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(jìn)ZDLⅡ-C型非集流電磁流量計(jì)，首先在我礦進(jìn)行聚合物分層測試實(shí)驗(yàn)，實(shí)踐證明，該流量計(jì)對聚合物井測試具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和準(zhǔn)確性。
1 ZDLⅡ-C型電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)
該流量計(jì)整體為不銹鋼全密封結(jié)構(gòu)，主要由流量計(jì)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(jì)探頭段：內(nèi)含磁激勵(lì)線圈和外露的流量計(jì)電極，為注油密封腔體。該段結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是整個(gè)電磁流量計(jì)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(jì)供電電池工作倉。
2 ZDLⅡ- C型電磁流量計(jì)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(yùn)動時(shí)，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(jì)時(shí)，由此定律可推導(dǎo)出流體的體積流量：
（1）
式中：B為磁場強(qiáng)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(qiáng)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(jì)具有許多其它機(jī)械流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)大量程范圍的高精度測量。
ZDLⅡ-C型電磁流量計(jì)原理見圖2。儀器的磁場由電流激勵(lì)，特制電極得到的信號經(jīng)低噪聲放大并整形后，進(jìn)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(bào)表。
3 ZDLⅡ-C型電磁流量計(jì)工作特點(diǎn)
ZDLⅡ-C電磁流量計(jì)是基于電磁感應(yīng)原理研制的測量儀器，具有其它機(jī)械式流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：
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(jī)械活動部件，可停在井內(nèi)任意一點(diǎn)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存儲技術(shù)，具有操作簡便、可靠性好、測量精度高、零點(diǎn)漂移小、量程范圍寬、不砂卡以及啟動排量小等特點(diǎn)?？赏瓿蓴?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ZDLⅡ-C型流量計(jì)和井上處理軟件兩部分組成。井下流量計(jì)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(gè)測量過程中的數(shù)據(jù)經(jīng)微機(jī)處理，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Ф57mm、Ф55mm和Ф53mm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Ф42mm，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(gè)注水層段，測試時(shí)通過調(diào)整個(gè)層配水器的蹩壓套的長度來調(diào)整注水量。
5 現(xiàn)場應(yīng)用效果
普通流量計(jì)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(jì)無須座封集流，測量偏1時(shí)，流量計(jì)停在偏1以上任意位置即可；測偏2時(shí)，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(diǎn)來驗(yàn)證該井管柱是否漏失，水量是否準(zhǔn)確。例如在測北2-5-P56井分層水量時(shí)，全井配注240 m3/d，其中偏1配注60 m3/d，偏2配注180 m3/d，而實(shí)際測量結(jié)果是偏1實(shí)注100 m3/d，偏2實(shí)注140 m3/d，屬于偏1超注，偏2欠注。于是用打撈矛打撈出偏1的蹩壓套，增加其長度投入后重新測試合格。2003年至目前我礦所有聚合物分層井進(jìn)行測試，取得良好效果。
從測試結(jié)果來看，該流量計(jì)測試水量與注入站實(shí)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(shí)，在現(xiàn)場測試過程中，測試卡片基本一次合格，且曲線平直，能夠準(zhǔn)確反映地層吸水狀況。
表1 非集流電磁流量計(jì)在聚合物井測試情況統(tǒng)計(jì)
序
號 | 井號 | 全并 | 偏1 | 偏2 | 備注 |
配注
(m3/d) | 實(shí)注
(m3/d) | 測試
(m3/d) | 實(shí)際誤差(%) | 配注
(m3/d) | 測試
(m3/d) | 差值
(%) | 配注
(m3/d) | 測試
(m3/d) | 差值
(%) |
| 1 | 北2-5-P56 | 240 | 242 | 237 | -2.1 | 60 | 55 | -8.33 | 180 | 182 | 1.1 | 各小層合格 |
| 2 | 北2-5-P26 | 220 | 220 | 222 | 0.91 | 110 | 122 | 10.91 | 110 | 100 | -9.09 | 各小層合格 |
| 3 | 北2-5-P56 | 230 | 230 | 230 | 1.00 | 80 | 78 | -2.50 | 150 | 152 | 1.33 | 各小層合格 |
| 4 | 北2-5-P48 | 210 | 213 | 210 | -1.41 | 140 | 138 | -1.43 | 70 | 72 | 2.86 | 各小層合格 |
| 5 | 北2-5-P42 | 100 | 110 | 110 | 0.00 | 50 | 45 | -10.00 | 50 | 65 | 30.00 | 各小層合格 |
| 6 | 北2-5-P39 | 225 | 215 | 215 | 0.00 | 75 | 85 | 13.33 | 150 | 130 | -13.33 | 各小層合格 |
| 7 | 北2-5-P46 | 100 | 100 | 96 | -4.00 | 30 | 28 | -6.67 | 70 | 68 | -2.86 | 各小層合格 |
| 合計(jì) | 1325 | 1330 | 1320 | -0.75 | 545 | 551 | 1.10 | 780 | 769 | -1.4 | 各小層合格 |
6 結(jié)束語
通過一年來的測試，我們認(rèn)為非集流電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，探頭無機(jī)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(diǎn)。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(jìn)：① 流量計(jì)本身重量太輕，下井困難，需要對其進(jìn)行改進(jìn)，把鉛加重桿換成鎢鋼加重桿。② 流量計(jì)只能保存次測試數(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(jìn)。
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