通過對(duì)非集流電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、測(cè)試原理和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況進(jìn)行分析, 闡述了非集流電磁流量計(jì)在聚合物分層測(cè)試中具有較高的準(zhǔn)確性和適應(yīng)性, 并針對(duì)使用過程中存在的問題提出解決辦法。

   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(cè)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(cè)試工作由于沒有相應(yīng)的測(cè)試儀器, 一直由采油研究所承擔(dān)。2003 年初, 我廠引進(jìn)非集流電磁流量計(jì), 首先在我礦進(jìn)行聚合物分層測(cè)試實(shí)驗(yàn), 實(shí)踐證明, 該流量計(jì)對(duì)聚合物井測(cè)試具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和準(zhǔn)確性。

   1 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(cāng)等組成。其結(jié)構(gòu)圖詳見圖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；流量溫度電路段: 內(nèi)含溫度傳感器和流量測(cè)量及存儲(chǔ)電路；可配接的壓力段: 內(nèi)含壓力傳感器和其測(cè)量電路, 用戶可根據(jù)需要選配，電磁流量計(jì)供電電池工作倉(cāng)。

   2 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(chǎng)運(yùn)動(dòng)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: Q = ..D 4B Ue ( 1) 式中: B 為磁場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度是一定的, 因此, 只要測(cè)得感應(yīng)電壓就正比例獲得流速, 并換算出流量。被測(cè)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)無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn), 能實(shí)現(xiàn)大量程范圍的高精度測(cè)量。電磁流量計(jì)原理ZDLII- C 型電磁流量計(jì)原理見圖2。儀器的磁場(chǎng)由電流激勵(lì), 特制電極獲得的信號(hào)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(chǔ)器中, 測(cè)量結(jié)束后, 通過串口回放測(cè)量數(shù)據(jù)到電腦, 經(jīng)專用軟件處理并輸出報(bào)表。

   3 工作特點(diǎn)

   電磁流量計(jì)是基于電磁感應(yīng)原理的測(cè)量?jī)x器, 具有其它機(jī)械式流量計(jì)無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn):流量值與流體的溫度、壓力、密度及電導(dǎo)率變化無(wú)關(guān), 測(cè)量精度高; 無(wú)須座封集流, 探頭無(wú)機(jī)械活動(dòng)部件, 可停在井內(nèi)任意一點(diǎn)測(cè)試, 可用于分層注水井、聚合物分層測(cè)試, 能滿足偏心井、空心井、籠統(tǒng)注水井的測(cè)量要求, 并可用于檢漏, 因此具有廣泛的適應(yīng)性。儀器采用微處理芯片及存儲(chǔ)技術(shù), 具有操作簡(jiǎn)便、可靠性好、測(cè)量精度高、零點(diǎn)漂移小、量程范圍寬、不砂卡以及啟動(dòng)排量小等特點(diǎn)?？赏瓿蓴?shù)千米深井分層注水量的測(cè)量, 可適應(yīng)每秒數(shù)毫米至數(shù)十米的水流速度范圍。測(cè)量系統(tǒng)由井下流量計(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(cè)量結(jié)束后, 可使用電腦回放測(cè)試數(shù)據(jù)。整個(gè)測(cè)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(cè)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57mm、55mm 和53mm 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zui小內(nèi)通徑..42mm, 能夠滿足分層流量和注入剖面測(cè)試要求。聚合物分層井一般為2~ 3 個(gè)注水層段, 測(cè)試時(shí)通過調(diào)整個(gè)層配水器的蹩壓套的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整注水量。

  5 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

   普通流量計(jì)需要座封集流, 因此不能測(cè)聚合物分層井。而非集流電磁流量計(jì)無(wú)須座封集流, 測(cè)量偏1 時(shí), 流量計(jì)停在偏1 以上任意位置即可; 測(cè)偏2 時(shí), 停在偏1 和偏2 之間任意位置即可。測(cè)試完畢后在井口附近可再測(cè)一點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證該井管柱是否漏失, 水量是否準(zhǔn)確。例如在測(cè)北2- 5- P56 井分層水量時(shí), 全井配注240m3/ d, 其中偏1 配注60m3/ d, 偏2 配注180m3/ d, 而實(shí)際測(cè)量結(jié)果是偏1 實(shí)注100m3/ d, 偏2 實(shí)注140m3/ d, 屬于偏1 超注, 偏2 欠注。于是用打撈矛打撈出偏1 的蹩壓套, 增加其長(zhǎng)度投入后重新測(cè)試合格。2003 年至目前我礦所有聚合物分層井進(jìn)行測(cè)試, 取得良好效果。從測(cè)試結(jié)果來(lái)看, 該流量計(jì)測(cè)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(cè)試水量通過調(diào)整蹩壓套, 也都測(cè)試合格, 確保了聚合物后期分層注水效果。同時(shí), 在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試過程中, 測(cè)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(cè)試情況統(tǒng)計(jì)序.. 號(hào)井.. 號(hào)全.. .. 井偏.. .. 1 偏.. .. 2 配.. 注( m3/ d) 實(shí).. 注( m3/ d) 測(cè).. 試( m3/ d) 實(shí)際誤差(% ) 配.. 注(m3/ d) 測(cè).. 試( m3/ d) 差.. 值( %) 配.. 注( m3/ d) 測(cè).. 試(m3/ d) 差.. 值( %) 備.. 注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- P48 230 230 230 0. 00 80 78 - 2. 50 150 152 1. 33 各小層合格4 北2- J4- P42 210 213 210 - 1. 41 140 138 - 1. 43 70 72 2. 86 各小層合格5 北3- J3- P39 100 110 110 0. 00 50 45 - 10. 00 50 65 30. 00 各小層合格6 北2- 5- P52 225 215 215 0. 00 75 85 13. 33 150 130 - 13. 33 各小層合格7 北3- 2- 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

   通過一年來(lái)的測(cè)試, 我們認(rèn)為非集流智能電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理, 探頭無(wú)機(jī)械可活動(dòng)部件, 無(wú)須座封集流, 在測(cè)試過程中不砂卡; 具有操作簡(jiǎn)便、可靠性好, 測(cè)量精度高的特點(diǎn)，適合聚合物分層管柱的測(cè)試中使用。但是在現(xiàn)場(chǎng)使用在現(xiàn)場(chǎng)使用過程中, 還存在一些不足之處需要改進(jìn)流量計(jì)本身重量太輕, 下井困難, 需要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn), 把鉛加重桿換成鎢鋼加重桿，電磁流量計(jì)只能保存zui后一次測(cè)試數(shù)據(jù), 并且重新加電5分鐘后, 測(cè)試數(shù)據(jù)將被沖掉, 因此需要改進(jìn)。