在多套(tao)層系的不均(jun1)質油田常規(guī)開采中,注水(shui)井的分🏃🏻層注(zhu)水是解決縱(zòng)向上注、采不(bu)平衡性較好(hǎo)的方法和🤞有(you)效途徑,開發(fā)出的分注工(gōng)藝,成爲油氣(qi)開采界共同(tóng)💁關心的課題(ti)。
河分層測試(shi)工具主要以(yǐ) 浮子式流量(liàng)計 爲主,分注(zhù)測試精度和(he)成功率較低(dī),影響到動态(tai)調🔱配,2025年12月,引(yǐn)進井下存儲(chǔ)式電磁流量(liang)計,通過現場(chang)應🍓用,取得較(jiao)大成功,現⛷️已(yǐ)基本淘汰浮(fú)子式流量計(jì)。本文通過對(dui)儀器測試原(yuán)理及測試應(yīng)用中出現的(de)問題進行分(fèn)析,找出影響(xiǎng)儀器正常使(shǐ)用的因素和(hé)合理儀器的(de)方🎯法。
1 井下存(cún)儲式電磁流(liu)量計的工作(zuò)原理及特點(dian)
1.1 電磁流量計(jì) 的工作原理(lǐ)
當橫切磁場(chǎng)流動時,流體(tǐ)中帶電粒子(zi)受羅侖茲力(lì)👌的作用而🈲形(xing)❄️成感應電動(dòng)勢,其大小與(yu)流體流速成(cheng)正比。
感應電(dian)動勢:Ue= B°D°V= B°D(Q/π(D/)22)
亦即:Q=(πd/4B). Ue
式(shi)中:Q—流體的體(ti)積流量;B—磁感(gǎn)應強度; V—含帶(dài)電粒子流💚體(tǐ)體的流🏃♀️速;D—管(guǎn)道直徑。
由上(shàng)可知,儀器依(yi)據測量出的(de)感應電動勢(shì)的大小㊙️,即可(ke)推算出🌍流體(ti)的流速和流(liu)量。
儀器制作(zuo)是通過兩個(ge)探極将感應(yīng)電動勢傳到(dao)運算💃🏻器,處🔞理(li)成串行數據(ju)在VRAM中,起出地(di)面後回放到(dao)電腦中進行(háng)處理👣。
1.2 儀器的(de)特點
由工作(zuo)原理可以得(dé)出:
(1)儀器的主(zhu)闆,探極和殼(ké)體在适用的(de)溫度,壓力範(fan)圍内,測量出(chu)流💃🏻量的數據(jù)不受溫度、壓(yā)力、密度、粘度(dù)、礦化度和電(diàn)導率等因✏️素(sù)的影響。
(2)Ue與Q有(yǒu)線性關系,有(yǒu)利于制作出(chū)精度佳的測(cè)試儀器。電☀️磁(ci)流量計精度(dù)爲2級,而浮子(zǐ)式流量計的(de)理論公式爲(wei)👅:q= Ah1.5(1+ htg(0.5β)/2 R),流量q與彈♈簧(huang)伸長h之間函(hán)數關系較爲(wei)複雜,儀🔞器制(zhì)作和使用精(jing)度很難提高(gao)。
(3)靈敏度高:由(you)于儀器本身(shēn)無機械類運(yun)動件,可避免(miǎn)因摩擦力産(chan)生的工作死(sǐ)區,決定了儀(yi)器啓動流速(sù)較低,具有💜較(jiao)高的靈敏度(du)。
(4)可靠性高:由(yóu)于儀器自身(shēn)無機械活動(dong)部,因而有高(gāo)可💃🏻靠㊙️性♉和長(zhang)壽性的特點(dian),具有較高的(de)測試成功率(lǜ)。
(5)由于線性好(hǎo),儀器有較寬(kuan)的量程。
2 井下(xià)存儲式電磁(cí)流量計的技(jì)術要求
2.1 中心(xin)流速流量計(jì)技術性能
a.測(ce)量範圍:标定(ding)滿量程:450m3/d～ 700m3/d;
b.流量(liàng)精度(滿量程(cheng)):± 2%(流量> 100m3/d),± 1(流量≤ 100m3/d)
c.零(líng)點漂移(溫度(du)):≤ 1× 10- 3/10℃ ;
d.顯示分辯率(lü):0.1m3/d;
e.連續測量時(shí)間:5h40min;
f.工作溫度(du):5℃ ～ 90℃ ;
g.最大耐壓:50MPa。
2.2 制(zhì)定儀器的應(yīng)用卡片
儀器(qi)的标準卡片(piàn)是出廠前建(jiàn)立的,其标定(ding)介質是清水(shui),現📱在油田注(zhù)入水多爲污(wū)水,其成份與(yǔ)清水中帶電(dian)🌍粒子大不相(xiàng)同,組份也不(bu)一樣,這都會(huì)影響測量精(jing)度:(1)流體内溶(rong)有部分天然(rán)氣,這部分氣(qi)體在壓💚力、溫(wēn)度變化時,會(hui)引起流體流(liu)态的變化,對(dui)探極産🍉生影(ying)響,使測試曲(qu)線出現鋸齒(chǐ)狀記錄,影響(xiang)測試精度。(2)流(liú)體礦化度🥵變(bian)化對流體流(liú)态變化也有(yǒu)影響。流态變(biàn)化會引起儀(yi)器内外分流(liu)比例的變化(hua),儀器測量精(jing)度也就受到(dào)影⭐響。因此現(xian)場使用前要(yào)建立适合于(yú)本地區的用(yòng)戶卡片。
影響(xiang)流态的因素(su)假設流體爲(wei)牛頓流體,那(na)麽流态的變(bian)化是根據雷(lei)諾數進行判(pan)斷:Re=ρ V/μ
式中:ρ—流體(tǐ)密度;V—流體的(de)流速;μ—流體的(de)粘度。
若Re≤ 2 000則爲(wèi)層流,若2 000≤ Re≤ 59.7/ε7/8則爲(wèi)紊流區。由此(cǐ),不同油田的(de)水性(粘度、礦(kuàng)化度)對測量(liàng)儀表的測量(liàng)精度是有影(ying)響的✂️,在使用(yòng)前須制定用(yòng)戶卡片。
3 井下(xia)存儲式電磁(cí)流量計的現(xian)場應用
3.1 建立(li)現場标定裝(zhuāng)置
3.1.1 使用精度(du)的影響因素(su)
最初在現場(chang)建立卡片都(dōu)是選取一口(kou)正常注水井(jing),将流量計下(xià)入井内數十(shí)米處,調節地(di)面水量,取點(dian)而建🛀🏻立用戶(hu)卡片,這樣有(yǒu)幾個缺點:
(1)依(yi)靠高壓注水(shui)閘門來調節(jiē)流量,很難得(dé)到一個恒定(ding)值,且流🔴體流(liu)态不易掌握(wò),在流量儀表(biao)讀數上很㊙️難(nan)得到一⛱️個平(píng)直的台階㊙️,測(cè)量不準。
(2)用低(dī)精度高壓水(shuǐ)表來标定井(jǐng)下存儲式流(liú)量計,可能🐪使(shi)精度變爲6級(ji),嚴重影響流(liu)量計使用精(jing)度。
(3)高壓供水(shui)壓力的波動(dòng)也影響流量(liang)的恒定。
(4)注水(shuǐ)井井下管柱(zhù)的彎曲、變形(xing)、腐蝕、結垢等(děng)影響油管内(nèi)徑一因😄素,也(ye)影響到流量(liang)計的使用精(jing)度。
(5)在進行多(duo)支流量計标(biao)定時,需反複(fú)投下井,地面(miàn)需用絞車,不(bú)十分靈活。
(6)受(shou)進井路況影(ying)響。
3.1.2 建立标定(dìng)裝置
基于上(shàng)述影響 流量(liàng)計 使用精度(dù)的因素,我廠(chang)部分油田,在(zai)低壓供水系(xi)統建立了标(biāo)定裝置,流程(cheng)見下圖1。
取3m長的? 62.5油(yóu)管立放于注(zhù)水站污水井(jing)中,用孔闆封(fēng)底。頂部連接(jie)防噴管防噴(pen)堵頭,水表選(xuan)用幹式高壓(ya)水🈲表。操🌍作方(fang)法:先将流量(liang)計✌️用鐵絲懸(xuan)挂于測量管(guan)内,控制排量(liàng),取點校對,校(xiao)對完成後,取(qǔ)出流量計,将(jiang)數據回放以(yǐ)計算機内,整(zhěng)理數據,同時(shi)開污水回收(shou)泵回收污水(shui)。
通過對标定(ding)數據研究發(fa)現,在大流量(liàng)下(流量≥150m3/d),台階(jiē)平🐪直♌,校對曲(qǔ)❌線光滑連續(xù);當調節排量(liàng)在150m3/d以下時,曲(qǔ)線出現劇🙇🏻烈(lie)跳波,流量顯(xian)示異常。分析(xī)其原因主要(yào)👈是由于小排(pái)量時,測量管(guǎn)内流體充不(bú)滿,導緻測量(liang)數據異常,因(yīn)此,我們對标(biāo)定裝置進行(háng)了改進,見圖(tu)2
3.1.3 改進的主要(yao)内容
(1)依靠控(kong)制測量管出(chu)口排量來取(qǔ)點,能夠确保(bao)流體充🥰滿整(zheng)🛀個測量管。
(2)将(jiang)幹式高壓水(shuǐ)表取掉,換上(shang)精度佳型号(hào)爲LDZ的電磁流(liu)⁉️量計。
通過改(gai)造後,達到了(le)較爲理想的(de)效果。
建立标(biao)定裝置,①排除(chú)了因流量不(bú)易控制、壓力(li)波動、井🏒下管(guan)柱變徑等諸(zhu)多因素對流(liu)量計測量的(de)影響,②用精度(dù)佳的儀表對(dui)💁流量計進行(háng)标定建立用(yong)戶卡片,有利(li)于在現場應(ying)用✉️中達到流(liu)量計本身的(de)測量精度,這(zhè)一點對于更(geng)好應用存儲(chu)式流量計,準(zhun)确的測量分(fen)層注水量有(you)着十分重要(yào)的意義,③方便(bian)了現♻️場操作(zuo)。
3.2 井下存儲式(shì)流量計測試(shi)資料質量
自(zi)2025年12月至11月,運(yùn)用ZDL— C43型(中心流(liú)速)流量計測(ce)試120次,除因🥰儀(yi)器自身💁故障(zhàng)影響未取出(chu)數據外,測試(shì)成功率100%,錄取(qǔ)資料按Q/SL0980— 94合格(ge)卡片要求項(xiang)目情況如表(biǎo)1。
表1流量計測(ce)試質量表
| Q/SL0980- 94指(zhǐ)标 |
井下存儲(chǔ)式流量計卡(ka)片 |
|
a:線條清晰(xi),線寬不大于(yu)0.5 |
通過計算機(jī)整理完全達(da)到要求 |
|
b:基線(xiàn)平直,流量線(xiàn)垂直于基線(xian)并且連續儀(yi)器量程适度(du)👈。 |
|
|
c:日測起落點(diǎn)與基線重合(hé) |
|
|
d:卡片整齊,清(qing)潔,卡片上标(biao)明井号,測試(shì)日期,測試壓(ya)♋力儀器号㊙️并(bìng)在卡片台階(jie)上注明層位(wèi)。 |
|
|
e:井下流量計(ji)和地面儀表(biao)計量全井流(liú)量誤差爲± 10%。 |
由(yóu)于地面儀表(biǎo)精度低,故障(zhang)率低,存儲流(liu)量計測出水(shui)量偏✍️大。 |
|
f:卡片(pian)各層水量台(tai)階寬度8mm |
完全(quán)達到 |
在Q/SL0980- 94中,注(zhù)水井分層測(cè)試資料質量(liang),主要是爲浮(fu)子式流量📞計(ji)制定的。井下(xià)存儲式流量(liang)計的測試結(jié)果是通過計(jì)算整理,打印(yìn)輸出的,原測(ce)試卡片質量(liàng)要求中的a,b,c,d項(xiang)得到較爲徹(che)底的解決。對(duì)于井下流量(liang)計和地面儀(yi)表計量全井(jing)流量誤差一(yi)項,存在着地(dì)面儀🈲表的定(dìng)期檢定、日常(cháng)維護和儀表(biao)本身内在質(zhi)量等🌈問題,一(yi)味的👄要求存(cún)儲式流量計(jì)與之相符合(hé),也是很不确(què)切和嚴格的(de)。總的來說,井(jǐng)下存儲式流(liu)量計測試資(zi)料質量遠比(bi)👌浮子式流量(liang)計要高。
3.3 井下(xià)存儲式流量(liàng)計與106浮子式(shi)流量計的應(ying)用對比
3.3.1 下井(jing)前安裝
浮子(zi)式流量計下(xia)井前需組裝(zhuang)鍾機系統記(jì)錄測量部分(fen),尤其是🈲記錄(lù)紙筒需要轉(zhuan)動錄活,調節(jiē)彈簧處于适(shì)當位🔆置,彈簧(huang)錨在導向管(guǎn)内滑動靈活(huó),時鍾在鍾筒(tong)内不轉動,浮(fú)子位置在直(zhi)管部分0～ 5mm等,而(ér)存儲式電磁(ci)流量計隻需(xū)安裝好扶正(zhèng)器和電池。
3.3.2 下(xià)井測試
浮子(zǐ)式流量計需(xū)與測試密封(feng)段相配套,在(zài)偏心井測💰試(shi)時,密封段與(yǔ)撞擊頭相撞(zhuàng),定位爪彈開(kai)撐起人字形(xing)皮碗💃後上提(tí)流量計♉分層(ceng)測試,在空心(xin)井測試時,需(xu)起下多次更(geng)換合♌适的密(mi)封段進行測(cè)試,都排除不(bú)了密封段密(mì)封不嚴造成(chéng)的測試數據(jù)不準确電磁(cí)流量計隻需(xu)一次起下即(jí)可完成整個(ge)測試工💋作,不(bú)用考慮🔴密封(fēng)問題。
3.3.3 資料質(zhi)量
浮子式流(liú)量計經常出(chu)現由于記錄(lu)紙,彈簧浮子(zǐ)位置調節不(bú)當,時鍾弦上(shang)的不太緊,測(cè)試密封段密(mi)封不嚴‼️,或定(ding)🏃♀️位爪打不開(kai)等🌈原因,不出(chū)合格資料,卡(kǎ)片記錄也不(bu)清晰,如C9— 2井在(zai)⛹🏻♀️測S2時密封挺(tǐng)好,但測試結(jié)果在卡片上(shàng)找不到,或出(chū)現不規則台(tai)階,測試資料(liao)無法使用,而(er)存儲式電磁(ci)流量計隻要(yao)在儀器技術(shù)性🈲能範圍内(nèi)不💋起溫不超(chāo)壓,油管内徑(jing)無很大變化(hua)都能夠測試(shi)出合格資料(liao),數據經計算(suàn)機整理後曲(qǔ)線流暢,清晰(xī)。
3.3.4 數據整理及(ji)解釋
浮子式(shi)流量計需人(ren)工對測試卡(ka)片進行測量(liang),換算成流量(liang)值,繪制曲線(xiàn)在數據的解(jie)釋應用上僅(jǐn)能人工判斷(duàn),而存儲式電(dian)磁流量計通(tong)用夠實現完(wan)全由計算機(jī)進行處理。
通(tong)過現場應用(yòng),井下存儲式(shì)電磁流量計(jì)在性能操作(zuo)上都遠優于(yú)浮子式流量(liàng)計。
3.4 準确判斷(duàn)井下油管下(xià)井工具的故(gù)障位置
井下(xia)存儲式電磁(cí)流量計下井(jing)後每項10s取一(yī)組中心🍓流速(sù)數據,因此在(zai)下井過程中(zhōng),除了正常依(yi)據測試曲線(xian)解釋油層,配(pèi)合工具的使(shi)用狀況外,還(hái)可依據儀器(qì)正🐉下井位置(zhi)和流量變化(hua)準确的确定(dìng)流量異常位(wèi)置,從而可以(yǐ)找到油管漏(lou)失位置,如在(zai)L801— 7井測試時發(fā)現流量異常(chang),偏1有水量,繼(jì)續下行✊有水(shuǐ)量而偏😍2以下(xià)無水量,出現(xian)大量漏失,重(zhòng)複下井後找(zhao)到脫落位置(zhì),用同位素測(ce)得兩者數據(jù)相符。
4 存在問(wèn)題及處理意(yi)見
4.1 幾種類型(xíng)不宜用中心(xīn)流速式流量(liàng)計測量
4.1.1 吸水(shui)指數很高的(de)井
主要是指(zhi)新轉注水井(jing),由于地層嚴(yan)重虧空,井口(kou)油壓很低🤟,油(yóu)管📞内流态極(ji)其不穩定,油(yóu)管的濕周很(hěn)小。這類井在(zai)使用中心流(liu)速的流量計(ji)時,會出現流(liú)量計内外流(liú)體的分配不(bu)均勻不穩定(dìng),測試曲線表(biǎo)現爲異常劇(ju)齒,水量忽大(da)忽小,甚至到(dào)零點以下,數(shù)據無法整理(li),不🔆能應用。如(rú)埕126— 8— X7井,該井注(zhu)水🐉壓力僅有(yǒu)1MPa,日注水量66m3,這(zhe)類🏃井最好選(xuǎn)用集流式電(dian)磁流量計。
4.1.2 個(ge)别水井井斜(xie)影響到測試(shì)
目前使用的(de)井下存儲式(shi)流量計配有(yǒu)一支底部扶(fu)正器,上部由(you)鋼絲吊放,直(zhi)井基本上能(neng)夠保持流量(liang)計處于油管(guǎn)中心位置,對(dui)于井斜造成(cheng)油管底部斜(xié)👌部彎曲,流量(liang)計很難置🔆于(yu)油管🈲中心位(wei)置,影響到測(ce)✍️量精度,爲了(le)杜絕此類影(yǐng)響因素,建議(yì)使用雙扶正(zhèng)器。對于某一(yi)區域井溫異(yi)常,影響到流(liú)量計的正常(chang)🤟使用,不能應(yīng)用。
4.2 油管内徑(jing)的變化是影(yǐng)響流量計使(shǐ)用精度的關(guan)鍵
由其原理(li)Q=(πd/4B)Ue式可知,D的變(bian)化也即油管(guan)内徑的變化(hua)對流量計的(de)🔞精🙇🏻度佳使用(yong)有很大影響(xiǎng)。現今,注水井(jǐng)井下管柱不(bu)可能💋達到🙇♀️無(wú)腐蝕無結垢(gòu)的條件,如果(guo)僅以此項✉️而(ér)否定電磁流(liu)量計的實用(yong)性,看不到其(qí)優點,未免有(you)❌點過于草🐆率(lǜ)。我們可以在(zai)每級配水器(qi)以😘上下入耐(nai)腐蝕,不結垢(gou)的管材(如鎳(niè)磷鍍油管),保(bǎo)證有10m的标準(zhǔn)内徑管爲測(ce)量管,就可以(yi)排除内徑變(biàn)化‼️對測量精(jing)💛度的影🈚響。
4.3 提(ti)高分析軟件(jiàn)智能化程度(du)和儀器性能(néng)價格比
從儀(yí)器設計上看(kan),儀器的硬件(jian)即流量計本(běn)身是基🐕本完(wán)善的,但價格(gé)卻是浮子式(shì)流量的20倍,而(er)與其配套的(de)軟件仍需修(xiu)改,完善流量(liang)計功能,最終(zhong)達到提高儀(yí)器性能價📧格(ge)比的目的,以(yi)下建議僅供(gòng)參考:①徹👅底消(xiāo)除現今軟件(jian)如🏃♀️成果表中(zhong)管柱圖繪制(zhì)爲固定模式(shi)等較小🈲的不(bu)規範處。②實現(xiàn)同井多次不(bú)塗抹記錄,即(ji)所謂數據庫(kù)管理。③建立時(shi)㊙️間—流量,下井(jing)深度—流量的(de)三重指示曲(qǔ)線,規範儀器(qì)下井操作,使(shi)曲線上每🈲組(zu)數據都附給(gěi)生産指導意(yi)義,提高指🔞示(shì)曲線的利用(yong)率。
4.4 改進現今(jin)測試工序的(de)可能性
現場(chang)應用的工序(xu)仍是沿用浮(fu)子式流量計(jì)測量工❤️序,即(ji)由下層向上(shang)層測水量壓(yā)點,由于電磁(ci)流量計(中心(xin)流速)可以測(ce)量井下任何(he)位置的流量(liang),而不象浮子(zǐ)式流量計在(zài)偏心靠撞擊(jī)後,張開人字(zi)形皮碗㊙️,上提(tí)逐級密封、測(cè)量;在空心井(jing)測量時,也需(xū)起下多⛱️次,更(geng)換測試密封(fēng)段。
在應用中(zhōng)電磁流量計(jì)降壓法測試(shì)時,可改爲由(you)上至下,即👅先(xian)測上層,再測(cè)下層。這樣得(de)到的測試曲(qǔ)線,可以明顯(xian)看出水量👈逐(zhú)層的變化情(qing)況,曲線也顯(xian)得較爲直觀(guan),好看。
5 結論
(1)該(gai)流量計可用(yòng)于油田注水(shuǐ)井井下水量(liang)的測試。
(2)可用(yong)于分注水井(jing)或其它工藝(yi)井的井下管(guǎn)柱的找漏。
(3)可(kě)适用于井底(di)壓力不超過(guò)50MPa的注水井,井(jing)底溫度小于(yu)90℃的注水井。
(4)從(cong)儀表測量精(jīng)度,下井前安(ān)裝,測量工序(xu)到測試資🏃♀️料(liào)上都較浮子(zǐ)式流量計優(yōu)越得多,可以(yǐ)作爲浮子式(shi)流量計的替(ti)代産品。
(5)井下(xià)油管内徑變(biàn)化(如結垢、彎(wan)曲等)會對測(cè)量精度産生(sheng)影響。
(6)因程序(xu)内置問題,該(gāi)流量計測量(liang)的井下位置(zhi)内徑必須爲(wèi)62mm。
以上内容來(lai)源于網絡，如(rú)有侵權請聯(lian)系即删除!