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用于低产液井产液剖面测量的无可动部件流量计


文章日期:2017-12-21|阅读数:


摘要:针对砂卡和井内流体异物对涡轮流量计的影响,利用压差传感器敏感于应力变化的原理,设计出压阻式集流型流量计。该流量计上的压差传感器两端感压面的一端置于静止的水中、一端置于流道中与流体流动方向垂直,保证压差传感器只敏感于流体的冲量变化,建立起传感器阻抗输出与流量变化的对应关系,形成无可动部件流量计。将压阻式流量计与含水率计相结合形成的产液剖面测井仪在模拟实验装置上进行了两相流实验,表明仪器有很好的重复性,具有较低的流量测量下限,并将该测井仪进行了现场试验,结果表明仪器在极低的产液量下有响应。

0、引言:
 随着大庆油田外围低产液井和老区二、三类油藏开发速度的不断加快,一些全井产液低于5m3 /d 超低产液井相继大量投入开发,这些油井由于产能比较低,需要进行压裂等措施来增加渗透率提高产量,因此这些低产液井往往伴有出砂等问题的出现,传统的涡轮流量计易受出砂影响而降低可靠性,因此需要无可动部件的流量计对其进行补充或替代。以往已经开发出来的过环空[1]由于采用1根缆芯供电、2根缆芯电导式相关流量计分别传两路模拟信号,限制了仪器与其参数的配接,使仪器使用受到限制,所开发的压阻式流量计和其它针对在[2、3],两相流或在多相流流量测量的流量计一样也在探索研究中,都是针对涡轮流量计存在的局限性开展研究的。
 
1、压阻式流量计的机械结构及工作原理:
 压阻式流量计的机械结构由出液口、测量通道、压组传感器、压力平衡腔、传感器引线、接线密封塞等六部分组成,其压组式连续流量计的机械结构示意图如图1[4]所示。
图 1  压阻式流量计的机械结构示意图

图1  压阻式流量计的机械结构示意图
 其工作原理:井下被测流体经过出液口1 进入测量通道2,作用在压阻传感器3 的正端(正端随着作用力的增大传感器的输出电压也增大,负端随着作用力的增大传感器的输出电压而减少),通过扩散电阻构成的惠斯顿电桥电路,将井下被测流体冲力变化转变为电信号,再经过传感器引线5 和接线密封塞6 接入测量电路。通过检测传感器受力的大小来确定流量的大小。压力平衡腔4主要用于平衡传感器内腔和负端面与测量环境静压力。

2、实验及分析:
 实验室在多相流模拟实验装置上进行,实验介质为柴油和水,实验时将压阻式流量计与低频介电式含水率计和伞式集流器组成,其结构如图2所示。根据仪器的流动通道,定义仪器的流量为10m3/d,实验时,流量的0.5m3/d~10m3/d范围内调节,如图3所示,给出的全油、全水下实验结果,表明流量与压阻式流量计输出频率存在二次曲线响应关系,而且具有很好的重复性,输出频率的分辨率随着流量的增大而增大。如图3所示,给出的是所配接低频介电含水率计[5]在两相流下的标定结果,可以看出,该含水率计在含水率(0~100)% 围内均有分辨率。
图2 压阻式集流型低产液井产出剖面测井仪结构示意图 图 3 压阻式集流型低产液井产出剖面测井仪含水率计定点两相流实验图板

图2压阻式集流型低产液井产出剖面测井仪结构示意图图3压阻式集流型低产液井产出剖面测井仪含水率计定点两相流实验图板

3、压阻式流量计现场应用及分析:
3.1、在机采井中的应用:
 表1给出的压阻式流量计配接含水率计在大庆油田某机采井的测试解释结果。该井井口量油4m3/d,化验含水32%。测量井段(层位)9个。根据表1可知:该井的主产层在1142.7m~1144m处,产液量为2.083m3/d占全井产液量的52.08%。如图4和如图5所示给出的是该层上和层下的流量曲线。
表 1 在大庆油田某机采井中的成果表

表1在大庆油田某机采井中的成果表
图 4 1 140. 2 m 处流量测量曲线

图41140.2m处流量测量曲线
图 5 1 144. 2 m 处流量测量曲线

图51144.2m处流量测量曲线
 虽然该井井口量油为4m3/d,但是主产层以下各层均没有超过1m3/d。表明该仪器能够准确的分辨出各产层的流量大小,说明该仪器的流量测量分辨率较高。
3.2、压阻式集流型流量计在提捞井产出剖面测井中的应用:
 为了检验压阻式流量计在超低产液提捞井中的测量效果,在总产液0.8m3/d的提捞井中进行了测量。其点测试验数据和解释结果见表2。
 以上数据为提捞后4h测试,层下死水区测得流量基线值为2560Hz,全水值为900Hz,经解释FII1层及FII21层分别产液0.7m3/d和0.1m3/d。表明该仪器对极低的流量有分辨率,同样适用于提捞井的产出剖面测量。
表 2 提捞井产出剖面点测成果表


表2提捞井产出剖面点测成果表

4、结论:
1)压阻式流量计具有启动排量低、分辨率高的特点,所以能够满足0.5m3/d~5m3/d低产液井产出剖面流量的测量要求。
2)压阻式集流型低产液井产出剖面测井仪流量计不仅仅可以完成机采井产出剖面的流量测量任务,而且也可以满足提捞井的需求。
3)压阻式集流型低产液井产出剖面测井仪流量和含水传感器都没有可动部件,所以具有很好的防砂效果。


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