摘要：外流式流量計(jì)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理研制的精度高井下流量測(cè)量?jī)x器,其測(cè)量結(jié)果不受溫度壓力密度粘度和導(dǎo)電率等因素影響。文中簡(jiǎn)要介紹了外流式流量計(jì)的工作原理及特點(diǎn)，通過資料對(duì)比說明了該儀器的優(yōu)越性,同時(shí)探討了該儀器在注聚剖面測(cè)試中的應(yīng)用。
引言
國(guó)內(nèi)陸上油田特別是東部油田都已進(jìn)入高含水期,綜合含水率上升快，,大部分注入水沒有起到驅(qū)油作用,由于油藏縱向上和平面上的非均質(zhì)性油水粘度差以及開發(fā)過程中的油水動(dòng)態(tài)不平衡造成注，入水在縱向上的單層突進(jìn)和平面上的舌進(jìn),使油井過早見水,含水率越來越高而且由于注入水的長(zhǎng)期沖刷造成水淹層沖刷帶的滲透率進(jìn)一步提高，嚴(yán)重地影響了油田的正常開發(fā)。聚合物驅(qū)油是目前三次朵油中比較成熟的提高朵收率技術(shù),其原理是提高注入流體的粘度,增大流度比,減少注入流體在高滲透率帶的竄流，達(dá)到增大波及面積和提高朵收率的目的。注聚效果的好壞取決于注聚剖面調(diào)整程度的好壞,因此測(cè)準(zhǔn)注聚剖面為油田開發(fā)提供可靠依據(jù)是在油田注聚期監(jiān)測(cè)工作的重點(diǎn)。常用的注水剖面測(cè)井方法(主要有渦輪流量計(jì)示蹤流量計(jì)及同位素載體法)已不能適應(yīng)注聚剖面測(cè)試的需要,外流式流量計(jì)法解決了注聚剖面測(cè)試過程中由于高粘物體造成的同位素吸附等問題,已越來越多地受到各油田的重視。
常用注入剖面測(cè)試方法原理
目前常用的注入剖面測(cè)試方法主要有渦輪流量計(jì)示蹤流量計(jì)同位素載體法(同位素吸水剖面法)。渦輪流量計(jì)依據(jù)的是流體流速與渦輪轉(zhuǎn)速在流體不可壓縮渦輪材料均勻情況下成線性關(guān)系,但由于聚合物粘度較大破壞了其線性關(guān)系,所以渦輪流量計(jì)不適應(yīng)聚合物注入部!面測(cè)試。示蹤流量計(jì)朵用放射性示蹤劑位移原理確定分層流量,測(cè)井過程中儀器靜止，利用示蹤劑通過兩個(gè)伽瑪探測(cè)器的時(shí)間計(jì)算流速。而放射性同位素載體法是利用放射性同位素人為地提高井內(nèi)被研究對(duì)象的伽瑪射線強(qiáng)度,具體方法是向井內(nèi)注入被放射性同位素活化的物質(zhì)在注入活化物質(zhì)前后分別進(jìn)行伽瑪測(cè)井,對(duì)比兩次測(cè)量結(jié)果,找出活化物質(zhì)在井中的分布情況,從而確定各吸水層的吸水量。目前采用的放射性示蹤劑多為固相或懸浮液,由于注聚井聚合物粘度較高示蹤劑易粘附在儀器或井壁上,影響了示蹤流量計(jì)放射性同位素載體法測(cè)試結(jié)果的可靠程度。
外流式流量計(jì)的原理和測(cè)試方法
1.工作原理
外流式流量計(jì)依據(jù)電磁感應(yīng)原理工作,當(dāng)導(dǎo)體(聚合物流體水)橫切磁場(chǎng)移動(dòng)時(shí),導(dǎo)體中感應(yīng)出與速度(流速)成正比的電勢(shì),儀器測(cè)量出流體流動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)，就能推算出流速和流量。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有
式中:Ve一感應(yīng)電勢(shì),V;B-磁場(chǎng)強(qiáng)度,H;v一含導(dǎo)電離子流體的流速,mXs;Q一流體的體積流量,m³Is;d-管道直徑,m。
上式中不包含流體的溫度壓力密度粘度和導(dǎo)電率等因素,故測(cè)量精度不受這些因素直接影響,能實(shí)現(xiàn)較精度高的流量測(cè)定。
圖1圖2分別為注水井電磁流量計(jì)和外流式電磁流量計(jì)工作原理圖。外流式流量計(jì)磁場(chǎng)設(shè)計(jì)在流量探頭四周的外部空間,感應(yīng)測(cè)量電極設(shè)置在流量探頭的筒壁外側(cè),流速測(cè)量靈敏空間在測(cè)量探頭的外部,流體在探頭外圍流過。為減少儀器不居中對(duì)測(cè)量結(jié)果造成的影響,，在儀器上下部設(shè)計(jì)了兩個(gè)扶正器。
2.外流式流量計(jì)測(cè)試方法
目前各油田注聚井多朵用多層合注,即管柱下到注入層位以上。為了減少由于井口放湓流關(guān)井對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,應(yīng)在井口選擇測(cè)試防噴裝置,防噴管內(nèi)徑尺寸最好與井內(nèi)管柱尺寸相同。測(cè)試過程中選擇合適的加重量即可進(jìn)行正常測(cè)試,儀器上提過程中應(yīng)注意在儀器進(jìn)入油管時(shí)減慢速度。
測(cè)試資料對(duì)比
孤東油田八區(qū)位于孤東油田南部,孤東披覆背斜冀部，是由北南西三條斷塊控制的自然封閉斷塊,構(gòu)造簡(jiǎn)單，西高東低,高差50m,注聚目的層位為館上段,屬河流相沉積,油層非均質(zhì)性強(qiáng),油藏特點(diǎn)可概括為高滲透高飽和高粘度稠油疏松砂巖油藏。該區(qū)先后在28210井和26212井進(jìn)行了外流式流量計(jì)測(cè)試和同位素吸水剖面測(cè)試,測(cè)試結(jié)果見表1。
注:表中外流式流量計(jì)法吸水量為外流式流量計(jì)所測(cè)結(jié)果,其相對(duì)吸水量由外流式吸水量計(jì)算得到,其中28210井配水期間配注量為198m',26212井為178m’。
從對(duì)比結(jié)果和測(cè)試資料可以看出,外流式流量計(jì)在注聚剖面測(cè)試中既可以獲得單層流量又可獲得各層相對(duì)吸水量,單井所測(cè)各層吸水量累計(jì)所得單井總注入量與井口實(shí)際注入量軟為符合。而同位素吸水剖面測(cè)井由于聚合物粘度較高,同位素不易散開，容易出現(xiàn)底層沉降和管壁粘污等現(xiàn)象,從而影響了資料的真實(shí)性。
外流式流量計(jì)的應(yīng)用
外流式電磁流量計(jì)由于不改變流體原來的運(yùn)動(dòng)方向和速度,所以不產(chǎn)生額外的流阻,目前研制的外流式流量計(jì)靈敏度很高,它可響應(yīng)1mmTk的流體速度,特別適合于高粘度聚合物的注入剖面測(cè)量。外流式流量計(jì)的靈敏度空間限于儀器周圍的磁場(chǎng)分布區(qū)域,它測(cè)量出的是局部區(qū)域的平均流速,當(dāng)用來推算全井平均流速時(shí),要考慮流體流型變化的影響。理論分析說明，只要流體的流型不變(保持在層流或紊流段),儀器的響應(yīng)是完全線性的。流型轉(zhuǎn)烴時(shí)，流體截面的流速分布發(fā)生變化,將產(chǎn)生一定的非線性。實(shí)驗(yàn)標(biāo)定證實(shí),用于注水測(cè)量時(shí),在139.7mm管內(nèi),注入量低于30m³IId時(shí),可測(cè)出一定的非線性,但需要低端多點(diǎn)標(biāo)定再作相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理軟件修正才能達(dá)到精度高;對(duì)于粘度高的聚合物注入井，理論計(jì)算得出,在通常的注入量范圍內(nèi)(每天數(shù)百方以內(nèi)),管內(nèi)流體都保持在層流狀態(tài),因而測(cè)量數(shù)據(jù)是線性的,原則上,儀器只要標(biāo)定一個(gè)流量點(diǎn),便可得出全程的響應(yīng)。外流式流量計(jì)測(cè)量結(jié)果受流體流型變化的影響,因此需要進(jìn)行不同流型的校正,測(cè)量不同流體應(yīng)采用不同流體的標(biāo)定結(jié)果。
外流式流量計(jì)也可以用于偏心空心和籠統(tǒng)注水井的注水測(cè)量,它可以與井下壓力計(jì)組合確定閥壓梯度(選擇合理的注聚壓力梯度達(dá)到調(diào)剖和驅(qū)油的效果，該壓力梯度為閥壓梯度)，也可以與不同工具配合進(jìn)行單層驅(qū)動(dòng)開啟壓力測(cè)試。
外流式流量計(jì)解決了油田注聚過程中的測(cè)試需要,由于其無機(jī)械活動(dòng)部件測(cè)量精度高、可靠性好不砂卡壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),必將在以后的油田“三朵”工作中發(fā)揮更大的作用。
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