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            外流式電磁流量計在大慶油田聚驅注測井中應用
            發布時間:2021-11-4 08:37:28

            摘要:介紹了外流式電磁流量計的基本原理、結構、工作方式及應用規模、效果和測井實例。該儀器是一種新型的測量注入剖面的儀器,能夠較好解決聚合物驅和三元復合驅注入剖面的測井問題。
            一、引言
              大慶油田進入三次采油過程中,注聚合物驅油已經成為提高原油采收率的重要手段之一,它比水驅效果提高了20%左右。近幾年,大慶油田在北一斷西區塊開展的聚合物驅油先導性試驗取得了明顯的效果。因此,聚合物驅和三元復合驅注入剖面的測井問題急待解決。
              現場試驗表明,過去常用的注入剖面測井儀器已不適應注聚合物剖面測試的要求。例如,應用傳統渦輪流量計測流量參數時,因注入的聚合物流體黏度增大,導致測量誤差增大,甚至因渦輪不啟動而無法測量較小流量;同時,聚合物和三元復合驅的井內流體腐蝕性大,導致渦淪腐蝕損害,影響了測量精度。同位素示蹤法也由于聚合物黏度大,放射性微球顆粒不易擴散,混合不均勻,出現放射性微!氨F”、“聚堆”,使放射性示蹤劑難以按比例濾積在吸液地層表面上等原因得不到理想測試結果。
              電磁流量計是一種新型的測量注入剖面的儀器,能夠較好地解決聚合物注入剖面的測井問題。該儀器根據電磁感應原理,可以測量注入層段各點的流量,也可以隨深度連續測量流量,測試結果給出各注入層段的相對注入量和絕對注入量。因該儀器沒有可動部件,因而不受注入液黏度和密度的影響,不影響注入狀態和注入方式,并且可靠耐用,準確性好,對測試環境無放射性污染,測井實效高,測井成功率大于90%。目前,該儀器已在大慶油田和其他各油田得到廣泛應用,受到有關專家.的一致好評。
            二、測量原理
              利用電磁感應原理,電磁流量計一般被用來測量流過管道中導電流體的流量。不管流體的性質如何,只要其具有微弱的導電性(電導率大于8X10-5Ss/m)即可進行測量。通常,油田三采注入的聚合物混合液的導電性能良好,符合這種測量條件。
             
              如圖1所示,根據電磁感應原理,當導電流體,在磁場強度為B的磁場中以速度V運動時,切割磁力線而產生電場E關系為
             
              則在線形長度為L的a和b兩點之間產生感應電動勢Ɛab
             
              a、b兩接收電極之間的距離L為已知常數,B為已知的磁場強度。故εab是V的單調函數,Ɛab隨V變化而變化。而瞬時流量g等于流速V與導管截面積S(常數)的乘積,因此有
             
            式中K一儀器常數,
              只要通過電路測得Ɛab,即可得到對應的流量Q。
            三、外流式電磁流量計
            1,結構
              如圖2所示,井下儀器自上而下依次為過芯加重、上扶正器、電磁流量計(含磁性定位器)和下扶正器。其中電磁流量計是儀器測量注入流量的核心部分,在結構設計方面實現了傳感器和電路的一體化。過芯加重幫助儀器順利下井,上、下扶正器保持儀器在正常工作時在套管內居中。使用磁性定位器后可以根據套管接箍深度校正儀器深度。
             
            2,工作方式
              過芯加重上接頭與單芯電纜頭連接,井下儀器用單芯電纜供電和傳輸信號。儀器可用于上提連續測量流量和定點測量流量。圖3為儀器工作的電路框圖。井下儀器通過單芯電纜與數控測井地面設備配接,地面供直流電壓60~80V,電流約80mA。連續測井時,流量信號與套管接箍信號通過單芯電纜到達地面設備,經過地面信號分離電路處理成兩路單獨的信號。接箍信號被處理成模擬信號,可以進到數控測井地面設備的模擬道處理和記錄;流量信號被處理成脈沖頻率信號,可以進到數控測井地面設備的脈沖道處理和記錄。這兩種信號是測井儀器最常用的信號,因此,井下儀器可以方便地掛接在其他地面測井設備上使用。測井資料的錄取和處理通過數控測井地面設備的注入剖面測井軟件完成。
             
            3,技術指標
              該儀器在測試技術服務分公司的油、氣、水三相模擬實驗裝置中進行了標定。
              實驗結果表明,儀器對流量響應的線性很好分辨率為2m³/d,流量測量范圍可達2~500m³/d,從實驗數據中計算出的流量誤差小于±3%(儀器的典型刻度圖版見圖4)。
             
              經檢測,儀器技術指標如下:
            ◆電磁流量計測量范圍:2~500m³/d
            ◆儀器測量誤差:±3%
            ◆耐溫指標:125℃
            ◆耐壓指標:60MPa
            現場試驗表明儀器的可靠性、重復性和一致性都很好
            四、測井實例
              目前,該儀器不僅可以準確地測量注聚合物井的分層注入量,還可以應用到適合測試條件的注水.井中。儀器可靠耐用,準確性和一致性都比較好,測井時效高。應用該儀器測的注聚合物井,從解釋成果表中可以清楚地看出各分層的相對注入量和絕對注入量,從連續曲線也可以清晰地分辨各注入層的注入勢態,而且連續曲線與點測結果符合得比較好。提供了準確可靠的注入剖面資料,為地質分析、調剖和工程技術改造等提供了寶貴的信息,解決了三次采油工程中急待解決的聚合物注入剖面測試問題。
              電磁流量計在三元復合驅杏14P2井的點測中提供的點測流量資料準確地給出了各注入層段及合層的吸液能力。連續曲線清楚地看出注入井段的各部位的吸液能力,而且與點測資料比較吻合。流量測試結果與自然電位曲線測得的較強吸液能力的厚層相對應,符合地質規律。井溫、壓力曲線都很正常,準確地反應了三元注入剖面的溫度和壓力特征。接箍信號準確地反映了注入層段套管的接箍位置,為點測流量和連續測井提供了準確的深度參考。由于井下管柱狀況的影響,目前電測流量計的流量資料以點測為準,連續曲線作為參考。通過現場試驗證明了所研制的這套儀器的可靠性、穩定性、重復性都比較好,測井儀器和電纜的抗腐蝕能力也比較好。
            五、三元復合驅分層配注井應用探討
              由于電磁流量計屬于接觸式測量儀器,因此,對三元復合驅分層配注井管外流體無法進行測量,只能分大層段測量各層的總注入量。要想測量管外小層的注入量必須選其他流量計。應用放射性測井原理的脈沖中子氧活化測井儀可以實現這個目的。在將來出現三元復合驅分層配注井時可以采用磁性定位器、溫度計、壓力計、脈沖中子氧活化測井儀組合測量三元復合驅注入剖面。另外,超聲波流量計也有可能過金屬油管測量油套環形空間流體的速度。
            六、結論
            ◆電磁流量計可以準確地測量聚合物和三元復合驅井的注入剖面的分層注入量(相對值和絕對.值)。
            ◆電磁流量計測量精度高,量程范圍寬,測井成功率高。
            ◆儀器可靠耐用,無活動部件,不破壞聚合物的分子鏈。
            ◆選用磁性定位器、井溫儀、壓力儀、電磁流量計多參數組合測井可以較好地解決三元復合驅注入剖面的測井問題,多參數組合測井綜合解釋可以提供更多、更好的信息。
            ◆對于將來出現的分層配注井,可以應用脈沖中子氧活化測井儀替代電磁流量計組合其他儀器進行測井。
            ◆測井過程中不影響注入井的注入狀況,無放射性等環境污染。 

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