1 電磁流量計的工作原理
電磁流量計基于法拉第電磁感應(yīng)原理工作[1]，圖1為電磁流量計基本工作原理圖。當(dāng)流過測量導(dǎo)管的導(dǎo)電流體以流速v作切割磁通密度為B的磁力線運動時，如圖1所示，則在一對檢測電極之間檢測的感應(yīng)電動勢E所產(chǎn)生的電壓U可用下式表示：
U＝K?B?D?v （1）
式中，U為兩檢測電極之間的信號電壓，V；B為磁通密度，T；D為測量導(dǎo)管內(nèi)徑，m；v為平均流速，m/s；K為比例常數(shù)。
通過測量導(dǎo)管的瞬時體積流量Q（m3/h)為：
Q＝（π?D）/（4?K?B）?U （2）
由于測量導(dǎo)管內(nèi)徑固定，勵磁電流恒定時，磁通密度B也恒定不變，故U與Q成線性關(guān)系，因此體積流量正比于電極間的信號電壓，測出此值并經(jīng)過電路轉(zhuǎn)換即可得出體積流量Q。
2 電磁流量計的特點
電磁流量計是高精度井下流量測量儀器，通過內(nèi)磁或外磁方式測量儀器探頭管道內(nèi)的導(dǎo)電液體流動的速度來計算流量，它無機(jī)械活動部件，也無節(jié)流部件，因此在測量中幾乎沒有壓力損失，具有操作簡便、可靠性好、測量精度高（測量精度可以達(dá)到0.5%相對測量誤差，經(jīng)過特別校驗或者特別制造的精度可以更高）、零點漂移小、量程范圍寬、啟動排量小以及不卡砂等特點，測量結(jié)果不受流體的溫度、粘度、密度、壓力及液固成分比影響，電導(dǎo)率在較大范圍內(nèi)變化時也不會影響測量結(jié)果。
3 電磁流量計測井資料解釋方法
鑒于上述特點，電磁流量計被廣泛應(yīng)用于油田油、水井導(dǎo)電液體注入剖面的測量或井體檢漏，如吸水剖面、找水、找漏等一系列測井項目的測量[2]。
電磁流量計是一種直接測量流體流量的儀器，因此所測流量可直接讀取。而用渦輪流量計求取流量時，首先需要經(jīng)過大量的線性回歸和公式計算，計算煩瑣且精度不高，給資料的解釋工作帶來較大難度。
電磁流量計一般要經(jīng)過標(biāo)定才能在現(xiàn)場應(yīng)用，某支儀器的標(biāo)定參數(shù)見表1。
儀器編號:XXXX 標(biāo)定日期:2003年3月20日 零頻率:192Hz |
地面表讀數(shù)/
(Q/(m³ /d)) | 標(biāo)差/
( △f/Hz) | 每方字?jǐn)?shù)/
k | 地面表讀數(shù)/
(Q/(m³/d)) | 標(biāo)差/
( △f/Hz) | 每方字?jǐn)?shù)/
k |
10.64 | 10.0 | 0.94 | 101.72 | 118.00 | 1.16 |
14.00 | 13.3 | 0.95 | 108.55 | 127.00 | 1.17 |
17.29 | 16.6 | 0.96 | 116.10 | 137.00 | 1.18 |
20.62 | 20.0 | 0.97 | 123.36 | 146.80 | 1.19 |
24.49 | 24.0 | 0.98 | 130.33 | 156.40 | 1.20 |
28.28 | 28.0 | 0.99 | 145.12 | 175.60 | 1.21 |
31.40 | 31.4 | 1.00 | 151.64 | 185.00 | 1.22 |
34.46 | 34.8 | 1.01 | 168.56 | 207.33 | 1.23 |
37.45 | 38.2 | 1.02 | 185.22 | 229.67 | 1.24 |
40.78 | 42.0 | 1.03 | 201.60 | 252.00 | 1.25 |
50.00 | 52.0 | 1.04 | 253.17 | 319.00 | 1.26 |
53.33 | 56.0 | 1.05 | 277.17 | 352.00 | 1.27 |
56.60 | 60.0 | 1.06 | 301.56 | 386.00 | 1.28 |
60.75 | 65.0 | 1.07 | 355.04 | 458.00 | 1.29 |
71.30 | 77.0 | 1.08 | 403.85 | 525.00 | 1.30 |
75.23 | 82.0 | 1.09 | 445.80 | 584.00 | 1.31 |
80.00 | 88.0 | 1.10 | 500.00 | 660.00 | 1.32 |
82.88 | 92.0 | 1.11 | 650.38 | 865.00 | 1.33 |
85.71 | 96.0 | 1.12 | 748.51 | 1003.00 | 1.34 |
87.61 | 99.0 | 1.13 | 951.85 | 1285.00 | 1.35 |
89.47 | 102.0 | 1.14 | 1002.21 | 1363.00 | 1.36 |
95.65 | 110.0 | 1.15 | | | |
通過公式計算標(biāo)差：
Δf=fi-fo
式中，Δf為標(biāo)差；fi為測量頻率值；fo為零頻率。
然后通過查表得到每方字?jǐn)?shù)即可求得地面流量值：
Q＝Δf/k
式中，Q為地面流量值；Δf為標(biāo)差；k上為每方字?jǐn)?shù)。由此可見，用電磁流量計計算流體流量，方法簡單、精度高。因為電磁流量計是全截面采樣計量的，即每個流體質(zhì)點都通過工作磁場，并切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流電動勢，而并不是只測量局部截面的流速，因此測井資料精度得到大大提高，能為油田油、水井的動態(tài)監(jiān)測提供可靠的依據(jù)。
測井資料的處理解釋采用開發(fā)的微機(jī)版軟件，讀值精度高、操作簡便、計算準(zhǔn)確、解釋結(jié)論可靠。
4 電磁流量計在生產(chǎn)測井中應(yīng)用實例
4.1 在吸水剖面測井中的應(yīng)用
由電磁流量計組成的吸水剖面測井系列，不受同位素污染及同位素分配不到位的影響，可計算遇阻層的吸水量，可定量識別出“大孔道地層"和漏失層，從而大大提高了吸水剖面測井資料的解釋精度[3]。
例如：圖2是文33-XX井五參數(shù)吸水剖面測井圖，測井在2690m遇阻，第10、11、12號層未測出，但經(jīng)電磁流量計測井曲線顯示，這3各遇阻層吸水，吸水量為74.6m3/d，相對吸水量為41.2%。
4.2 在工程找水和找漏測井中的應(yīng)用
由電磁流量計組成的工程找水測井系列，啟動排量小，不受井斜、井內(nèi)出沙等井況因素的影響，能夠找準(zhǔn)全部主、次出水層，且測井資料定量解釋精度高。
由電磁流量計組成的工程找漏測井系列，測井資料定量計算精度高，特別是在油井工程找漏測井中應(yīng)用，不受注入水水質(zhì)的影響，一次測井可找出一個或多個漏點，找出的漏點位置準(zhǔn)確可靠。
5 結(jié)論
電磁流量井下測井儀在實際測井中不僅消除了井斜、井臟、地層污染等因素的影響，同時解決了小排量吸水和漏失水的定量解釋難題，也使對遇阻層和塞面以下層吸水和吐水的定量解釋問題迎刃而解，儀器測量精度高，資料解釋方法簡便，具有很好的實用性。
參考文獻(xiàn)
[1] 蘇彥勛 流量計量[M]．北京：中國計量出版社，1991
[2] 姜文達(dá) 放射性同位素示蹤注水剖面測井[M]．北京：石油工業(yè)出版社，1997
[3] 喬賀堂 生產(chǎn)測并原理及資料解釋[M]．北京：石油工業(yè)出版社，1992
