坐封式超聲波流量計(jì)設(shè)計(jì)及現(xiàn)場應(yīng)用

王東紅

(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)

0 引 言

隨著油田開發(fā)的進(jìn)行，油田對(duì)儲(chǔ)層動(dòng)用狀況提出了更高的要求，搞好層內(nèi)細(xì)分精細(xì)注水是提高儲(chǔ)層動(dòng)用最經(jīng)濟(jì)和便捷的手段。大慶油田采用污水回注方法維持地層壓力，但由于污水處理的不徹底，注水井管柱長期腐蝕結(jié)垢，在井內(nèi)存在不同程度的死油、結(jié)蠟，管柱縮徑現(xiàn)象普遍存在。因此，我們對(duì)井下流量測試儀器提出了更高的要求。目前，大慶油田注水井分層流量測試儀器主要為非集流式超聲波流量計(jì)，依據(jù)差分?jǐn)?shù)字檢測技術(shù)計(jì)算出流速，進(jìn)而根據(jù)管柱的橫截面積計(jì)算出流量。但受井下管柱復(fù)雜性影響，注水井分層流量測試結(jié)果常常不能反映注水井實(shí)際情況，甚至出現(xiàn)流量反梯度現(xiàn)象，低流量測試結(jié)果失真。本文依據(jù)驗(yàn)封儀測試密封段工作原理，做了坐封式超聲波流量計(jì)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行了兩種儀器的室內(nèi)模擬井實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場對(duì)比試驗(yàn)進(jìn)行介紹。

1 坐封式超聲波流量計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)主要目的把非集流式超聲波流量計(jì)改進(jìn)成集流定位式流量計(jì)，定名為坐封式超聲波流量計(jì)。坐封式超聲波流量計(jì)主要包括四部分:流量計(jì)工作電路筒、密封段、定位爪和凸輪，其結(jié)構(gòu)如圖1 所示。設(shè)計(jì)時(shí)不改變儀器工作原理，只改進(jìn)儀器結(jié)構(gòu)。安裝密封段起集流作用，密封段內(nèi)儀器外竅周圍鉆孔，由于憋壓作用使密封段脹封，通過安裝凸輪、定位爪使儀器定位測試。密封段皮碗外徑(儀器最大外徑)46.5 mm，儀器全長(不包括電池)1. 12 m，皮碗至凸輪距離為0.278 m和0.331 m。

圖1 坐封式超聲波流量計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖

2 坐封式超聲波流量計(jì)測量原理

當(dāng)儀器進(jìn)入偏心配水管柱中，下入到球座后，應(yīng)用球座進(jìn)行深度校正。然后上提儀器劃開凸輪，從而打開定位爪，再下放儀器定位爪定位后此時(shí)兩對(duì)密封皮碗正好定位于配水器最細(xì)處密封管道，從而形成集流，使油管內(nèi)的全部水流進(jìn)入超聲波流量計(jì)的進(jìn)液孔［1］。由于油管內(nèi)的全部液體都通過流量計(jì)導(dǎo)流腔，導(dǎo)流腔內(nèi)徑規(guī)則均勻，從而消除了結(jié)蠟、死油造成的油管內(nèi)嚴(yán)重縮徑對(duì)測試結(jié)果的影響，同時(shí)因水流全部從儀器內(nèi)部流過，流道變小，水流速度變大，提高了儀器響應(yīng)。

3 坐封式超聲波流量計(jì)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)［2］

表1 坐封式超聲流量計(jì)與非集流式超聲波流量計(jì)標(biāo)定數(shù)據(jù)表

表2 坐封式超聲流量計(jì)與非集流式超聲波流量計(jì)檢定數(shù)據(jù)表

4 現(xiàn)場測試效果分析

應(yīng)用上述兩種儀器我們開展了6 井次的現(xiàn)場對(duì)比試驗(yàn)。兩種儀器測試的復(fù)合率為66.67%。葡115－58 井為其中一口測試井，配注68 m3/d，油管壓力為9.4 MPa。坐封式流量計(jì)測試結(jié)果自上往下偏I(xiàn) 合層流量為69 m3/d、偏Ⅱ?yàn)?9 m3/d、偏Ⅲ0 m3/d，非集流式流量計(jì)測試結(jié)果自上往下偏I(xiàn) 合層流量為48 m3/d、偏Ⅱ?yàn)?1 m3/d、偏Ⅲ0 m3/d，依據(jù)遞減法繪制見表3。

表3 葡115－58 井坐封式流量計(jì)與非集流式流量計(jì)測試結(jié)果對(duì)比

從表3 可知，坐封式流量計(jì)測試的全井注入量為69 m3/d，更接近水井的實(shí)際配注量，后來查閱井史資料發(fā)現(xiàn)，該井已經(jīng)有5 個(gè)月沒有洗井和沖干線，導(dǎo)致非集流式超聲波流量計(jì)流量測試不準(zhǔn)確。

從表4 可以看出坐封式超聲波流量計(jì)測試出偏Ⅱ、偏Ⅲ不吸水，非集流式超聲波流量計(jì)測試出只有偏Ⅱ不吸水。全井注入量坐封式超聲波流量計(jì)測試結(jié)果為21 m3/d，而非集流式超聲波流量計(jì)測試結(jié)果為18 m3/d。通過現(xiàn)場拔出偏Ⅱ、偏Ⅲ堵塞器，我們發(fā)現(xiàn)偏Ⅱ、偏Ⅲ水嘴都為死嘴子，所以偏Ⅱ、偏Ⅲ不吸水是正確的。通過核實(shí)配水間注入量為22 m3/d，這與坐封式超聲波流量計(jì)測試結(jié)果更接近。因此，我們認(rèn)定坐封式超聲波流量計(jì)的測試結(jié)果比非集流式超聲波流量計(jì)測試結(jié)果準(zhǔn)確的多。

表4 葡10－2－51 井坐封式流量計(jì)與非集流式流量計(jì)測試結(jié)果對(duì)比

5 結(jié) 論

1)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)對(duì)比表明設(shè)計(jì)的超聲波流量計(jì)響應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于非集流式超聲波流量計(jì)，其檢定數(shù)據(jù)表明其測試誤差遠(yuǎn)小于非集流式超聲波流量計(jì)，準(zhǔn)確度又遠(yuǎn)高于非集流式超聲波流量計(jì)。

2)坐封式超聲波流量計(jì)克服了非集流超聲波流量計(jì)因井下管柱結(jié)蠟、死油等造成的縮徑而產(chǎn)生的測試誤差，消除了流量計(jì)測停位置變化造成的測試誤差。

［1］王 琳.橋式偏心分層注水測試管柱平衡密封段的研制［J］.石油機(jī)械，2006，34(11)

［2］高振海. 注水井非集流流量測試技術(shù)［J］. 油氣井測試，2004，15(5)