摘(zhāi)要:針對(dui)目前油(you)田分層(ceng)配注井(jǐng)注人量(liàng)的監測(ce)需求,研(yan)✨制一種(zhǒng)♻️基于電(dian)磁感應(ying)原理的(de)電磁流(liú)量計 ,該(gāi)流量計(ji)可長期(qi)置于油(you)田智能(néng)配注井(jing),進行注(zhù)人量測(cè)🍓量。介紹(shao)儀器工(gōng)作原理(lǐ)、結構設(she)計及儀(yí)器技術(shù)指标。室(shì)内實驗(yàn)表明,智(zhì)能配注(zhù)井井下(xia)電磁流(liú)量計在(zai)清水🔴中(zhong)标定具(ju)有很好(hao)的線🤟性(xing)響應,儀(yi)器輸出(chu)穩定,重(zhòng)複性好(hǎo),測量結(jié)🐪果正确(que)。現場試(shì)驗表明(míng)，應用電(diàn)磁流量(liang)計進行(háng)智能配(pèi)注井配(pei)注量監(jian)測,測試(shi)精度高(gāo),測量結(jié)果正确(què)可靠,可(ke)真實🍉反(fǎn)應井下(xià)注人情(qing)況,可以(yǐ)長期置(zhi)于井下(xià)進行流(liu)量監測(cè),能夠滿(mǎn)足測試(shì)需求。
0引(yin)言
　　當油(yóu)田開發(fā)進入中(zhong)後期,分(fen)層注水(shui)驅油成(chéng)爲重要(yao)的開采(cǎi)手♈段。針(zhen)對不同(tóng)井況,采(cai)用分層(céng)開采技(jì)術，根據(jù)需要對(dui)多個💘油(yóu)層同時(shí)✌️注水,對(dui)不同的(de)油層進(jìn)行定量(liàng)的配注(zhù)。在現有(yǒu)的采油(yóu)技術中(zhōng),偏♌心注(zhù)水是目(mu)前油田(tián)采用的(de)最主要(yào)方法，雖(sui)🌈然偏心(xin)注水工(gōng)藝可以(yi)解決多(duō)級分層(ceng)注水的(de)問題,但(dan)傳統🔞的(de)測調工(gōng)藝方法(fa)工作量(liang)大、效率(lǜ)低,已經(jing)嚴重制(zhi)約了注(zhu)水🈲技術(shù)的發展(zhan)。智能配(pèi)注是利(lì)用機電(diàn)--體化技(jì)術,将流(liu)量監測(ce)、通信及(ji)自動控(kòng)制♻️系統(tǒng)置于井(jǐng)下智✂️能(neng)🚶‍♀️配水器(qì)中,可對(duì)層段注(zhu)人量、累(lèi)積注人(ren)量實時(shi)監控,将(jiang)注人量(liàng)🔅測試和(hé)調整結(jie)合起來(lái),實現井(jing)下各層(ceng)流量測(ce)試和✍️自(zì)動調配(pèi)-2。井下各(gè)層流量(liàng)的正确(que)測量是(shi)實現科(ke)學調配(pei)的關鍵(jiàn)。
　　近年來(lai)電子流(liu)量計的(de)推廣使(shǐ)用,使注(zhu)水井的(de)分層🔅測(cè)試效率(lǜ)、測試資(zī)料的正(zheng)确性等(deng)都有很(hen)大提高(gao)。相對于(yu)🐪其他的(de)電子流(liu)✊量計,電(diàn)磁流量(liàng)計結構(gou)簡單、無(wu)❌機械活(huo)動部件(jiàn)、無節流(liu)🐇部件、測(ce)量範圍(wei)寬、測量(liang)結果精(jīng)度高[34。在(zài)💋油田生(shēng)産中,電(dian)磁流量(liang)計被廣(guang)泛應用(yong)于注水(shui)井、注聚(ju)🏃井的注(zhù)人剖🔴面(miàn)測井,目(mu)前，電磁(ci)流量計(ji)也被用(yong)于油水(shuǐ)兩相流(liú)産出剖(pōu)面測井(jing),儀器工(gong)作穩定(dìng),測量數(shu)據重複(fu)性好測(ce)量結果(guo)正确可(ke)靠[5。因此(ci),研制應(ying)用于油(you)田智能(néng)🆚配注井(jing)流量測(ce)試的電(dian)磁流量(liàng)計尤爲(wèi)重要,可(ke)爲智能(neng)調配提(ti)🍓供可靠(kào)的流量(liang)✂️數據。本(běn)文研制(zhi)了一種(zhong)可長期(qī)放置于(yú)智能配(pèi)注井中(zhōng)的💁電磁(ci)流量計(jì),該流量(liang)計能🏃🏻‍♂️進(jin)🥵行注人(rén)量測量(liang)，對其工(gong)作性能(néng)進行室(shì)内檢測(cè)并進行(háng)水域中(zhong)的标定(ding)。室内檢(jiǎn)測及現(xian)❗場應用(yòng)試驗表(biǎo)明,所研(yán)㊙️制的智(zhi)✍️能配注(zhu)井電磁(cí)流量計(ji)具♈有良(liang)好的穩(wen)定性、重(zhòng)複性,線(xian)性響應(yīng)💔好，可以(yi)長期置(zhi)于井下(xià)定時的(de)監測注(zhu)水情況(kuàng)。
1儀器結(jié)構設計(ji)及測調(diào)工藝
1.1總(zong)體方案(àn)設計及(ji)測調工(gōng)藝
　　在油(yóu)田井下(xia)流體流(liu)量測量(liang)中,由于(yú)井下注(zhu)人流體(tǐ)複🏃‍♂️雜,管(guǎn)壁☂️結垢(gòu)現象嚴(yán)重,外流(liu)式電磁(cí)流量計(ji)受井壁(bì)變徑影(ying)響，因☔此(cǐ),儀器設(she)計爲内(nei)流式的(de)電磁流(liu)量計結(jié)構[6],整體(tǐ)結構示(shi)意圖見(jiàn)圖1。将儀(yí)器與電(dian)纜相連(lian)接,電纜(lǎn)與井下(xia)管柱固(gu)定,儀器(qì)坐人配(pèi)水🔞器中(zhōng),整體😄跟(gen)随管柱(zhù)下人井(jǐng)下指定(ding)位置,通(tōng)過配水(shuǐ)器閥門(men)開💚度調(diao)節注人(ren)量大小(xiǎo)。對注水(shui)井進行(háng)測調時(shi)，給儀器(qi)供電,注(zhù)水井中(zhōng)流體通(tōng)過進液(yè)口流人(rén)儀器測(cè)量通道(dào)内,流經(jing)電磁流(liu)量傳感(gǎn)器,電磁(ci)流量傳(chuan)🙇🏻感器随(suí)流量不(bú)同有相(xiàng)應的頻(pín)率輸出(chu),流體經(jing)電磁流(liú)量傳感(gan)❗器檢測(ce)後,通過(guò)配水器(qi)水🌍嘴流(liu)人地層(céng)。電🌂磁流(liu)量計的(de)測量信(xin)号經由(you)測量電(diàn)💃🏻路處理(li),再通過(guò)電纜傳(chuan)人㊙️地面(mian)采集系(xi)統中,經(jīng)地面采(cǎi)集軟✉️件(jian)處理可(ke)以直接(jiē)讀出流(liú)量🐆測量(liàng)結果。
　　儀(yí)器進液(yè)口采用(yong)防護網(wǎng)設計,目(mu)的是防(fáng)止井下(xia)雜🈲物進(jin)人🌈測量(liang)通道,可(ke)以避免(miǎn)大塊雜(za)物堵塞(sai)調節水(shui)✍️嘴,同時(shi)消除雜(zá)物對感(gǎn)應電極(ji)的磨損(sun)，保證測(cè)量結果(guo)的正确(que)性。考慮(lü)儀器需(xū)要長期(qī)放置于(yú)井下，爲(wei)适應井(jing)下惡劣(liè)的條件(jian),儀器外(wai)殼🧑🏽‍🤝‍🧑🏻及感(gan)應電極(ji)等部件(jiàn)✂️選用耐(nai)腐蝕材(cai)質,以提(tí)高✌️井下(xià)儀器長(zhang)期工作(zuò)的穩✊定(ding)性,保證(zheng)測量精(jing)度。
 
1.2測(cè)量傳感(gǎn)器結構(gou)設計
　　通(tōng)過建立(lì)仿真模(mo)型,利用(yòng)測量區(qū)域的樣(yàng)本平均(jun)值♍樣本(běn)标準🚶差(chà)、變異系(xì)數、磁場(chǎng)均勻長(zhǎng)度和均(jun1)勻區域(yu)等相關(guan)概念對(dui)電磁流(liu)量🐇計内(nèi)部磁場(chang)分布情(qíng)況進行(háng)分析🙇🏻,對(duì)傳感🌐器(qi)的結構(gou)參數與(yu)内部♻️磁(cí)場的關(guān)系進行(háng)研究,确(que)定傳感(gan)器的優(you)化設計(ji)結構[7-8]。傳(chuán)感器結(jie)🌏構示意(yi)圖見圖(tu)2,傳感器(qi)采用雙(shuang)發射磁(cí)極與雙(shuāng)測量電(dian)極的結(jié)構🤩。測量(liang)電極與(yu)發射磁(ci)極兩兩(liǎng)相對均(jun1)勻🧑🏾‍🤝‍🧑🏼分布(bu)在管道(dao)圓周上(shang),測量⛷️電(dian)極與儀(yí)器外殼(ke)相絕緣(yuan),與流體(tǐ)直接接(jie)觸,磁極(ji)的勵磁(cí)線圈内(nei)部✂️包裹(guǒ)鐵芯,用(yòng)來産生(sheng)交變磁(ci)場,導電(diàn)流體從(cong)傳感器(qì)測量📱通(tōng)道内流(liú)過時切(qie)割磁🚶力(li)線并産(chan)生感應(yīng)電動勢(shi)。
 
1.3流道内(nèi)徑優化(huà)設計
　　電(diàn)磁流量(liàng)計測量(liang)範圍大(dà),對于地(di)面用電(dian)磁流量(liang)計(相同(tóng)🐆直徑👈的(de)🚶傳感器(qi)),滿量程(cheng)流速爲(wei)0.3~15.0m/s,推薦的(de)測量速(su)🌍度爲✌️1~5m/s。計(ji)算不同(tóng)管徑電(diàn)磁流量(liàng)計測量(liang)的流量(liang)範圍,根(gēn)據計算(suan)結果選(xuan)定合适(shì)的電磁(ci)流量計(jì)設計管(guan)徑♋,電磁(ci)流量計(jì)管徑、流(liu)速與流(liu)量關系(xì)計算結(jie)果見表(biǎo)1。由表1可(ke)見，爲滿(man)足1~100m³/d流量(liang)測量範(fan)圍要求(qiú)，較佳的(de)電磁🐆流(liú)量計流(liú)道❌管徑(jìng)應該選(xuǎn)擇爲10mm。爲(wei)擴大流(liú)量測量(liàng)範圍,此(ci)次流道(dào)内徑設(she)計爲12mm。根(gen)據流量(liang)的測量(liang)範圍優(yōu)化電磁(ci)流量傳(chuan)感器❤️的(de)結構,保(bao)證傳感(gan)器的穩(wen)流長㊙️度(du)。
 
1.4主要技(jì)術指标(biāo)與性能(neng)特點
　　電(diàn)磁流量(liang)計的主(zhu)要技術(shu)指标:外(wài)徑28mm,長度(dù)650mm,耐溫80℃,耐(nài)壓🤩35MPa,流量(liàng)測量範(fan)圍爲0.5~120.0m³/d、精(jīng)度爲±3%。電(dian)磁流量(liàng)計的主(zhǔ)要性能(neng)⛹🏻‍♀️特點:①采(cai)用内流(liu)式結構(gòu)設計,不(bú)受井壁(bi)結垢及(jí)變徑影(ying)響,測試(shì)結果更(gèng)正确可(ke)靠;②電磁(cí)流量計(ji)電極采(cǎi)用防腐(fǔ)設計,可(kě)以提高(gao)井下儀(yi)器長期(qi)工作的(de)穩定性(xìng)🤟,保證測(cè)量精‼️度(dù);③進液口(kou)采❓用防(fang)護網設(shè)計，防止(zhǐ)異物☀️進(jin)人測量(liàng)通道對(dui)測量結(jié)果的影(ying)響,提高(gāo)測量💋可(ke)靠性;④充(chōng)分考慮(lü)測量電(dian)極前後(hòu)的穩流(liú)段長度(dù)，避免流(liú)體✔️流态(tai)對測量(liàng)結果🍓造(zào)成影響(xiǎng)。
2室内檢(jiǎn)測及标(biāo)定結果(guo)
2.1測量穩(wěn)定性檢(jian)測
　　爲了(le)檢測儀(yí)器工作(zuo)性能，在(zai)現場應(ying)用前對(dui)儀器進(jin)行水域(yù)的标定(dìng)及檢測(ce)。将經過(guò)耐壓檢(jiǎn)測後的(de)儀器傳(chuan)感器全(quan)部浸人(rén)水中,通(tōng)過室内(nèi)給儀器(qi)供電，間(jian)隔10min記錄(lu)儀🏃‍♂️器輸(shu)出♍頻率(lü)。儀器工(gōng)作穩定(dìng)性檢測(ce)結果見(jiàn)表2,儀器(qì)在👉水中(zhong)輸出頻(pin)率穩定(ding)✂️,工作狀(zhuàng)态良好(hao)。
 
2.2儀器在(zai)室内水(shui)域中标(biāo)定結果(guǒ)
　　将儀器(qì)連接封(feng)隔裝置(zhì)放人标(biao)定井簡(jiǎn)中,封隔(ge)裝置密(mì)封儀器(qi)外璧與(yu)井簡内(nèi)壁形成(chéng)的環形(xing)空間,保(bǎo)證流體(tǐ)完全進(jin)人💃🏻測量(liàng)通道。給(gei)儀器供(gong)電進行(hang)流量調(diao)節，流量(liang)調節爲(wèi)0.5.1.0.3.0、5.0、8.0、10.0、20.0、40.0、60.0、70.0、80.0、100.0、120.0m3/d,記錄每(měi)🌈一流量(liàng)點時的(de)儀器輸(shu)出頻率(lǜ),記錄時(shi)間爲2min。計(jì)算每一(yi)流量點(diǎn)時的儀(yi)器輸出(chu)頻率平(píng)均值,将(jiāng)數據進(jìn)行線性(xing)拟合,得(dé)到儀器(qi)的标定(dìng)檢測結(jié)果圖見(jiàn)圖3,儀器(qi)的檢測(cè)數據結(jie)果(見表(biǎo)3)。由圖3可(kě)見，随着(zhe)流量的(de)增大,儀(yi)器輸出(chu)頻率線(xiàn)性增加(jiā),線🌈性相(xiàng)關系數(shù)爲0.9999979,顯示(shi)出儀器(qi)具有良(liáng)好的線(xiàn)性響應(ying)。由表3可(ke)見,在0.5~120.0m³/d流(liu)量範圍(wei)内,儀器(qì)測量誤(wù)差在±1%之(zhī)内。
 
 
2.3儀器(qi)在室内(nèi)水域重(zhong)複性檢(jiǎn)測
　　記錄(lù)每一流(liu)量點時(shi)的儀器(qi)輸出頻(pín)率,在水(shui)中進行(háng)3次測量(liang),儀器測(cè)量重複(fú)性結果(guǒ)見圖4。由(you)圖4可見(jian),3次測量(liàng)結果基(ji)本重複(fu)。計㊙️算重(zhòng)複性誤(wù)差,對同(tong)--流量點(diǎn)的3次測(ce)量👨‍❤️‍👨儀器(qì)輸🤞出頻(pin)率👈取平(ping)均✂️值,以(yi)各流量(liàng)點的平(ping)均輸出(chu)頻率值(zhí)爲橫坐(zuò)标,以流(liu)量爲縱(zòng)坐♻️标進(jìn)行線性(xìng)拟合,得(de)到線性(xìng)拟合結(jie)果,将每(mei)一-次各(ge)流量點(dian)的輸出(chu)頻率代(dai)人拟合(hé)公式中(zhong)進行測(ce)量流量(liàng)的計算(suan)，将測量(liang)的流量(liang)與标準(zhun)流📱量對(dui)比,計算(suan)滿量程(cheng)誤差,得(dé)到誤差(chà)分布(見(jiàn)圖5)。最大(dà)重複性(xing)誤差爲(wèi)0.65%，顯示清(qing)水中3次(ci)測量結(jié)果具有(yǒu)良好的(de)重複性(xing)。
 
3現場試(shi)驗應用(yòng)
　　将儀器(qì)置人配(pei)水器中(zhōng)跟随管(guǎn)柱下人(ren)井下指(zhi)定位⭕置(zhì)。注水⛷️井(jǐng)測調時(shi),根據電(diàn)磁流量(liàng)計給出(chu)的實時(shi)測量結(jié)🍉果調節(jiē)注水井(jing)㊙️各層段(duàn)的配注(zhù)量。在大(dà)慶油田(tian)進行了(le)現場測(ce)調試驗(yàn),表4、表5分(fèn)别爲高(gāo)XX-YY井、高AA-BB井(jing)7個層段(duàn)的測調(diào)試驗結(jie)果📧。表4中(zhōng),高XX-YY井🏃🏻‍♂️單(dān)層測調(diao)流量相(xiàng)對誤差(cha)最大爲(wei)🤟5.25%,全井流(liú)量相對(duì)誤差爲(wei)4.13%;表5中,高(gāo)AA-BB井單層(ceng)測調流(liu)量相對(duì)誤差最(zuì)大爲6.70%,全(quan)✍️井流量(liang)相對誤(wu)差爲2.50%。2口(kou)井單層(céng)測調誤(wù)差和合(he)層誤差(chà).均滿足(zu)測調要(yào)求。
 
　　儀器(qi)于2025年12月(yue)随井下(xià)工具下(xia)井進行(hang)注人量(liàng)調配測(ce)量🔞,2018年🎯5月(yue)🎯22日從井(jǐng)下提出(chū)儀器,儀(yi)器在井(jing)下曆經(jīng)近1年時(shi)間,工作(zuo)‼️狀态穩(wěn)定,測量(liàng)數據可(ke)靠,表明(ming)智能注(zhu)人☀️井電(diàn)磁流量(liang)計可以(yǐ)長期放(fàng)置于井(jing)下配水(shui)器中,對(duì)注水情(qíng)況進行(háng)實時監(jiān)測。流量(liang)測量結(jié)果可以(yǐ)真實反(fǎn)應井下(xià)流量情(qíng)況，精度(dù)高,可以(yǐ)配合注(zhu)人井測(ce)調實現(xian)智能配(pèi)注。
4結論(lùn)
(1)實驗表(biǎo)明,智能(neng)配注井(jing)井下電(dian)磁流量(liàng)計在清(qing)水中具(ju)有㊙️很好(hǎo)的線性(xing)響應,儀(yi)器輸出(chu)穩定、重(zhòng)複性好(hao),測量結(jie)果正确(que),滿量程(chéng)誤差在(zai)±1%之内。
(2)應(ying)用電磁(ci)流量計(jì)進行智(zhì)能配注(zhù)井配注(zhù)量監測(cè)，可以真(zhēn)實反應(ying)井下情(qing)況,測量(liang)結果正(zheng)确且測(ce)試精度(dù)👌高，可以(yi)滿足測(ce)試需求(qiu)。
(3)現場試(shì)驗中，電(diàn)磁流量(liàng)計在井(jǐng)下穩定(dìng)工作時(shí)間1年左(zuǒ)右,初步(bù)達到設(shè)計要求(qiú)。需要繼(ji)續進行(háng)現場試(shi)驗,進--步(bù)驗證🐅電(diàn)磁流量(liàng)💛計在井(jǐng)下穩定(dìng)工作的(de)時間,研(yan)究井下(xià)環境對(dui)電磁流(liu)量計的(de)影響。

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