摘要：通過對(duì)非集流電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、測(cè)試原理和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況進(jìn)行分析,闡述了非集流電磁流量計(jì)在聚合物分層測(cè)試中具有正確率高和適應(yīng)性,并針對(duì)使用過程中存在的問題提出解決辦法。
0引言
隨著聚合物驅(qū)油開發(fā)的不斷深入,聚合物井分層注入、分層測(cè)試工作已經(jīng)成為聚合物開發(fā)后期提高采收率的重要手段。2002年我廠的聚合物分層注入井的分層測(cè)試工作由于沒有相應(yīng)的測(cè)試儀器,一直由采油研究所承擔(dān)。2003年初,我廠引進(jìn)ZDLII- C型非集流電磁流量計(jì)，首先在我礦進(jìn)行聚合物分層測(cè)試實(shí)驗(yàn)，實(shí)踐證明,該流量計(jì)對(duì)聚合物井測(cè)試具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和正確性。
1 電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)
該流量計(jì)整體為不銹鋼全密封結(jié)構(gòu),主要由流量計(jì)探頭段、流量溫度電路段、可配界的壓力段和電池倉(cāng)等組成。其結(jié)構(gòu)圖詳見圖1。
①流量計(jì)探頭段:內(nèi)含磁激勵(lì)線圈和外露的流量計(jì)電極,為注油密封腔體。該段結(jié)構(gòu)復(fù)雜,是整個(gè)電磁流量計(jì)的核心。
②流量溫度電路段:內(nèi)含溫度傳感器和流量測(cè)量及存儲(chǔ)電路。
③可配接的壓力段:內(nèi)含壓力傳感器和其測(cè)量電路,用戶可根據(jù)需要選配。
④電池倉(cāng):流量計(jì)供電電池工作倉(cāng)。
2 電磁流量計(jì)工作原理
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,當(dāng)導(dǎo)體橫切磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體上能感應(yīng)出與速度成正比的電壓;當(dāng)導(dǎo)電液體通過電磁流量計(jì)時(shí),由此定律可推導(dǎo)出流體的體積流量:
式中: B為磁場(chǎng)強(qiáng)度; Ue為感應(yīng)電壓; D為管道內(nèi)徑。由式可知,由于管道內(nèi)徑和磁場(chǎng)強(qiáng)度是一定的,因此,只要測(cè)得感應(yīng)電壓就正比例得到流速,并換算出流量。被測(cè)流體流量Q不受其本身的溫度、壓力、密度和電導(dǎo)率變化等參數(shù)的影響,所以電磁流量計(jì)具有許多其它機(jī)械流量計(jì)無可比擬的優(yōu)點(diǎn),能實(shí)現(xiàn)大量程范圍的精度高測(cè)量。
電磁流量計(jì)原理見圖2。儀器的磁場(chǎng)由電流激勵(lì),特制電極得到的信號(hào)經(jīng)低噪聲放大并整形后,進(jìn)行電壓-頻率變換,由微處理器MPU處理成流量數(shù)據(jù)保存在非揮發(fā)存儲(chǔ)器中,，測(cè)量結(jié)束后,通過串口回放測(cè)量數(shù)據(jù)到電腦,經(jīng)專用軟件處理并輸出報(bào)表。
3 電磁流量計(jì)工作特點(diǎn)
電磁流量計(jì)是基于電磁感應(yīng)原理研制的測(cè)量?jī)x器,具有其它機(jī)械式流量計(jì)無可比擬的優(yōu)點(diǎn):
①流量值與流體的溫度、壓力、密度及電導(dǎo)率變化無關(guān),測(cè)量精度高;
②無須座封集流,探頭無機(jī)械活動(dòng)部件,可停在井內(nèi)任意一點(diǎn)測(cè)試,可用于分層注水井.聚合物分層測(cè)試,能滿足偏心井、空心井、籠統(tǒng)注水井的測(cè)量要求,并可用于檢漏,因此具有廣泛的適應(yīng)性。
③儀器采用微處理芯片及永久存儲(chǔ)技術(shù),具有操作簡(jiǎn)便、可靠性好、測(cè)量精度高.零點(diǎn)漂移小、量程范圍寬、不砂卡以及啟動(dòng)排量小等特點(diǎn)。可完成數(shù)千米深井分層注水量的測(cè)量,可適應(yīng)每秒數(shù)毫米至數(shù)十米的水流速度范圍。
④測(cè)量系統(tǒng)由井下流量計(jì)和井上處理軟件兩部分組成。井下流量計(jì)采用充電電池,鋼絲下井。測(cè)量結(jié)束后,可使用電腦回放測(cè)試數(shù)據(jù)。整個(gè)測(cè)量過程中的數(shù)據(jù)經(jīng)微機(jī)處埋,可顯示、保存和分析圖表,并打印出測(cè)試數(shù)據(jù)和結(jié)果,避免人為因素影響,可靠性高。
4聚合物分層井管柱結(jié)構(gòu)
聚合物分層井與水驅(qū)分層井管柱有明顯區(qū)別,該管柱主要由封隔器、配注器、絲堵等井下工具組成。配注器由外殼和配注芯組成,分為φ57nmOS5mm和φ53mm三種規(guī)格。配注芯外壁加工有環(huán)形凹槽,與外殼內(nèi)壁組成聚合物注入通道。由于注入通道不規(guī)則，產(chǎn)生能量損失，從而控制注入壓力。配注器最小內(nèi)通徑φ42mm,能夠滿足分層流量和注入剖面測(cè)試要求。聚合物分層井一般為2~3 個(gè)注水層段,測(cè)試時(shí)通過調(diào)整個(gè)層配水器的整壓套的長(zhǎng)度來調(diào)整注水量。
5現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果
普通流量計(jì)需要座封集流,因此不能測(cè)聚合物分層井。而非集流電磁流量計(jì)無須座封集流,測(cè)量偏1時(shí),流量計(jì)停在偏1以上任意位置即可;測(cè)偏2時(shí),停在偏1和偏2之間任意位置即可。測(cè)試完畢后在井口附近可再測(cè)一點(diǎn)來驗(yàn)證該井管柱是否漏失,水量是否正確。例如在測(cè)北2-5-P56井分層水量時(shí),全井配注240m³/d ,其中偏1配注60m³/d ,偏2配注180m³/d，而實(shí)際測(cè)量結(jié)果是偏1實(shí)注100m³/ d ,偏2實(shí)注140m³/d,屬于偏1超注,偏2欠注。于是用打撈矛打撈出偏1的整壓套,增加其長(zhǎng)度投入后重新測(cè)試合格2003年至目前我礦所有祭合物分層井進(jìn)行測(cè)試,取得良好效果。
從測(cè)試結(jié)果來看,，該流量計(jì)測(cè)試水量與注入站實(shí)際注水量相符率高,誤差僅為0.75%,注水量穩(wěn)的井，誤差為0。各小層測(cè)試水量通過調(diào)整蹩壓套,也都測(cè)試合格,確保了聚合物后期分層注水效果。同時(shí),在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試過程中,測(cè)試卡片基本一次合格,且曲線平直,能夠正確反映地層吸水狀況。
6結(jié)束語(yǔ)
通過一年來的測(cè)試,我們認(rèn)為非集流電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,探頭無機(jī)械可活動(dòng)部件，無須座封集.流,在測(cè)試過程中不砂卡;具有操作簡(jiǎn)便可靠性好,測(cè)量精度高的特點(diǎn)。適合聚合物分層管柱的測(cè)試中使用。但是在現(xiàn)場(chǎng)使用在現(xiàn)場(chǎng)使用過程中,還存在一些不足之處需要改進(jìn):①流量計(jì)本身重量太輕，下井困難,需要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn),把鉛加重桿換成鎢鋼加重桿。②流量計(jì)只能保存最后一次測(cè)試數(shù)據(jù),并且重新加電5分鐘后,測(cè)試數(shù)據(jù)將被沖掉,因此需要改進(jìn)。
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