用于低產(chǎn)液井產(chǎn)液剖面測量的無可動部件流量計(jì)

王玉玲

(大慶油田有限責(zé)任公司測試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江 大慶 163453)

0 引 言

隨著大慶油田外圍低產(chǎn)液井和老區(qū)二、三類油藏開發(fā)速度的不斷加快，一些全井產(chǎn)液低于5 m3/d 超低產(chǎn)液井相繼大量投入開發(fā)，這些油井由于產(chǎn)能比較低，需要進(jìn)行壓裂等措施來增加滲透率提高產(chǎn)量，因此這些低產(chǎn)液井往往伴有出砂等問題的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的渦輪流量計(jì)易受出砂影響而降低可靠性，因此需要無可動部件的流量計(jì)對其進(jìn)行補(bǔ)充或替代。以往已經(jīng)開發(fā)出來的過環(huán)空電導(dǎo)式相關(guān)流量計(jì)［1］由于采用1 根纜芯供電、2 根纜芯分別傳兩路模擬信號，限制了儀器與其參數(shù)的配接，使儀器使用受到限制，所開發(fā)的壓阻式流量計(jì)和其它針對在兩相流或在多相流流量測量的流量計(jì)一樣［2、3］，也在探索研究中，都是針對渦輪流量計(jì)存在的局限性開展研究的。

1 壓阻式流量計(jì)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及工作原理

壓阻式流量計(jì)的機(jī)械結(jié)構(gòu)由出液口、測量通道、壓組傳感器、壓力平衡腔、傳感器引線、接線密封塞等六部分組成，其壓組式連續(xù)流量計(jì)的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示［4］。

圖1 壓阻式流量計(jì)的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖

其工作原理:井下被測流體經(jīng)過出液口1 進(jìn)入測量通道2，作用在壓阻傳感器3 的正端(正端隨著作用力的增大傳感器的輸出電壓也增大，負(fù)端隨著作用力的增大傳感器的輸出電壓而減少)，通過擴(kuò)散電阻構(gòu)成的惠斯頓電橋電路，將井下被測流體沖力變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，再?jīng)過傳感器引線5 和接線密封塞6 接入測量電路。通過檢測傳感器受力的大小來確定流量的大小。壓力平衡腔4 主要用于平衡傳感器內(nèi)腔和負(fù)端面與測量環(huán)境靜壓力。

2 實(shí)驗(yàn)及分析

實(shí)驗(yàn)室在多相流模擬實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)介質(zhì)為柴油和水，實(shí)驗(yàn)時(shí)將壓阻式流量計(jì)與低頻介電式含水率計(jì)和傘式集流器組成，其結(jié)構(gòu)如圖2 所示。根據(jù)儀器的流動通道，定義儀器的流量為10 m3/d，實(shí)驗(yàn)時(shí)，流量的0.5 m3/d ～10 m3/d 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，如圖3 所示，給出的全油、全水下實(shí)驗(yàn)結(jié)果，表明流量與壓阻式流量計(jì)輸出頻率存在二次曲線響應(yīng)關(guān)系，而且具有很好的重復(fù)性，輸出頻率的分辨率隨著流量的增大而增大。如圖3 所示，給出的是所配接低頻介電含水率計(jì)［5］在兩相流下的標(biāo)定結(jié)果，可以看出，該含水率計(jì)在含水率(0 ～100)%范圍內(nèi)均有分辨率。

2 壓阻式集流型低產(chǎn)液井產(chǎn)出剖面測井儀結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 壓阻式集流型低產(chǎn)液井產(chǎn)出剖面測井儀含水率計(jì)定點(diǎn)兩相流實(shí)驗(yàn)圖板

3 壓阻式流量計(jì)現(xiàn)場應(yīng)用及分析

3.1 在機(jī)采井中的應(yīng)用

表1 給出的壓阻式流量計(jì)配接含水率計(jì)在大慶油田某機(jī)采井的測試解釋結(jié)果。該井井口量油4 m3/d，化驗(yàn)含水32%。測量井段(層位)9 個(gè)。根據(jù)表1 可知:該井的主產(chǎn)層在1 142.7 m ～1 144 m 處，產(chǎn)液量為2.083 m3/d 占全井產(chǎn)液量的52.08%。如圖4 和如圖5 所示給出的是該層上和層下的流量曲線。

表1 在大慶油田某機(jī)采井中的成果表

圖4 1 140.2 m 處流量測量曲線

圖5 1 144.2 m 處流量測量曲線

雖然該井井口量油為4 m3/d，但是主產(chǎn)層以下各層均沒有超過1 m3/d。表明該儀器能夠準(zhǔn)確的分辨出各產(chǎn)層的流量大小，說明該儀器的流量測量分辨率較高。

3.2 壓阻式集流型流量計(jì)在提撈井產(chǎn)出剖面測井中的應(yīng)用

為了檢驗(yàn)壓阻式流量計(jì)在超低產(chǎn)液提撈井中的測量效果，在總產(chǎn)液僅有0.8 m3/d 的提撈井中進(jìn)行了測量。其點(diǎn)測試驗(yàn)數(shù)據(jù)和解釋結(jié)果見表2。

以上數(shù)據(jù)為提撈后4 h 測試，層下死水區(qū)測得流量基線值為2 560 Hz，全水值為900 Hz，經(jīng)解釋FII1 層及FII21層分別產(chǎn)液0.7 m3/d 和0.1 m3/d。表明該儀器對極低的流量有分辨率，同樣適用于提撈井的產(chǎn)出剖面測量。

表2 提撈井產(chǎn)出剖面點(diǎn)測成果表

4 結(jié)論

1)壓阻式流量計(jì)具有啟動排量低、分辨率高的特點(diǎn)，所以能夠滿足0.5 m3/d ～5 m3/d 低產(chǎn)液井產(chǎn)出剖面流量的測量要求。

2)壓阻式集流型低產(chǎn)液井產(chǎn)出剖面測井儀流量計(jì)不僅僅可以完成機(jī)采井產(chǎn)出剖面的流量測量任務(wù)，而且也可以滿足提撈井的需求。

3)壓阻式集流型低產(chǎn)液井產(chǎn)出剖面測井儀流量和含水傳感器都沒有可動部件，所以具有很好的防砂效果。

［1］胡金海，劉興斌.電導(dǎo)相關(guān)流量測井儀的現(xiàn)場應(yīng)用［J］.測井技術(shù)，2004，28(增刊1):61 -65.

［2］劉 海，唐海濤，王廣忠，等.一種新型高含水測量傳感器的理論方法研究［J］.石油儀器，2001，15(3):8 -10.

［3］劉 海.機(jī)采井過環(huán)空產(chǎn)出剖面連續(xù)測井儀.油田動態(tài)監(jiān)測技術(shù)進(jìn)展［J］.石油工業(yè)出版社，2000.7:184 -189.

［4］黃春輝，胡金海，劉興斌，等.基于壓差的與電導(dǎo)傳感器組合的油水兩相流流動特性實(shí)驗(yàn)研究［J］.測井技術(shù)，2013，37(5):472 -476.

［5］劉 海.連續(xù)產(chǎn)出剖面測井技術(shù)在勝利油田中的應(yīng)用.油田開發(fā)測試技術(shù)新進(jìn)展［C］. 石油工業(yè)出版社，2002.6:109 -113.