摘要：通過對非集流電磁流量計的結(jié)構(gòu)特點、測試原理和現(xiàn)場應(yīng)用情況進行分析,闡述了非集流電磁流量計在聚合物分層測試中具有正確率高和適應(yīng)性,并針對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試工作由于沒有相應(yīng)的測試儀器,一直由采油研究所承擔(dān)。2003年初,我廠引進ZDLII- C型非集流電磁流量計，首先在我礦進行聚合物分層測試實驗，實踐證明,該流量計對聚合物井測試具有較強的適應(yīng)性和正確性。
1 電磁流量計結(jié)構(gòu)
該流量計整體為不銹鋼全密封結(jié)構(gòu),主要由流量計探頭段、流量溫度電路段、可配界的壓力段和電池倉等組成。其結(jié)構(gòu)圖詳見圖1。
①流量計探頭段:內(nèi)含磁激勵線圈和外露的流量計電極,為注油密封腔體。該段結(jié)構(gòu)復(fù)雜,是整個電磁流量計的核心。
②流量溫度電路段:內(nèi)含溫度傳感器和流量測量及存儲電路。
③可配接的壓力段:內(nèi)含壓力傳感器和其測量電路,用戶可根據(jù)需要選配。
④電池倉:流量計供電電池工作倉。
2 電磁流量計工作原理
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,當(dāng)導(dǎo)體橫切磁場運動時,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時,由此定律可推導(dǎo)出流體的體積流量:
式中: B為磁場強度; Ue為感應(yīng)電壓; D為管道內(nèi)徑。由式可知,由于管道內(nèi)徑和磁場強度是一定的,因此,只要測得感應(yīng)電壓就正比例得到流速,并換算出流量。被測流體流量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,所以電磁流量計具有許多其它機械流量計無可比擬的優(yōu)點,能實現(xiàn)大量程范圍的精度高測量。
電磁流量計原理見圖2。儀器的磁場由電流激勵,特制電極得到的信號經(jīng)低噪聲放大并整形后,進行電壓-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)存儲器中,，測量結(jié)束后,通過串口回放測量數(shù)據(jù)到電腦,經(jīng)專用軟件處理并輸出報表。
3 電磁流量計工作特點
電磁流量計是基于電磁感應(yīng)原理研制的測量儀器,具有其它機械式流量計無可比擬的優(yōu)點:
①流量值與流體的溫度、壓力、密度及電導(dǎo)率變化無關(guān),測量精度高;
②無須座封集流,探頭無機械活動部件,可停在井內(nèi)任意一點測試,可用于分層注水井.聚合物分層測試,能滿足偏心井、空心井、籠統(tǒng)注水井的測量要求,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技術(shù),具有操作簡便、可靠性好、測量精度高.零點漂移小、量程范圍寬、不砂卡以及啟動排量小等特點。可完成數(shù)千米深井分層注水量的測量,可適應(yīng)每秒數(shù)毫米至數(shù)十米的水流速度范圍。
④測量系統(tǒng)由井下流量計和井上處理軟件兩部分組成。井下流量計采用充電電池,鋼絲下井。測量結(jié)束后,可使用電腦回放測試數(shù)據(jù)。整個測量過程中的數(shù)據(jù)經(jīng)微機處埋,可顯示、保存和分析圖表,并打印出測試數(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試要求。聚合物分層井一般為2~3 個注水層段,測試時通過調(diào)整個層配水器的整壓套的長度來調(diào)整注水量。
5現(xiàn)場應(yīng)用效果
普通流量計需要座封集流,因此不能測聚合物分層井。而非集流電磁流量計無須座封集流,測量偏1時,流量計停在偏1以上任意位置即可;測偏2時,停在偏1和偏2之間任意位置即可。測試完畢后在井口附近可再測一點來驗證該井管柱是否漏失,水量是否正確。例如在測北2-5-P56井分層水量時,全井配注240m³/d ,其中偏1配注60m³/d ,偏2配注180m³/d，而實際測量結(jié)果是偏1實注100m³/ d ,偏2實注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,增加其長度投入后重新測試合格2003年至目前我礦所有祭合物分層井進行測試,取得良好效果。
從測試結(jié)果來看,，該流量計測試水量與注入站實際注水量相符率高,誤差僅為0.75%,注水量穩(wěn)的井，誤差為0。各小層測試水量通過調(diào)整蹩壓套,也都測試合格,確保了聚合物后期分層注水效果。同時,在現(xiàn)場測試過程中,測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
通過一年來的測試,我們認為非集流電磁流量計結(jié)構(gòu)設(shè)計合理,探頭無機械可活動部件，無須座封集.流,在測試過程中不砂卡;具有操作簡便可靠性好,測量精度高的特點。適合聚合物分層管柱的測試中使用。但是在現(xiàn)場使用在現(xiàn)場使用過程中,還存在一些不足之處需要改進:①流量計本身重量太輕，下井困難,需要對其進行改進,把鉛加重桿換成鎢鋼加重桿。②流量計只能保存最后一次測試數(shù)據(jù),并且重新加電5分鐘后,測試數(shù)據(jù)將被沖掉,因此需要改進。
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