[摘要]直讀式電磁流量在勝坨油田主要應(yīng)用于水井的分層流量測(cè)試和驗(yàn)漏。電磁流量計(jì)受到測(cè)井環(huán)境.套管狀況、井內(nèi)流體性質(zhì)等因素的影響,會(huì)出現(xiàn)示，值偏差，本文就影響流量計(jì)測(cè)井的幾個(gè)因素進(jìn)行了淺析,并給出了提高流量計(jì)測(cè)量精度的幾點(diǎn)建議。
吸水剖面測(cè)井資料是油田測(cè)井法不可缺少的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)資料,待別當(dāng)袖田開(kāi)發(fā)進(jìn)人中后期，正確掌握注水井各小層的吸水情況能夠?yàn)橛筒刂泻驼{(diào)整,挖潛增效提供可靠的數(shù)據(jù)。
目前進(jìn)行的分層流量測(cè)井是通過(guò)直讀式電磁流量計(jì)下人注水井中,在正常配注情況下測(cè)取水井各個(gè)層位對(duì)于注人水的分配比例,從而根據(jù)測(cè)量結(jié)果對(duì)水井進(jìn)行調(diào)剖堵水,提高注人水在各個(gè)層位的波及系數(shù),提高油層的驅(qū)油效率,從而提高采收率。
1電磁流計(jì)的工作原理
電磁流計(jì)基于法拉第電磁感應(yīng)原理是當(dāng)流過(guò)測(cè)量導(dǎo)管的導(dǎo)電流體以流速v作切割磁通密度為B的磁力線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),則在--對(duì)檢測(cè)電極之間檢測(cè)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E所產(chǎn)生的電壓U可用下式表示:
U=K.B.D.v(1)
式中,U為兩檢測(cè)電極之間的信號(hào)電壓,V,B為磁通密度,T,D為測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)徑,m,v為平均流速，m/s,K為比例常數(shù)。
通過(guò)測(cè)量導(dǎo)管的瞬時(shí)體積流量Q(m/nh)為:
Q=π.D/(4.K.B).U(2).
由于測(cè)t管內(nèi)徑固定,助磁電流恒定時(shí),磁通密度B恒定不變,故U與Q成線(xiàn)性關(guān)系，因此體積流t正比于電極間的信號(hào)電壓,測(cè)出信號(hào)經(jīng)過(guò)電路轉(zhuǎn)換可得出體積流Q。
2電磁流上計(jì)測(cè)井資料解釋方法
電磁流上計(jì)被廣泛應(yīng)用于油田油、水井導(dǎo)電液體注人剖面的測(cè)量或井體檢漏,它是一-種直接測(cè)k流體流t的儀器，因此所測(cè)流可直接讀取。通過(guò)公式計(jì)算標(biāo)差:
△f=fi-fo
式中，0f為標(biāo)差:f為測(cè)頻率值sfo為零頻率。
然后通過(guò)查表得到每方字?jǐn)?shù)即可求得地面流量值;
Q=△f/k
式中,Q為地面流值△f為標(biāo)差:k為每方字?jǐn)?shù).
3目前流計(jì)算過(guò)程中存在的問(wèn)題
電磁流計(jì)測(cè)精度高,有較好的應(yīng)用效果,但實(shí)際測(cè)量通道與標(biāo)定環(huán)境有一定差異,引起測(cè)量結(jié)果誤差。
電磁流計(jì)原理公式看出,k.,B和D任何一個(gè)參數(shù)的變化都會(huì)引起測(cè)t誤差。
3.1測(cè)井環(huán)境對(duì)電磁流計(jì)響應(yīng)影響
電磁流量計(jì)測(cè)要求流體在管道內(nèi)流速為軸對(duì)稱(chēng)分布,磁場(chǎng)均勻。而實(shí)際上井料會(huì)造成儀器無(wú)法居中,不僅使得井簡(jiǎn)內(nèi)出現(xiàn)非軸對(duì)稱(chēng)流速分布,而且使得電磁流量計(jì)的磁場(chǎng)的分布不均勻。
從圖中可以看出,當(dāng)儀器向左側(cè)傾斜1”時(shí)，儀器頂部及測(cè)量段流場(chǎng)分布有很大變化,說(shuō)明儀器傾斜時(shí)對(duì)流場(chǎng)分布影響很大:當(dāng)儀器在套管中傾斜時(shí),電磁流量計(jì)權(quán)重函數(shù)會(huì)發(fā)生較大的非對(duì)稱(chēng)分布,儀器傾斜產(chǎn)生的流速非對(duì)稱(chēng)分布會(huì)給儀器測(cè)量精度帶來(lái)較大影響。
3.2井內(nèi)流體性質(zhì)對(duì)流計(jì)的影響
流量計(jì)的標(biāo)定都是在清水中進(jìn)行的,通過(guò)標(biāo)定找到頻率值與流量的工程換算關(guān)系，而測(cè)井施工井液中含有的大量的雜質(zhì).金屬粒子，懸浮物,原油.氣泡等,所以用清水標(biāo)定的換算出的流量與實(shí)際流上存在--定的誤差。
3.2.1氣體的影響
當(dāng)井液含有少量氣體,氣體在液體中分布成微小氣泡狀，當(dāng)液體中所含氣體增多時(shí),氣泡幾何尺寸逐步增大,進(jìn)而向彈狀結(jié)構(gòu)過(guò)渡，當(dāng)氣泡的尺寸大于或等于流量計(jì)電極的尺寸并從電極處掠過(guò)時(shí),電極被氣體蓋住,使電路瞬時(shí)斷開(kāi),出現(xiàn)輸出晃動(dòng),甚至不能正常工作。而且氣體氣泡參與切割磁力線(xiàn),由于氣體的低電導(dǎo)率特性，即高電阻.基本不導(dǎo)電,使得感應(yīng)電壓偏低,影響儀器測(cè)量結(jié)果，這點(diǎn)對(duì)于作業(yè)后井簡(jiǎn)未充滿(mǎn)注人水尤為突出。
3.2.2原油的影響
對(duì)于油井轉(zhuǎn)注的水井或者井內(nèi)死油過(guò)多.原油附若在探頭,使儀器不能工作.水井在停注作業(yè)時(shí),井簡(jiǎn)內(nèi)也不同程度的存在游離油滴，當(dāng)通過(guò)測(cè)量電極油滴直徑大于電極直徑時(shí)，由于油的電導(dǎo)率極低,導(dǎo)致電極瞬時(shí)停止工作,產(chǎn)生測(cè)量誤差.尤其對(duì)于高壓區(qū)內(nèi)水井產(chǎn)生的回吐溢流,并內(nèi)含有高枯度原油附著在測(cè)量電極表面時(shí),會(huì)直樓導(dǎo)致測(cè)井無(wú)法進(jìn)行。
3.2.3懸浮物的影響
注水井內(nèi)流體中不同程度含有懸浮物,特別是對(duì)于長(zhǎng)期注水井,井壁腐蝕結(jié)垢較嚴(yán)重,在各項(xiàng)作業(yè)工藝措施的實(shí)施下，比如磨先,刮削.酸化等,更容易產(chǎn)生各種金屬物質(zhì)粒子.流量計(jì)在工作時(shí),懸浮在井液中的粒子附著在電極表面。若附若層電導(dǎo)率與流體電導(dǎo)率相近，則不會(huì)產(chǎn)生原理性誤差，儀器示值還能正常，若附著層為高電導(dǎo)率物質(zhì)，則會(huì)使傳感器二電極間電阻變的很小,甚至短路，輸出顯示負(fù)偏差，甚至不能正常工作:若附著層為絕緣性物質(zhì),則電極間阻抗增加甚至開(kāi)路,使誤差增大，甚至不能正常工作。
3.2.4聚合物的影響
流量計(jì)算與磁通密度有關(guān)。不同溶液的電導(dǎo)率不同,通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出相同磁場(chǎng)強(qiáng)度的聚合物溶液的磁通線(xiàn)密度小于清水中磁通線(xiàn)密度,相同截面積情況下在聚合物溶液中碰場(chǎng)強(qiáng)度要比水中小,而現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試儀器都是在清水中進(jìn)行標(biāo)定的,所以在井內(nèi)流體性質(zhì)復(fù)雜井中顯示流量會(huì)較清水中小。
3.3套管狀況對(duì)電磁流量計(jì)的影響
流量計(jì)是在標(biāo)準(zhǔn)尺寸套管內(nèi)標(biāo)定的,在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工中,注水井由于受注人壓力.水質(zhì)腐蝕,長(zhǎng)期卡封.各種工藝措施的實(shí)施等影響,造成套管變形或腐蝕結(jié)垢嚴(yán)重,甚至破損等現(xiàn)象。再按照標(biāo)準(zhǔn)尺寸標(biāo)定值進(jìn)行流量換算,勢(shì)必造成誤差。
設(shè)實(shí)際流為Q,測(cè)量流量為Q1,標(biāo)定時(shí)測(cè)通道直徑為D,截面積為S,測(cè)井時(shí)測(cè)量通道直徑為D1,截面積為SI.流速為v.當(dāng)流量計(jì)測(cè)出流頻豐值后,根據(jù)標(biāo)定圖版可換算為流量,此時(shí)計(jì)算采用的是標(biāo)準(zhǔn)過(guò)流通道內(nèi)徑,則瞬時(shí)測(cè)量流量應(yīng)為:
Q1=S.v=π.D2/4v
當(dāng)過(guò)流通道變化時(shí),此時(shí)流速為:
v=Q/SI=4Q/πD12
因此:Q1=S.v=πD2v/4=(πD2v/4)X4Q/(πD12)=QD2/D12
可見(jiàn),測(cè)量流量與實(shí)際流量有一個(gè)系數(shù)差,這個(gè)系數(shù)與測(cè)量通道管徑變化的平方成正比,是一個(gè)指數(shù)關(guān)系，當(dāng)D與DI相差不大時(shí),Q1與Q相比誤差不大,而當(dāng)D1與D相差較大時(shí),Q1就超出了允許的誤差范圍，而在實(shí)際的電磁流計(jì)測(cè)量和解釋時(shí)均未考慮到管徑尺寸差異引起的計(jì)冊(cè)誤差,這會(huì)對(duì)電磁流量測(cè)量方式產(chǎn)生影響。
4幾點(diǎn)提高測(cè)量準(zhǔn)確度的建議
4.1流量計(jì)工作原理要求下并儀器必須居中
從外流式電磁流計(jì)結(jié)構(gòu)圖可以看出,井下僅器自上而下依次為過(guò)芯加重..上扶正器.電磁流量計(jì)和下扶正器,在井斜較大的井中,增加加重桿質(zhì)量,加強(qiáng)扶正器的維護(hù)保養(yǎng),保證儀器下井后,盡可能保持儀器的居中扶正效果。
4.2對(duì)管徑變化的進(jìn)行測(cè)。
為消除管柱內(nèi)徑的影響,提高測(cè)試精度,可以通過(guò)并徑儀來(lái)實(shí)現(xiàn)。利用井徑僅測(cè)量井下套管的變形情況，確定套管內(nèi)徑，利用測(cè)得的井徑數(shù)據(jù)修正測(cè)量與標(biāo)定通道差異引起的解釋誤差。用以修正流量示值.對(duì)于套管管壁存在電導(dǎo)物質(zhì),流量測(cè)試前首選套管刮削,再進(jìn)行大排洗井,清除管壁磁性物質(zhì),降低對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。
5結(jié)論
電磁流量計(jì)在檢查井下注水管柱工作情況、判斷淺部套管漏失等方面,具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì).取準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù),為各項(xiàng)工藝措施的實(shí)施能夠提供有力的技術(shù)支持。
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