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摘要：低滲透油田水平井產(chǎn)液量低，目前使用的水平井產(chǎn)液剖面測井儀器的流量測量下限偏高，造成低滲透油藏水平井測量結(jié)果偏差較大，影響了測井資料的正確率，為此選擇了水平井井下浮子流量計，該流量計克服了渦輪流量計不適應(yīng)低液量水平井的不足，確保了分段流量測試結(jié)果的正確率。水平井井下浮子流量計室內(nèi)現(xiàn)場應(yīng)用均取得了良好效果，流量測試結(jié)果不受含水率和井斜角的影響，啟動排量僅為0.5m3/d，流量測量誤差在4%以內(nèi)，解決了現(xiàn)有的渦輪流量計在流量低時測量結(jié)果不準確、甚至渦輪不啟動的問題。
　　流量測量在油田動態(tài)監(jiān)測中的地位變得越來越重要[1]。國內(nèi)的低滲透油田水平井普遍存在改造段數(shù)多、單井產(chǎn)量低[2-3]等問題，部分油田單井產(chǎn)液量為1～10m3/d，有的甚至低于5m3/d。產(chǎn)液剖面測井儀器的流量測量下限偏高，造成低滲透油藏水平井測量結(jié)果偏差較大，影響測井資料的正確率[4-5]。
　　針對上述問題，借鑒直井中使用的浮子流量計，水平井井下浮子流量計，該流量計克服了常規(guī)渦輪流量計在流量低時測量結(jié)果不準確、甚至不啟動的問題[6]，實現(xiàn)了低滲透油藏水平井流量分段測試。
1水平井井下浮子流量計設(shè)計
1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計與工作原理
　　水平井井下浮子流量計結(jié)構(gòu)如圖1所示。流量護管為錐形孔結(jié)構(gòu)，加大了浮子與流量護管的間隙，提高了浮子流量計井下運行的可靠性。采用螺線管線圈式自感傳感器原理，可以測量0.01μm~50mm的機械位移，同時浮子采用鈦合金材質(zhì)，提高了密封性。

　　測試期間給浮子感應(yīng)線圈提供恒定的電流激勵，水平狀態(tài)下利用彈簧彈性力使得流體流經(jīng)浮子前后產(chǎn)生壓差，被測介質(zhì)通過過流通道克服彈簧彈性力推動套在推桿上的浮子組件移動，帶動浮子組件上的滑套外部銜鐵發(fā)生位移，不同流量下浮子穩(wěn)定在一定的相應(yīng)位置，引起感應(yīng)線圈中磁阻變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。感應(yīng)電動勢經(jīng)濾波放大輸入單片機內(nèi)進行處理，從而測出流量值（圖2）。

1.2主要技術(shù)參數(shù)與性能特點
　　儀器最大外徑89mm，工作溫度150℃，最大工作壓力≤60MPa，流量測量范圍1~45m3/d，測量誤差±5%，采樣間隔3s。
流量計的主要性能特點如下：
（1）為了適應(yīng)水平井井下惡劣的工作條件，在水平井井下浮子流量計進液口增加割縫篩管以降低砂卡程度，充分考慮高壓密封性及防震抗沖擊性，確保了儀器在井下工作的長期穩(wěn)定。
（2）流量計采用橋式雙通道結(jié)構(gòu)，液壓坐封時流體從外管和隔離管之間的環(huán)空過流通道流過，此時浮子保護單向閥單向截止，保證坐封液壓力不影響浮子組件。生產(chǎn)時本層產(chǎn)液從過橋孔經(jīng)底部進液口進入，從隔離管與儀器環(huán)空空間流過，其他層產(chǎn)液從隔離管與外管環(huán)空空間流過，互不干擾，確保了多段壓裂水平井測試順利。
（3）水平狀態(tài)下浮子采用了鈦合金材質(zhì)和浮子+彈簧式結(jié)構(gòu)，不同流量下浮子穩(wěn)定在一定的位置，從而提高密封性。同時增加浮子限位結(jié)構(gòu)，過流通道采用錐形結(jié)構(gòu)，可加大浮子與流量護管間隙，防止浮子運動時卡死。
2室內(nèi)實驗
2.1含水率響應(yīng)
　　在油水兩相介質(zhì)下進行了含水率響應(yīng)實驗。在浮子流量計垂直狀態(tài)下進行流量檢定，流量為0、1、2……10m3/d，分別選擇含水率為100%、80%、40%進行流量測試，對流量刻度進行曲線擬合（圖3）。

　　實驗結(jié)果表明，當流經(jīng)浮子流量計的流量超過0.5m3/d時，在相同含水率情況下不同流量的計數(shù)響應(yīng)呈很好的線性關(guān)系，確定浮子流量計啟動流量為0.5m3/d。另外，在一定井筒角度、不同流量的情況下，當含水率發(fā)生變化時，油水界面的變化并不明顯，且不同含水率下的流量測試曲線基本重合，說明含水率對浮子流量計的影響可忽略。
2.2傾角響應(yīng)
　　將儀器分別處于水平（90°）和負角度（-30°）（即進液口低于出液口）狀態(tài)下，流量為0、1、2……10m3/d，分別選擇含水率為100%、80%、40%進行流量測試實驗，對流量刻度進行曲線擬合（圖4、圖5）。


　　實驗結(jié)果表明，在水平（90°）和負角度（-30°）狀態(tài)下，流量響應(yīng)不受流動管道傾斜角度的影響，儀器標定只需在水平條件下刻度即可。
　　同時在多角度下對浮子流量計進行實驗，結(jié)果表明：在水平與垂直狀態(tài)流量測量最大誤差4%；在負角度下由于浮子本身質(zhì)量的原因誤差高達13%；樣機通過測量并轉(zhuǎn)換而來的平均相關(guān)流速與標準流量呈很好的線性關(guān)系（表1）。

3現(xiàn)場應(yīng)用
　　在室內(nèi)實驗取得成功的基礎(chǔ)上，水平井井下浮子流量計流量測試的正確率，利用油管和雙封單卡工藝將水平井井下浮子流量計輸送到水平井井段，對該井噴點1進行了測試，同時對地面單量進行液量驗證。
　　該井射孔7段，測試前日產(chǎn)液16.07m3，含水率100%。儀器設(shè)置采樣間隔為10min，6天后起出，測得噴點1單層流量為3.77m3/d，地面單量噴點1的日產(chǎn)液為3.61m3/d。測試流量與實際單量結(jié)果接近，流量測試誤差4.3%（圖6）。

4結(jié)論
　　水平井井下浮子流量計滿足了低滲透油藏水平井低產(chǎn)液量分段流量測試的需要，解決了常規(guī)流量計啟動排量低的問題。使用該流量計，提高了低流量水平井產(chǎn)液量測試的正確率，可為掌握水平井生產(chǎn)層段產(chǎn)液信息及油藏合理開采提供依據(jù)。

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