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井下存储式金属管浮子流量计在程度井产液剖面测试中的利用

宣布日期:2016-11-11  来历:  作者:  阅读次数:
【导读】:长庆油田低液量程度井的产液剖面测试已成为一个首要坚苦。为此,本文展开了将金属管浮子流量计利用于程度井产液剖面测试的摸索研讨,实现了无需电缆保送仪器、进步测试精确率、下降功课本钱的目标。
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        择要:程度井产液剖面测试利用的涡轮番量计受启动流量影响,不顺应于低液量程度井测试。研制了合用于小流量测试的井下存储式金属管浮子流量计,并与温度、压力、含水测试传感器构成井下存储式程度井产液剖面测试仪,该仪器随油管下入程度井段,无需电缆和匍匐器,可在油井一般出产的环境下持续任务一个月,进步了低液量程度井产液剖面测试的精确率和胜利率。室内尝试和现场先导性尝试标明,井下金属管浮子流量计利用于程度井产液剖面测试可行,为低渗入油田程度井产液剖面的流量测试供给了新路子。

0 引 言
        程度井产液剖面测试手艺是从油套环空经由进程电缆或持续油管将产液剖面测试仪器保送至射孔段,在抽油机不停抽环境下接纳涡轮番量计、持水率仪及时监测流量、含水,该手艺的长处是能在抽油机不停抽的环境下获得井下分段的流量、含水率等数据[1常荨5牵9娌浩拭娌馐栽谒骄忻媪偎蕉味嘞嗔魈宸植恪⒌缋挛薹ㄏ氯氲任侍猓饕捎肕APS阵列式测井仪和匍匐器等处置计划[4叮荨H欢浩拭媸褂玫奈新至髁考圃冢蛋园遡n倡套管井中流量小于50m3/d时,涡轮启动坚苦[7],不合用于低液量程度井产液剖面测试;匍匐器受井筒环境影响,测试胜利率不高且测试功课用度高贵。长庆油田程度井日产液小于20m3的井占总井数的87%,均匀单段日产液小于2m3,低液量程度井的产液剖面测试已成为一个首要坚苦。为此,本文展开了将金属管浮子流量计利用于程度井产液剖面测试的摸索研讨,实现了无需电缆保送仪器、进步测试精确率、下降功课本钱的目标。

1 金属管浮子流量计
1.1 布局和道理
        金属管浮子流量计由一个锥形管和一个置于锥形管中能够或许高低自在挪动的浮子构成(见图1)。流量计本体两头用法兰毗连或罗纹毗连的体例垂直装置在丈量管路上,使流体自下而下贱过流量计,鞭策浮子。因为节省感化,使高低游产生压差Δp,因为该压差的存在,使得浮子遭到劈面的压差阻力,在该阻力的感化下,浮子在锥管中回升,畅通面积A增大,环隙中流体的均匀速率减小,直到该阻力与浮子的自重和浮力相均衡时,浮子逗留在某一高度。流量Qv越大,浮子逗留的高度h越高。在稳定环境下,浮子悬浮的高度h与经由进程流量计的体积Qv之间有必然的比例干系为
        QQ截图20171111152842.jpg
        式中,α是金属管浮子流量计的流量系数;Df是浮子的很是大直径;Af是浮子劈面流面子积;Vf是浮子的体积;ρf是浮子资料密度;φ是锥管的锥角;ρ是流体介质密度;h是浮子高度。

        对必然的流量计和流体,式(1)中的Df、Af、Vf、ρf、φ、ρ等均为常数,是以,只需坚持α为常数,则流量Qv与浮子高度h之间就存在类似线性干系。

        是以,能够或许将这类对应干系间接刻度在流量计的锥管上,按照浮子的高度间接读出流量值,或经由进程电存储体例将流量旌旗灯号(即浮子的地位旌旗灯号)记实。

浮子流量计及其受力表示图

1.2 金属管浮子流量计的特色
        因为金属管浮子流量计在丈量进程中一直坚持节省件前后的压差稳定,经由进程转变畅通面积实现流量的丈量。①几近不会碰到砂卡的景象,与涡轮番量计比拟受井筒环境的影响小;②可领受细小流量旌旗灯号,实现低液量井流量测试;③浮子的高度取决于液体的流量,气体对丈量成果影响很小[8]。

2 井下存储式程度井产液剖面测试仪
        鉴戒惯例金属管浮子流量计,同时斟酌到程度井中仪器没法经由进程电缆在程度段下放,利用匍匐器价钱高贵且受井筒环境影响毛病率高档身分,设想了合用于低液量程度井产液剖面测试的井下金属管浮子流量计,同时与温度、压力、含水测试传感器和电路体系构成井下存储式程度井产液剖面测试仪,该仪器和油管毗连后一路下入到射孔段,能够或许持续监测多段压裂程度井产液信息。

2.1 程度井井下金属管浮子流量计设想
        程度井井下金属管浮子流量计由浮子、推杆、滑套、线圈、弹簧、流量护管、单流阀等构成(见图2)。

程度井井下浮子流量计布局表示图

        任务道理:给浮子感到线圈上供给恒定的电流鼓励,当井下贱体经由进程过畅通道,鞭策浮子挪动,衔铁产生位移,引发感到线圈中磁阻变更,产生感到电动势,感到电动势经滤波缩小,输入单片机内停止处置后测得流量。流量丈量线圈接纳差分布局,温漂小,在流量线圈外加屏障层,削减内部对流量丈量的搅扰;自感传感器能够或许丈量0畅01μm~50mm的机器位移,具备丈量精度高、活络度高、线性好、布局简图3 存储式程度井产液剖面测试仪单、机能靠得住等长处。

2.2 含水率、温度和压力丈量设想
        含水率测试仪接纳电容式含水率传感器和阻抗式含水率传感器组合设想,别离测试流体的电容值和电导率,能够或许顺应低含水和高含水传感器组合,能够或许加倍精准丈量含水率。

        温度丈量道理:给PT1000供给恒流鼓励,当井温变更时,PT1000的阻值也会产生变更,丈量电路输入与温度成反比的差动电压旌旗灯号,颠末单片机AD收罗,获得温度旌旗灯号。

        压力丈量道理:压力传感器接纳恒压供电电路,输入与压力成反比的压力差动电压旌旗灯号,颠末单片机AD收罗,获得压力旌旗灯号。

2.3 仪器功耗设想
        仪器选用容量为9Ah的低温电池,采样距离有多品种型可供挑选,很是小可设置为3s。仪器任务30d很是大功耗设想以下。
        (1)当仪器采样距离设置为3s时。每距离3s须要收罗1次数据,收罗0畅8s,此时总电流不跨越25mA。1个月的耗电量4畅8Ah。
        (2)当仪器不任务时,进入休眠状况。总电流不跨越100μA。1个月耗电量0畅072Ah。
        (3)仪器每收罗87组数据(87×3s=261s)停止一次数据存储。存储时候为0畅6s,总电流不跨越50mA。1个月耗电量0畅082Ah。
        (4)仪器1个月很是大耗电量4畅954Ah。仪器可在井下持续任务1个半月以上。

2.4 程度井产液剖面测试仪布局及道理
        井下存储式程度井产液剖面测试仪由金属管浮子流量计、含水探头、温度探头、压力传感器、丈量电路、供电电池构成(见图3)。当一般产液时,坐封单向阀停止,流体经由进程进液口,鞭策浮子挪动,从而测得流量。流体由过畅通道流经温度探头、压力探头与含水探头时,可测得流体含水率、压力与温度,很是后经由进程出液口流出。坐封时,浮子掩护单向阀停止,流体从断绝管与外护管环空过畅通道流过,翻开坐封单向阀,实现坐封。

3 室内尝试
3.1 含水率对流量测试的影响
        (1)介质:柴油和水两相。
        (2)体例:在垂直状况下停止流量标定,流量从0、1、2、⋯、10m3/d,别离挑选含水率为100%、80%、40%停止流量测试尝试。
        (3)对流量刻度停止曲线拟合。

        尝试成果标明,金属管浮子流量计启动流量为0畅5m3/d,可对低液量井停止测试;差别含水率的流量测试曲线根基重合,申明浮子地位的变更只与经由进程浮子流体的流量相干,流体含水率对金属管浮子流量计测试成果的影响可疏忽。

3.2 仪器倾角对流量测试的影响
        (1)介质:柴油和水两相。
        (2)体例:将仪器别离处于程度状况0°和负角度-30°(即进液口高于出液口)状况下,流量从0、1、2、⋯、10m3/d,别离挑选含水率为100%、80%、40%停止流量测试尝试。
        (3)对流量刻度停止曲线拟合。

        尝试成果标明,当井筒处于程度状况乃至负角度状况下,虽然流体的型态为层流或逆向流,但对金属管浮子流量计和含水率的测试成果影响较小,很是大偏差仅4%。阐发以为这是因为浮子地位变更只与进入锥形管空间流体流量有关,根基降服了油、水的分层活动使涡轮番量计呼应变得庞杂的题目。当流体颠末电容+阻抗式持水率仪时,因为在圆周上设置装备摆设多个持水率传感器,能够或许很好地处置惯例仪器只能中间采样不能探测到的全截面流体的题目,能够或许清晰地分辩出油和水。

存储式程度井产液剖面测试仪

4 现场利用
        2016年2月在长庆油田CP井初次展开程度井存储式金属管浮子流量计井下先导性尝试,该井射孔9段,测试前日产液16畅07m3,含水100%。为了考证流量、含水测试精确性,对该井射孔段1停止双封单卡工艺测试,同时空中零丁丈量该段产液量并化验含水,测试管柱见图4。该井仪器设置采样距离为10min,35d后起出,测试成果显现射孔段1单层流量为3畅77m3/d,含水98畅6%(见图5);同时,空中零丁丈量射孔段1的日产液为3畅58m3,含水100%。测试流量和含水与现实单量和化验成果靠近,申明存储式产液剖面测试仪初次在程度井井下尝试获得胜利,证实了井下金属管浮子流量计利用于低液量程度井产液剖面测试可行。

程度井存储式浮子流量计井下尝试管柱图

井下浮子流量计测试成果回放图

5 结 论
        (1)井下存储式金属管浮子流量计启动流量小于0.5m3/d,且不受井筒出砂影响,填补了涡轮番量计不顺应低液量程度井的缺乏,进步了低液量程度井测试成果的精确性。
        (2)室内静态尝试标明,不管是垂直、程度及倾斜环境下,金属管浮子流量计呼应特征均不敏感于含水率,具有很是好的不依靠于流型的特征。
        (3)测试仪器随油管下入目标层,无需电缆和匍匐器,一趟管柱便可实现程度井产液剖面测试,大幅度下降了产液剖面测试本钱。
        (4)测试成果包罗流量、含水、压力和温度等储层流体物性参数,可停止各射孔段产能评估、判定井筒出水地位,为低液量程度井控水稳油办法供给根据。

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