60~80v,電流(liú)約80ma。連續(xù)測(cè)井時(shí)，流量(liàng)信号與套管接箍信(xìn)号通過單芯電(diàn)纜到(dào)達地(dì)面設(shè)備，經過地面信号分(fèn)離電路處理成(chéng)兩路單獨(dú)的信(xìn)号。接(jiē)箍信号被處理成模拟信(xìn)号,可以(yǐ)進到(dào)數(shù)控測(cè)井地(dì)面設(shè)備的模拟(nǐ)道處(chù)理和(hé)記錄;流量(liàng)信号被(bèi)處理成(chéng)脈沖(chòng)頻率信号(hào)，可以進到數控測井地面設備(bèi)的脈沖道處理(lǐ)和記錄。這兩種(zhǒng)信号是測井(jǐng)儀(yí)器最常用(yòng)的信(xìn)号，因(yīn)此，井下儀器可(kě)以方(fāng)便地(dì)挂接在(zài)其他地(dì)面測(cè)井設備上(shàng)使用。測井資料(liào)的錄(lù)取和(hé)處理(lǐ)通過(guò)數控測井地(dì)面設備的注(zhù)入剖(pōu)面測(cè)井軟件完成(chéng)。
3,技術指标
該儀(yí)器在測(cè)試技術(shù)服務分(fèn)公司的(de)油、氣、水(shuǐ)三相模(mó)拟實驗(yàn)裝置(zhì)中進行了(le)标定(dìng)。
實驗結果(guǒ)表明，儀器(qì)對流量響應的線性(xìng)很好(hǎo)分辨率爲(wèi)2m³/d,流量測量範圍(wéi)可達2~500m³/d，從實(shí)驗數(shù)據中(zhōng)計算出的(de)流量誤(wù)差(chà)小于(yú)±3%(儀器的(de)典型刻(kè)度圖版見圖4)。
經檢測，儀器(qì)技術(shù)指标(biāo)如下:
◆電磁流量(liàng)計測量範(fàn)圍:2~500m³/d
◆儀器(qì)測量誤差:±3%
◆耐(nài)溫指标:125℃
◆耐(nài)壓指标:60mpa
現場試(shì)驗表(biǎo)明儀器的(de)可靠性、重(zhòng)複性(xìng)和一緻(zhì)性都(dōu)很(hěn)好
四(sì)、測井(jǐng)實例
目前，該(gāi)儀器不(bú)僅可以正确地測量(liàng)注(zhù)聚合物(wù)井的分層注入(rù)量，還(hái)可(kě)以應用到适合測(cè)試條(tiáo)件的(de)注(zhù)水(shuǐ).井中(zhōng)。儀(yí)器可(kě)靠(kào)耐用(yòng),正确率和一緻(zhì)性都比較好,測(cè)井時(shí)效高。應用該儀器測(cè)的注(zhù)聚合物井，從解(jiě)釋成(chéng)果表中可以清(qīng)楚地看出各分層的相對(duì)注入量(liàng)和(hé)絕對注入(rù)量，從連續(xù)曲線(xiàn)也可以清(qīng)晰地分辨各注(zhù)入層的注入勢(shì)态，而(ér)且連(lián)續曲(qǔ)線(xiàn)與(yǔ)點測結果(guǒ)符合(hé)得比(bǐ)較好(hǎo)。提供(gòng)了正确可靠的注(zhù)入剖面(miàn)資料(liào)，爲地質分(fèn)析、調剖和工程(chéng)技術改造等(děng)提(tí)供了(le)寶(bǎo)貴(guì)的信息,解(jiě)決了三次(cì)采油工程中急(jí)待(dài)解決的聚合(hé)物注入剖(pōu)面測(cè)試問題。
電(diàn)磁流(liú)量計在(zài)三元複(fú)合驅杏14p2井的點(diǎn)測中提供(gòng)的點(diǎn)測流量資料正(zhèng)确地給出(chū)了各(gè)注入層(céng)段及合(hé)層的吸液能力。連續(xù)曲(qǔ)線清楚(chǔ)地看出注入井(jǐng)段的各部(bù)位的(de)吸液(yè)能力，而且與點(diǎn)測資料比(bǐ)較吻合。流量測(cè)試結果(guǒ)與(yǔ)自然(rán)電位曲線(xiàn)測得的較強(qiáng)吸(xī)液能(néng)力的厚層(céng)相對應(yīng)，符合地質規(guī)律。井溫、壓力曲線都很正常，正确地反應(yīng)了三(sān)元注(zhù)入(rù)剖(pōu)面的(de)溫(wēn)度和壓(yā)力特(tè)征。接(jiē)箍信号正(zhèng)确地反映(yìng)了注(zhù)入層段(duàn)套管的(de)接箍(gū)位(wèi)置，爲點(diǎn)測流量(liàng)和連續(xù)測井提供(gòng)了正(zhèng)确的深度參考(kǎo)。由于井下管柱狀況(kuàng)的影響，目(mù)前電測流量計的流量資料(liào)以(yǐ)點測爲準(zhǔn)，連續曲線作(zuò)爲參考。通過現場試驗證明(míng)了所研制(zhì)的這套儀(yí)器(qì)的(de)可靠(kào)性、穩(wěn)定性(xìng)、重複性都比較(jiào)好，測(cè)井(jǐng)儀器和(hé)電纜(lǎn)的抗腐蝕(shí)能力(lì)也比較(jiào)好(hǎo)。
五、三元複(fú)合驅(qū)分層(céng)配注井應(yīng)用探讨
由于電(diàn)磁流(liú)量計(jì)屬于(yú)接觸式測量儀器，因此,對三元(yuán)複合驅(qū)分層配注井(jǐng)管(guǎn)外流體(tǐ)無(wú)法進(jìn)行測量(liàng)，隻能(néng)分大層段測量各(gè)層的總注入量。要想測(cè)量管外小(xiǎo)層的注入(rù)量必須選(xuǎn)其他流量(liàng)計。應(yīng)用放(fàng)射性測井(jǐng)原理的(de)脈(mò)沖中(zhōng)子氧(yǎng)活化測井(jǐng)儀可以實現這個目的(de)。在将來出現三元(yuán)複合(hé)驅分層(céng)配注井(jǐng)時可(kě)以采(cǎi)用磁(cí)性定位器(qì)、
溫度(dù)計
、壓力計、脈(mò)沖中子(zǐ)氧活化測(cè)井儀組合(hé)測量三元(yuán)複(fú)合驅注入剖面。另外,
超(chāo)聲波流(liú)量計
也(yě)有可能(néng)過金屬油管(guǎn)測量油套(tào)環形空間(jiān)流體(tǐ)的速度。
六、結論(lùn)
◆電磁流量(liàng)計可(kě)以正(zhèng)确地測量(liàng)聚合物(wù)和三元(yuán)複合驅(qū)井的注(zhù)入剖面的(de)分層(céng)注入(rù)量(相對值(zhí)和絕對.值(zhí))。
◆電磁流量計測(cè)量精(jīng)度高，量程範圍寬，測井成功率(lǜ)高。
◆儀(yí)器(qì)可靠(kào)耐用，無活動(dòng)部件，不破(pò)壞聚合物的分子鏈。
◆選用(yòng)磁性定位器、井(jǐng)溫儀、壓力(lì)儀、電(diàn)磁流量計(jì)多參(cān)數組(zǔ)合測井可(kě)以較好地解決三元(yuán)複合驅注(zhù)入剖面(miàn)的測(cè)井問題(tí)，多參(cān)數組(zǔ)合測(cè)井綜合解(jiě)釋可(kě)以提供更(gèng)多、更好的(de)信息。
◆對于将來出(chū)現(xiàn)的分(fèn)層配注井，可以(yǐ)應(yīng)用脈沖(chòng)中子氧活(huó)化測(cè)井儀替代(dài)電磁(cí)流量(liàng)計組合其(qí)他儀器進行測(cè)井。
◆測井過程中(zhōng)不影(yǐng)響注(zhù)入井(jǐng)的注入狀況，無(wú)放射性等環境(jìng)污染。
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