摘要:水(shui)平井産(chan)液剖面(mian)測試使(shi)用的 渦(wo)輪流量(liang)計 受啓(qi)動流量(liang)影響,不(bu)适應于(yu)低液量(liang)水平井(jing)測試。研(yan)制了适(shi)🍓用于小(xiao)流量測(ce)試的井(jing)下存儲(chu)式浮子(zi)流量計(ji) ,并與溫(wen)度、壓力(li)、含水測(ce)試傳感(gan)器組成(cheng)井下存(cun)儲式水(shui)平井産(chan)液剖面(mian)測試儀(yi),該儀器(qi)随油管(guan)下人水(shui)平井段(duan),無需電(dian)纜和爬(pa)行器,可(ke)在油井(jing)正常生(sheng)産的情(qing)況下連(lian)續工作(zuo)一個月(yue),提高了(le)🤩低液量(liang)水平井(jing)産液剖(pou)面測試(shi)的正确(que)率率和(he)成功率(lü)。室内實(shi)🏃‍♀️驗和現(xian)場先導(dao)性試驗(yan)表明,井(jing)下浮✉️子(zi)流量計(ji)應👅用于(yu)水平井(jing)💜産液剖(pou)面測試(shi)可行，爲(wei)低滲透(tou)油田水(shui)平井産(chan)液剖面(mian)的流量(liang)測試提(ti)供了新(xin)途徑。
0引(yin)言
　　水平(ping)井産液(ye)剖面測(ce)試技術(shu)是從油(you)套環空(kong)通過電(dian)纜📱或連(lian)續❗油管(guan)将産液(ye)剖面測(ce)試儀器(qi)輸送至(zhi)射孔段(duan)，在抽油(you)機不停(ting)抽💃情況(kuang)下采用(yong)渦輪流(liu)量計、持(chi)水率儀(yi)實👨‍❤️‍👨時監(jian)測流量(liang)、含水，該(gai)技術的(de)優點是(shi)能在抽(chou)油機不(bu)停🙇‍♀️抽的(de)情況下(xia)獲得井(jing)下分段(duan)的流量(liang)、含水🍓率(lü)等數據(ju)[13]。但是,常(chang)規産液(ye)剖面測(ce)試在水(shui)平井中(zhong)面臨水(shui)平段多(duo)相流體(ti)分層、電(dian)纜無法(fa)下人等(deng)問💞題,主(zhu)要采用(yong)MAPS陣列式(shi)測井儀(yi)和爬行(hang)器等解(jie)決方案(an)[46]。然而🛀🏻,産(chan)液剖面(mian)使用的(de)渦輪流(liu)量計在(zai)5%in"套管井(jing)💁中流量(liang)小于50m³/d時(shi).渦輪啓(qi)動困難(nan)門,不适(shi)用🏃🏻‍♂️于低(di)液量水(shui)平井産(chan)🔱液剖面(mian)測試;爬(pa)行器受(shou)井簡環(huan)境影響(xiang),測試成(cheng)功率不(bu)高且測(ce)試作業(ye)費用昂(ang)貴。
　　油田(tian)水平井(jing)日産液(ye)小于20m³的(de)井占總(zong)井數的(de)87%,平均單(dan)段🙇‍♀️日産(chan)液小于(yu)2m³，低液量(liang)水平井(jing)的産液(ye)剖面測(ce)試已成(cheng)爲🥰一個(ge)重要難(nan)題🔅。爲此(ci),本文開(kai)展了将(jiang)浮子流(liu)量計應(ying)用于水(shui)平井産(chan)液剖面(mian)測試的(de)探索研(yan)究,實現(xian)了無需(xu)電纜輸(shu)送儀器(qi)、提高測(ce)試正确(que)率率、降(jiang)低作業(ye)成本的(de)目的。
1浮(fu)子流量(liang)計
1.1結構(gou)和原理(li)
　　浮子流(liu)量計 由(you)一個錐(zhui)形管和(he)一個置(zhi)于錐形(xing)管中可(ke)以上下(xia)自由👨‍❤️‍👨移(yi)動❄️的浮(fu)🈲子組成(cheng)(見圖1)。流(liu)量計本(ben)體兩端(duan)用法蘭(lan)🔞連接或(huo)螺紋連(lian)接的方(fang)式垂直(zhi)安裝在(zai)測量管(guan)路上,使(shi)流體😄自(zi)下而上(shang)流過流(liu)量計，推(tui)動浮子(zi)。由于節(jie)流作用(yong),使上下(xia)遊産生(sheng)壓差△p,由(you)于該壓(ya)差的存(cun)在,使得(de)浮子受(shou)到迎🔴面(mian)的壓差(cha)阻力，在(zai)該阻力(li)的作用(yong)下,浮子(zi)在錐管(guan)中🚶上升(sheng)，流通面(mian)積A增大(da),環隙中(zhong)流體的(de)平均速(su)度減小(xiao)，直到該(gai)阻力📞與(yu)浮子的(de)自重和(he)浮力相(xiang)平衡時(shi)，浮子停(ting)留在⛱️某(mou)-高度。流(liu)量Qv越大(da),浮子停(ting)留的高(gao)度h越高(gao)。在穩定(ding)情況下(xia)，浮子;懸(xuan)浮的高(gao)度h與通(tong)過🤟流量(liang)計的體(ti)積Qv之👌間(jian)有一🐉定(ding)的比例(li)關系爲(wei)
 
　　式中,α是(shi)浮子流(liu)量計的(de)流量系(xi)數;Df是浮(fu)子的最(zui)大直徑(jing);Af是浮子(zi)迎☀️面流(liu)體面積(ji);Vf是浮子(zi)的體積(ji);ρf是浮子(zi)材☁️料密(mi)度;p是錐(zhui)管的錐(zhui)💋角;ρ是流(liu)體介質(zhi)密度;h是(shi)浮子高(gao)度。
　　對于(yu)一定的(de)流量計(ji)和流體(ti),式(1)中的(de)Df、Af、Vf、ρf、φ、ρ等均爲(wei)常數，因(yin)此,隻要(yao)保持🏃α爲(wei)常數,則(ze)流量Qv與(yu)浮子高(gao)度h之間(jian)就存在(zai)近💚似線(xian)😄性關系(xi)。
　　因此，可(ke)以将這(zhe)種對應(ying)關系直(zhi)接刻度(du)在流量(liang)計的錐(zhui)💁管上，根(gen)據浮子(zi)的高度(du)直接讀(du)出流量(liang)值，或通(tong)過電存(cun)儲方式(shi)将流量(liang)信号(即(ji)浮子的(de)位置信(xin)号)記錄(lu)。
 
1.2浮子流(liu)量計的(de)特點
　　由(you)于浮子(zi)流量計(ji)在測量(liang)過程中(zhong)始終保(bao)持節流(liu)件前後(hou)的☀️壓差(cha)☂️不變，通(tong)過改變(bian)流通面(mian)積實現(xian)流量的(de)測量。①幾(ji)乎不會(hui)遇到砂(sha)卡的現(xian)象，與渦(wo)輪流量(liang)計相比(bi)受井🛀簡(jian)環境的(de)影響小(xiao);②可接收(shou)微小👈流(liu)量信号(hao),實;現低(di)液量🈲井(jing)流量測(ce)試;③浮子(zi)的高度(du)取決于(yu)液體的(de)流量,氣(qi)體對測(ce)量結果(guo)影🈲響很(hen)小間。
2井(jing)下存儲(chu)式水平(ping)井産液(ye)剖面測(ce)試儀
　　借(jie)鑒常規(gui)浮子流(liu)量計，同(tong)時考慮(lü)到水平(ping)井中儀(yi)器無法(fa)🥰通過電(dian)纜在水(shui)平段下(xia)放,使用(yong)爬行器(qi)價格昂(ang)貴且受(shou)井簡環(huan)境影🎯響(xiang)故障率(lü)高等因(yin)素，設計(ji)了适🥰用(yong)于低液(ye)量水平(ping)井産液(ye)剖面測(ce)試的井(jing)下浮子(zi)流量計(ji)，同時與(yu)溫度、壓(ya)力、含水(shui)測試傳(chuan)感器以(yi)及電路(lu)系統組(zu)成井下(xia)存儲式(shi)水平井(jing)産液剖(pou)☁️面測試(shi)儀，該儀(yi)器和油(you)管連接(jie)後一起(qi)下入到(dao)射孔段(duan)，可以🌈連(lian)續🥵監測(ce)多段壓(ya)裂水平(ping)井産液(ye)信息。
2.1水(shui)平井井(jing)下浮子(zi)流量計(ji)設計
水(shui)平井井(jing)下浮子(zi)流量計(ji)由浮子(zi)、推杆、滑(hua)套、線圈(quan)、彈🌈簧、流(liu)量護管(guan)、單流閥(fa)等組成(cheng)(見圖2)。
 
　　工(gong)作原理(li):給浮子(zi)感應線(xian)圈上提(ti)供恒定(ding)的電流(liu)激勵，當(dang)井下流(liu)體通過(guo)過流通(tong)道，推動(dong)浮子移(yi)動，銜鐵(tie)發生位(wei)移,引起(qi)感應線(xian)圈中磁(ci)阻變化(hua),産生感(gan)應電🙇‍♀️動(dong)勢,感❌應(ying)電動勢(shi)經濾波(bo)放大♌,輸(shu)人單片(pian)機内進(jin)行處理(li)後測得(de)流量。流(liu)量測量(liang)線👨‍❤️‍👨圈采(cai)用差分(fen)結構,溫(wen)漂小,在(zai)流量線(xian)圈外加(jia)屏蔽層(ceng),減少外(wai)㊙️部對流(liu)量測量(liang)的幹擾(rao);自🈲感傳(chuan)感器可(ke)以測量(liang)0.01μm~50mm的機械(xie)位移,具(ju)有💘測量(liang)精度高(gao)、靈敏度(du)高、線性(xing)好、結構(gou)簡單、性(xing)能可靠(kao)🔴等👣優點(dian)。
2.2含水率(lü)、溫度和(he)壓力測(ce)量設計(ji)
　　含水率(lü)測試儀(yi)采用電(dian)容式含(han)水率傳(chuan)感器和(he)阻抗🤟式(shi)含水率(lü)傳感器(qi)組合設(she)計,分别(bie)測試流(liu)體的電(dian)容值和(he)電導率(lü),可以适(shi)應低含(han)水和高(gao)含水傳(chuan)感器組(zu)合,可以(yi)🙇‍♀️精準測(ce)🏃‍♂️量含水(shui)率。
　　溫度(du)測量原(yuan)理:給PT1000提(ti)供恒流(liu)激勵，當(dang)井溫變(bian)化時,PT1000的(de)阻值🐇也(ye)會㊙️發生(sheng)變化,測(ce)量電路(lu)輸出與(yu)溫度成(cheng)正比的(de)差動電(dian)壓信👨‍❤️‍👨号(hao),經過單(dan)片機AD采(cai)集，得到(dao)溫度信(xin)号。
　　壓力(li)測量原(yuan)理:壓力(li)傳感器(qi)采用恒(heng)壓供電(dian)電路，輸(shu)出與壓(ya)力成正(zheng)比的壓(ya)力差動(dong)電壓信(xin)号,經過(guo)單片🤩機(ji)AD采集,得(de)到壓⭐力(li)信号。
2.3儀(yi)器功耗(hao)設計
　　儀(yi)器選用(yong)容量爲(wei)9Ah的高溫(wen)電池，采(cai)樣間隔(ge)有多種(zhong)類💛型可(ke)供選擇(ze),最小可(ke)設置爲(wei)3s。儀器工(gong)作30d最大(da)功耗設(she)計如🎯下(xia)。
(1)當儀器(qi)采樣間(jian)隔設置(zhi)爲3s時。每(mei)間隔3s需(xu)要采集(ji)1次數據(ju),采🏃‍♀️集0.8s,此(ci)時總電(dian)流不超(chao)過25mA。1個月(yue)的耗電(dian)量4.8Ah。
(2)當儀(yi)器不工(gong)作時,進(jin)人休眠(mian)狀态。總(zong)電流不(bu)超過100μA。1個(ge)㊙️月耗電(dian)量🌈0.072Ah.
(3)儀器(qi)每采集(ji)87組數據(ju)(87X3s==261s)進行一(yi)次數據(ju)存儲。存(cun)儲時間(jian)爲🔞0.6s,總電(dian)流不超(chao)過50mA。1個月(yue)耗電量(liang)0.082Ah。
(4)儀器1個(ge)月最大(da)耗電量(liang)4.954Ah。儀器可(ke)在井下(xia)連續工(gong)作1個半(ban)月👄以上(shang)。
2.4水平井(jing)産液剖(pou)面測試(shi)儀結構(gou)及原理(li)
　　井下存(cun)儲式水(shui)平井産(chan)液剖面(mian)測試儀(yi)由浮子(zi)流量⁉️計(ji)、含水探(tan)頭、溫度(du)探頭.壓(ya)力傳感(gan)器、測量(liang)電路、供(gong)電電池(chi)🔴組成(見(jian)圖3)。當正(zheng)常産液(ye)時，坐封(feng)單向閥(fa)截止，流(liu)體通過(guo)進液口(kou)🎯,推動浮(fu)子移動(dong)，從而測(ce)得流量(liang)。流體由(you)過流通(tong)道流經(jing)溫度探(tan)頭、壓力(li)探頭與(yu)含水探(tan)頭時,可(ke)測得流(liu)體含水(shui)率、壓力(li)與溫度(du),最💜後通(tong)過出液(ye)口流出(chu)。坐封時(shi),浮子保(bao)護單向(xiang)閥截止(zhi),流體從(cong)隔離管(guan)與外護(hu)管環空(kong)過流通(tong)道流過(guo),打開坐(zuo)封單向(xiang)閥,實現(xian)坐封。
3室(shi)内實驗(yan)
3.1含水率(lü)對流量(liang)測試的(de)影響
(1)介(jie)質:柴油(you)和水兩(liang)相。
(2)方式(shi):在垂直(zhi)狀态下(xia)進行流(liu)量标定(ding),流量從(cong)0、1、2.....10m³/d,分别選(xuan)擇含水(shui)率爲100%、80%、40%進(jin)行流量(liang)測試實(shi)驗。
(3)對流(liu)量刻度(du)進行曲(qu)線拟合(he)。
實驗結(jie)果表明(ming),浮子流(liu)量計啓(qi)動流量(liang)爲0.5m/d,可對(dui)低液💃量(liang)井進行(hang)🥰測試;不(bu)同含水(shui)率的流(liu)量測試(shi)曲線基(ji)本重合(he),說明浮(fu)子🥵位置(zhi)的變化(hua)隻與通(tong)過浮子(zi)流體的(de)流量相(xiang)關,流體(ti)含水率(lü)對浮子(zi)流量計(ji)測試結(jie)果的影(ying)響可忽(hu)略。.
3.2儀器(qi)傾角對(dui)流量測(ce)試的影(ying)響
(1)介質(zhi):柴油和(he)水兩相(xiang)。
(2)方式:将(jiang)儀器分(fen)别處于(yu)水平狀(zhuang)态0°和負(fu)角度一(yi)30°(即進液(ye)口高于(yu)出液口(kou))狀态下(xia)，流量從(cong)0、1、2..10m³/d,分别選(xuan)擇含水(shui)率爲100%、80%、40%進(jin)🚶‍♀️行流量(liang)測試實(shi)驗。
(3)對流(liu)量刻度(du)進行曲(qu)線拟合(he)。
　　實驗結(jie)果表明(ming)，當井簡(jian)處于水(shui)平狀态(tai)甚至負(fu)角度狀(zhuang)🌍态下,盡(jin)管流體(ti)的型态(tai)爲層流(liu)或逆向(xiang)流,但對(dui)浮子流(liu)💋量計和(he)含水率(lü)的測試(shi)結果影(ying)響較小(xiao)，最大誤(wu)差僅4%。分(fen)💘析認爲(wei)🌐這是由(you)于浮子(zi)位置變(bian)化隻與(yu)進入🧑🏾‍🤝‍🧑🏼錐(zhui)形管空(kong)💃🏻間流體(ti)流量有(you)關,基本(ben)克服了(le)油、水的(de)分⚽層流(liu)動使渦(wo)輪流量(liang)計響應(ying)變得複(fu)雜的問(wen)題。當流(liu)體經過(guo)電容+阻(zu)抗式持(chi)水率儀(yi)時,由于(yu)在圓周(zhou)上配☂️置(zhi)多.個持(chi)水率傳(chuan)感器,能(neng)夠很好(hao)地解決(jue)常規儀(yi)器隻能(neng)中心采(cai)樣不能(neng)🐆探測到(dao)的全截(jie)面流體(ti)的問題(ti),可以清(qing)楚🥰地分(fen)辨出油(you)和水。
 
4現(xian)場應用(yong)
　　2025年11月在(zai)長慶油(you)田CP-X井首(shou)次開展(zhan)水平井(jing)存儲式(shi)浮子流(liu)量😍計井(jing)下先導(dao)性試驗(yan),該井射(she)孔9段,測(ce)試前日(ri)産液16.07m³,含(han)🔱水100%。爲了(le)驗證流(liu)量、含水(shui)測試正(zheng)确率,對(dui)該井射(she)孔段1進(jin)行雙封(feng)單卡江(jiang)藝測試(shi)⭕,同時地(di)面單獨(du)測量該(gai)段産液(ye)量并化(hua)驗含水(shui),測試管(guan)柱見圖(tu)4。
 
　　該井儀(yi)器設置(zhi)采樣間(jian)隔爲10min,35d後(hou)起.出,測(ce)試結果(guo)顯示射(she)🔞孔段1單(dan)層流量(liang)爲3.77m³/d,含水(shui)98.6%(見圖5);同(tong)時,地面(mian)單獨測(ce)量射孔(kong)段1的日(ri)産液爲(wei)3.58m³,含水☀️100%。測(ce)試流量(liang)和含水(shui)與實際(ji)單量和(he)化驗結(jie)🔴果接近(jin)🏒,說明存(cun)儲式産(chan)液剖面(mian)測試🔞儀(yi)首次在(zai)水平井(jing)井😘下試(shi)驗取得(de)成功,證(zheng)明了井(jing)下浮子(zi)流量計(ji)應用于(yu)低液量(liang)水平井(jing)産液剖(pou)面測試(shi)✊可行。
 
5結論(lun)
(1)井下存(cun)儲式浮(fu)子流量(liang)計啓動(dong)流量小(xiao)于0.5m³/d,且不(bu)受井筒(tong)出砂影(ying)響❌,彌補(bu)了渦輪(lun)流量計(ji)不适應(ying)低液量(liang)水㊙️平井(jing)的不😄足(zu)，提高了(le)低液量(liang)水平井(jing)測試結(jie)果的正(zheng)确率。
(2)室(shi)内動态(tai)實驗表(biao)明,無論(lun)是垂直(zhi)、水平及(ji)傾斜情(qing)況下,浮(fu)🌈子流❗量(liang)計響應(ying)特性均(jun)不敏感(gan)于含水(shui)率，擁有(you)非常好(hao)的不依(yi)賴于流(liu)型的特(te)性。
(3)測試(shi)儀器随(sui)油管下(xia)入目的(de)層,無需(xu)電纜和(he)爬行器(qi)💘,一趟管(guan)柱即可(ke)完成水(shui)平井産(chan)液剖面(mian)測試,大(da)幅度降(jiang)低了産(chan)液剖面(mian)測🚶試成(cheng)本。
(4)測試(shi)結果包(bao)含流量(liang),含水、壓(ya)力和溫(wen)度等儲(chu)層流體(ti)物性🛀參(can)🥵數,可進(jin)行各射(she)孔段産(chan)能評價(jia).判斷井(jing)簡出水(shui)位置,爲(wei)低液量(liang)水平井(jing)控水穩(wen)油措施(shi)提供依(yi)據。

本文(wen)來源于(yu)網絡,如(ru)有侵權(quan)聯系即(ji)删除！