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井下存储式电磁流量计测井技术在油田的应用

发布时间:2017-08-27
 

摘要:为解决浮子质量计在污水中测试成功率低、精度不高的问题,引进了井下存储式电磁流量计测井技术。经过配套试应用,根据本地实际情况总结了相应的操作规程。
为解决浮子质量计在污水中测试成功率低、精度不高的问题,国内已经开发出了一种井下存储式电磁流量计测井技术(以下简称电磁流量计)。目前这种技术已在河南油田广泛应用,取得比较好的效果,成为注水井分层流量测试的主要手段。
一、电磁流量计测井技术的原理与结构
电磁流量计是应用电磁感应原理测出导管中液体的平均流速,经换算求得体积流量。它的测量结果不受被测液体粘度、密度、温度、压力及其杂质含量的影响,因此测量精度高。整套仪器由井下仪器和地面仪器组成,其中井下仪器是这项技术的核心部分。
1.地面仪器:地面仪器主要由便携式计算机和数据回放线组成。计算机内置Windows操作系统,控制测量数据的回放、存储、处理及测井报告的生成。数据回放线是实现井下仪器和计算机通讯的电缆,它的一端是双芯插入塞,与井下仪器对接;另一端是九针插头,与计算机联接。井下仪器与计算机联接好以后,在专用数据处理软件的控制下实现井下仪器存储数据的接收,画出测试卡片,用人机对话的方式完成数据处理和测试成果输出工作。
2.井下仪器的原理与结构:井下仪器主要由电磁流量计、加重杆、扶正器、绳帽等几部分组成。根据需要可以在电源密封件以上部位配接加重杆,克服井口阻力使仪器下入井内。井下仪器的流量传感器主要由磁路系统、测量导管、电极、外壳、干扰调整装置及若干引线组成。有内流式、外流式两种结构满足不同的测量需要,如图1所示。图1中左边的是外流式传感器,右边的是内流式传感器。这种仪器传感器探头内没有任何机械活动部件,所以它有以下技术优点:①测量启动值小,实测为0.3m3/d;②测试成功率高。

3.井下仪器的主要技术指标:①流量测量范围:0-700m3/d;②流量测量精度:±2%;③耐温:90℃;④耐压:50Mpa。
二、测井工艺及资料解释
电磁流量计测井技术主要包括井下流量计、测量数据地面回放处理设备和测试井口密封装置,以及起下仪器用的绞车,其中流量计是这项技术的关键。电磁流量计测井时,采用钢丝悬挂下井。仪器从井口防喷管下入,通过注水管柱到达测量段。仪器停在适当位置位置即可测量。从上往下逐点测量和从下往上逐点测量都是允许的。仪器随便起下,在保持注入压力不变,改变仪器的位置即可测出这个压力点下的各层吸入量。仪器一次下井能完成几个注入压力下的分层吸水量的测试,在调压时不必将仪器提出井筒,能大幅度提高劳动效率。
数据处理完成后,选择适当的仪器标定卡片,计算机自动画出流量卡片,上面包含井号、测井日期、测量起始时间、实时流量、仪器号、调用的仪器标定数据等。根据测试的实际情况选择适当的流量区间,输入压力值,自动计算出分层吸入量,拟合出分层吸水指示曲线,给出分层吸水指数值。再输入井下管柱数据后,可以输出图文并茂的测井报告。整个资料处理过程准确、快捷、误差小。
三、测试资料的应用
1. 用来检查分层配注的结果。为了减少开采中出现的层间矛盾提高采收率,需要对油层进行分层注水,以控制水的推进速度和方向。定期对分注井进行分层流量测试是检验注水效果的主要技术手段。稠油油藏由于埋藏浅、原油粘度大、地层胶结疏松,洗井时地层出砂严重,注水井井下管柱中(包括测试密封台阶上)有大量的砂粒沉积。在这样的环境中使用浮子流量计进行分层测试,存在测量精度降低、测试成功率低的问题。古城油田泌123区和124区是稠油注污水开发区块,由于油稠、地层胶结不好、不能大排量洗井等原因地层大量出砂,井下管柱结垢普遍,注入水杂质含量严重超标。这些情况对分层测试工作是一个严峻的挑战。当时试采公司使用浮子流量计测试,由于测试困难,只有30%的层达到了配注。1999年开始使用电磁流量计,成功地解决了分层测试问题,全年共试验10井次,成功率100%,使注水合格率也提高到100%。
2. 检验井下管柱的密封性。这一方法主要是对仪器在井下不同地点的测量结果进行比较,根据流量的增减来判断井下管柱密封情况。若偏一以上注水管柱有泄漏,则流量的测量结果会出现上部高下部低的情况;若底部凡尔球的密封不好,则在撞击筒会出现流量不为零的情况。1999年5月5日,在下T5-239井用庆106型浮子流量计测试时发现全井流量与地面计量结果相差15m3/d(见图2),有关人员怀疑井下注水管柱漏失。由于用浮子流量计无法验证,下入电磁流量计测量,测量结果见图3。图3上10时40分到11时07分间的几个流量台阶(从左到右)分别是在井下1000m、500m、100m测得的,除了500m这些是全井流量值,它们与地面计量结果基本一致,说明井下管柱基本不漏。

四、应用中存在的几个问题
1.仪器井下精确定位问题。由于仪器本身没有深度定位装置,仪器下入深度的计量是靠绞车上的深度计数器来完成。深度计数器计量结果的精度不但与计数器本身有关,而且还与工作环境有关。如果深度误差太大,测量结果就失去意义。
2.管径变化对测量结果的影响。通常应用的电磁流量计是中心流速式的,仪器的标定是在特制的管道中完成的,如果测量环境与标定环境不同,就会出现测量误差。以内流式仪器为例,若它在内径为ф62mm光油管中标定,在内径为ф59mm的涂料油管中测量时就会引入15.28%的误差。这是系统误差,因此在仪器测量过程中要实时搞清楚被测管道的内径,解释资料时要扣除因管径变化引起的测量误差。
3.仪器的标定问题。仪器出厂时是用清水标定的,若注入介质改为污水时会对测量结果产生什么样的影响,也是应用中要考虑的一个问题在实际应用中,常常需要在现场对仪器进行标定。
4.不能连续测量问题。流量计如果能连续测量管柱内的流动剖面,就能直观地反映出整个井筒内的吸水情况,这样有得于测井资料的解释。由于结构设计上的缺陷,电磁流量计目前还不能完全实现连续测量,有人已经着手解决这一问题