電磁流量與示蹤相關(guān)流量組合測(cè)井技術(shù)＊

單宏寬

(大慶油田有限責(zé)任公司測(cè)試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江大慶)

電磁流量與示蹤相關(guān)流量組合測(cè)井技術(shù)＊

單宏寬

(大慶油田有限責(zé)任公司測(cè)試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江大慶)

電磁流量與示蹤相關(guān)流量組合測(cè)井技術(shù)是通過將電磁流量計(jì)與示蹤相關(guān)流量測(cè)井儀二者組合,并配以溫度、壓力、磁定位等參數(shù),能有效地改善和彌補(bǔ)二者的不足。該方法一次性下井,可同時(shí)錄取多項(xiàng)參數(shù),利用電磁流量的測(cè)試結(jié)果來確定其對(duì)應(yīng)的示蹤相關(guān)解釋模型中的系數(shù),再利用所得參數(shù)來計(jì)算環(huán)套空間內(nèi)的流量,從而減小了不同測(cè)量井段因井況不同而產(chǎn)生的誤差。該測(cè)井技術(shù)可以根據(jù)實(shí)際情況自由組合,能夠滿足復(fù)雜條件下注入井的測(cè)試要求,目前已經(jīng)在大慶油田多個(gè)采油廠進(jìn)行推廣使用。

注入井;電磁相關(guān);組合測(cè)井;綜合解釋;測(cè)井單元

0 引 言

放射性示蹤相關(guān)流量測(cè)井是注入井吸水剖面常用的測(cè)井方法之一,能夠測(cè)量油套環(huán)形空間流量,在測(cè)量注聚井以及找竄找漏等方面有著很大的優(yōu)勢(shì),具有測(cè)井施工時(shí)間短、曲線直觀簡(jiǎn)潔、測(cè)量范圍廣、可靠性強(qiáng)等特點(diǎn),深受廣大用戶的歡迎[1]。但是隨著油田進(jìn)入高含水開發(fā)后期,管柱由于老化等多種因素會(huì)產(chǎn)生變形;同時(shí)隨著三次采油技術(shù)的不斷進(jìn)步,種類繁多的注入液會(huì)導(dǎo)致管壁結(jié)垢。管柱的變形與結(jié)垢都會(huì)改變注入液流動(dòng)的橫截面積,因此影響放射性示蹤相關(guān)的測(cè)量結(jié)果。同時(shí),由于注入液粘度的增加造成部分釋放的同位素吸附在管壁上,加大重復(fù)測(cè)量時(shí)曲線的干擾,影響解釋精度。因此該方法無法滿足目前油田開發(fā)生產(chǎn)對(duì)測(cè)量精度的要求,為此大慶油田有限責(zé)任公司測(cè)試技術(shù)服務(wù)分公司研制了電磁流量與示蹤相關(guān)流量(簡(jiǎn)稱電磁相關(guān))組合測(cè)井儀。

1 儀器結(jié)構(gòu)及原理

電磁流量與示蹤相關(guān)流量組合測(cè)井儀根據(jù)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的原則,把電磁流量計(jì)、示蹤相關(guān)流量計(jì)、同位素吸水剖面測(cè)井儀組合到一起,并附加井溫、壓力、磁性定位等參數(shù),儀器可根據(jù)實(shí)際需要自由組合,測(cè)井資料能相互印證,進(jìn)而得出更準(zhǔn)確的綜合解釋成果,提高了解釋精度,為油田監(jiān)測(cè)提供準(zhǔn)確的測(cè)井資料。

1.1 儀器結(jié)構(gòu)

井下儀器結(jié)構(gòu)如圖1所示,自上而下依次為上扶正器、固體顆粒同位素釋放器、液體同位素釋放器、遙測(cè)四參數(shù)短節(jié)(含磁性定位器、井溫、壓力、伽馬)、下伽馬儀短接、下扶正器、電磁流量計(jì)。上下扶正器可保證儀器居中;磁性定位器可確定儀器的深度;遙測(cè)四參數(shù)短節(jié)中的伽馬儀和固體顆粒同位素釋放器共同組成同位素示蹤注入剖面測(cè)井系統(tǒng),用于管外流量的測(cè)量;上下伽馬儀和液體同位素釋放器組成示蹤相關(guān)流量測(cè)井系統(tǒng),可用于管外流量的測(cè)量;電磁流量計(jì)進(jìn)行管內(nèi)流量的測(cè)量。溫度、壓力作為環(huán)境條件測(cè)量參數(shù)[2]。

圖1 井下儀器結(jié)構(gòu)示意圖

該組合儀繼承了原各測(cè)試短接的優(yōu)點(diǎn),還對(duì)組合儀的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化,縮短儀器串長(zhǎng)度,提高各短接的可靠性。短接的接口采取絲扣套式結(jié)構(gòu),連接方便,不易脫扣,可靠性高。

1.2 技術(shù)指標(biāo)

本組合儀的主要技術(shù)指標(biāo)為:

耐溫:125℃;

耐壓:60 MPa;

外徑:38 mm;組合儀全長(zhǎng):6.8 m;

電磁流量計(jì):2 m3/d～500 m3/d,±5%;

溫度計(jì):0℃～125℃,±1℃;

壓力計(jì):0.1 MPa～60 MPa,優(yōu)于0.5級(jí)。

1.3 測(cè)量原理

電磁流量計(jì)測(cè)量精度高,不受流體的壓力、溫度、密度、礦化度及其它物理參數(shù)的影響,不管流體的性質(zhì)如何,只要有微弱的導(dǎo)電性(電導(dǎo)率>8×10-5S/m)即可進(jìn)行測(cè)試。通常油田的注入水及聚合物溶液都具有良好的導(dǎo)電性能,符合電磁流量計(jì)的測(cè)量條件[3]。

放射性相關(guān)測(cè)量方法是在油管內(nèi)的配水器上方釋放示蹤劑,并迅速把帶有2個(gè)伽馬射線探測(cè)器的儀器移至測(cè)量點(diǎn),示蹤劑被水?dāng)y帶,一部分經(jīng)配水器流到油套空間,進(jìn)入各個(gè)吸水層,當(dāng)示蹤劑流經(jīng)這2個(gè)探測(cè)器時(shí)測(cè)量伽馬計(jì)數(shù)率隨時(shí)間變化曲線;利用相關(guān)算法計(jì)算出渡越時(shí)間;由于傳感器的間距和油套空間的橫截面積是已知的,從而可以算出流體流速,進(jìn)而得出流體流量,最后計(jì)算出要測(cè)量層的注入量。放射性相關(guān)流量計(jì)具有儀器成本低、測(cè)量范圍寬、解釋資料直觀等特點(diǎn),在水驅(qū)、聚驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)等注入剖面測(cè)井中應(yīng)用廣泛,低流量測(cè)井以及找串找漏方面優(yōu)勢(shì)更為明顯[1]。

電磁相關(guān)組合儀利用電磁流量計(jì)在管內(nèi)點(diǎn)測(cè)流量精度高、穩(wěn)定性好、操作方便的特點(diǎn),準(zhǔn)確地測(cè)量注入管柱內(nèi)的流量;利用示蹤相關(guān)流量計(jì)能夠測(cè)量管外流量的特點(diǎn),測(cè)量流入注入點(diǎn)后流量的分配情況。根據(jù)井溫曲線和壓力曲線可驗(yàn)證測(cè)井過程中是否有異常現(xiàn)象。

2 測(cè)井資料綜合解釋

電磁相關(guān)組合儀解釋方法采用的是電磁流量計(jì)與示蹤相關(guān)流量計(jì)綜合解釋法。

由于各個(gè)測(cè)井單元所處環(huán)境大體相同,其所對(duì)應(yīng)的底層形成的時(shí)間大致相同、配注時(shí)間相同、注入液種類相同、其井溫及壓力變化呈均勻分布,因此認(rèn)為其管柱老化變形情況基本相同,由于注入液引起的結(jié)垢情況也基本相同,因此可認(rèn)為在一個(gè)測(cè)井單元內(nèi)部所對(duì)應(yīng)的流體橫截面積是相等的,可以按照放射性相關(guān)測(cè)量方法進(jìn)行測(cè)量與解釋,計(jì)算出每個(gè)測(cè)井單元所對(duì)應(yīng)的各個(gè)測(cè)量層的注入量[4]。

首先利用電磁流量計(jì)的測(cè)量結(jié)果來計(jì)算出各個(gè)測(cè)井單元總的絕對(duì)注入量;然后根據(jù)每個(gè)測(cè)井單元的示蹤相關(guān)測(cè)量結(jié)果計(jì)算出各個(gè)注水層的相對(duì)注入量,最后把每個(gè)測(cè)井單元按電磁流量計(jì)所計(jì)算出的絕對(duì)注入量參照示蹤相關(guān)流量測(cè)量所計(jì)算得的相對(duì)結(jié)果按比例分配到相應(yīng)的注入層中。

其數(shù)學(xué)模型為:設(shè)電磁流量計(jì)資料確定1～N個(gè)測(cè)井單元的總絕對(duì)注入量分別為Q1,Q2……,QN;第i個(gè)單元的絕對(duì)注入量為Qi,第i個(gè)單元所對(duì)應(yīng)的1～M層的相對(duì)注入量分別為 Pi1,Pi2……PiM,其中 Pi1+Pi2+ …+PiM應(yīng)該等于1,則各吸水層絕對(duì)吸水量為:

Qij= Pij×Qi

3 測(cè)井實(shí)例及應(yīng)用效果

下面是采用電磁相關(guān)組合儀在大慶油田采油三廠一口注聚井進(jìn)行測(cè)井的解釋成果表。該井為分層注入井,共有三個(gè)配水器,三個(gè)封隔器,井口注入量為100 m3/d。

表1為電磁流量計(jì)測(cè)量結(jié)果和計(jì)算所得的對(duì)應(yīng)配水器的絕對(duì)日吸液量。表2為示蹤相關(guān)測(cè)量的相對(duì)流量成果表以及計(jì)算所得的目標(biāo)地層的絕對(duì)注入量。

表1 電磁流量測(cè)得的油管內(nèi)流量表

表2 示蹤相關(guān)相對(duì)及絕對(duì)吸液量表

先用電磁流量測(cè)量各個(gè)配水器的絕對(duì)吸液量,再用示蹤相關(guān)流量計(jì)測(cè)量油套空間對(duì)應(yīng)深度點(diǎn)液體的相對(duì)流量,最后結(jié)合二者換算出要測(cè)量目標(biāo)地層的絕對(duì)日注入量。由解釋成果表可以看出已經(jīng)完全測(cè)出目標(biāo)地層吸液量,經(jīng)采油廠地質(zhì)部門審閱,資料準(zhǔn)確。

由于各個(gè)配水器所對(duì)應(yīng)的測(cè)井單元所處環(huán)境大致相同,因此認(rèn)為其變形程度及結(jié)垢程度相似,因此能夠減少由此產(chǎn)生的誤差。目前所用的電磁流量計(jì)為外流式電磁流量計(jì),與內(nèi)流式電磁流量計(jì)對(duì)比,其操作方便,但測(cè)量精度較低,但可滿足目前井況的需求。若油管管柱嚴(yán)重變形,可以采用內(nèi)流式電磁流量計(jì),這樣可以不受管柱橫截面積的影響,結(jié)果更加精確。

4 結(jié)束語

電磁流量與示蹤相關(guān)流量組合測(cè)井儀將多種注入?yún)?shù)組合在一起,發(fā)揮各流量計(jì)的優(yōu)勢(shì)。利用電磁流量計(jì)測(cè)量精度高、操作簡(jiǎn)便、使用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)來確定每個(gè)配水器的絕對(duì)日注入量;利用示蹤相關(guān)流量可以測(cè)量油套空間內(nèi)部流量的特點(diǎn)來測(cè)量油套空間相對(duì)流量;然后二者結(jié)合換算出要測(cè)量目標(biāo)地層的絕對(duì)日注入量。此方法可以減小因管柱老化變形和井壁結(jié)垢對(duì)流量測(cè)量的影響,已經(jīng)得到地質(zhì)部門的認(rèn)可,目前在大慶油田已經(jīng)推廣使用。

[1] 張耀文,王金鐘,夏慧玲,等.注入剖面放射性相關(guān)測(cè)量方法研究[J].測(cè)井技術(shù),2004,28(增刊)

[2] 謝榮華.生產(chǎn)測(cè)井技術(shù)應(yīng)用與進(jìn)展[M].北京:石油工業(yè)出版社,1998

[3] 呂殿龍,魏云飛,韋 旺.電磁流量計(jì)及其在注聚井中的應(yīng)用[J].石油儀器,2001,15(3)

[4] 李桂軍,劉慧,閃俊梅,等.五參數(shù)吸水剖面測(cè)井資料解釋方法分析與研究[J].石油儀器,2006,20(4)

P631.8+1

B

1004-9134(2010)04-0023-02

國(guó)家科技重大專項(xiàng)(課題編號(hào):2008ZX05020)和國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(編號(hào):2007AA06Z231)資助課題

單宏寬,男,1975年生,計(jì)算機(jī)專業(yè)工程師。1997年畢業(yè)于北京化工大學(xué),目前在大慶油田測(cè)試公司研發(fā)中心從事測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理、軟件開發(fā)、方法研究工作。郵編:163453

2010-01-11 編輯:姜 婷)

·方法研究·