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影響電磁流量計測井的因素淺析及提高準確度的建議

來源:作者:發表時間:2017-10-25 10:14:10

         【摘要】直讀式電磁流量在勝蛇油田主要應用于水井的分層流派測試和驗漏。電磁流量計受到測井環境、套管狀況、并內流性質等因家的影響,會出現示值偏差.本文就影響流量計測井的幾個因家進行了淺析,并給出了提高流盆計測里準確度的幾點建議。

 
        吸水剖面測并資料是油田測井法不可缺少的動態監測資料,特別當油田開發進人中后期。準確掌握注水井各小層的吸水情況能夠為油藏中和調整,挖潛增效提供可靠的數據。
        目前進行的分層流量測并是通過直讀式電磁流量計下人注水并中,在正常配注情況下測取水井各個層位對于注人水的分配比例.從而根據測量結果對水井進行調剖堵水.提高注入水在各個層位的波及系數,提高油層的驅油效率.從而提高采收率。
        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原理是當流過測f導管的導電流體以流速v作切創磁通密度為B的磁力線運動時.則在一對檢測電極之間檢測的感應電動勢E所產生的電壓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,量;D為測量導管內徑,m;v為平均流速.m/s, K為比例常數。
        通過測A導管的瞬時體積流IQ(m'/h)為:
        G=πD/(4.K.B).U (2)
        由于測量管內徑固定,勵磁電流恒定時,磁通密度B恒定不變,故U與Q成線性關系,因此體積流A正比于電極間的信號電壓.測出信號經過電路轉換可得出體積流量Q。
 
        2、電磁流量測井資料解釋方法
        電磁流量計被廣泛應用于油田油、水井導電液體注人倒面的測量或井體檢漏,它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。通過公式計算標差:Δf=fi-fo
        式中,Δf為標差,fi為測量頻率值,fo為零頻率;
        然后通過查表得到每方字數即可求得地面流量值:Q=Δf/k
 
        3、目前流量計算過程中存在的問題
        電磁流量計測量精度高,有較好的應用效果,但實際測量通道與標定環境有一定差異,引起測量結果誤差。
        電磁流量計原理公式看出,k、B和D任何一個參數的變化都會引起測量誤差。
        3.1、測井環境對電磁流量計響應形響
        電磁流量計測量要求流體在管道內流速為軸對稱分布,磁場均勻。而實際上井斜會造成儀器無法居中,不僅使得井筒內出現非軸對稱流速分布,而且使得電磁流量計的磁場的分布不均勻。
        從圖中可以看出,當儀器向左測傾斜1°時.儀器頂部及測量段滋場分布有很大變化,說明儀器傾斜時對流場分布形響很大.當儀器在套管中傾料時,電磁流量計權重函數會發生較大的非R分布,儀器傾斜產生的流速非對稱分布會給儀器測量精度帶來較大形響。
        3.2井內流體性質對流量計的影晌
        流量計的標定都是在清水中進行的,通過標定找到頻率值與流量的工程換算關系,而測并施工并液中含有的大皿的雜質、金屬拉子、懸浮物、原油、氣泡等,所以用清水標定的換算出的流量與實際流量存在一定的誤差。
        3.2.1、氣體的影響
        當并液含有少量氣體,氣體在液體中分布成徽小氣泡狀,當液體中所含氣休增多時,氣泡幾何尺寸逐步增大,進而向彈狀結構過渡。當氣泡的尺寸大于或等于流量計電極的尺寸并從電極處掠過時,電極被氣體蓋住,使電路瞬時斷開,出現抽出晃動,甚至不能正常工作。而且氣體氣泡參與切割磁力線。由于氣體的低電導率特性,即高電阻,基本不導電,使得感應電壓偏低,影響儀器測量結果.這點對于作業后井筒未充潤注入水尤為突出。
        3.2.2、原油的影響
        對于油井轉注的水井或者井內死油過多,原油附著在探頭,使儀器不能工作。水井在停注作業時,井筒內也不同程度的存在游離油滴,當通過測量電極油滴直徑大電極直徑時,由于油的電導率極低,導致電極瞬時停止工作,產生測量誤差。尤其對于高壓區內水井產生的回吐滋流.并內含有高枯度原油附贊在測量電極表面時,會宜接導致測井無法進行。
        3.2.3、懸浮物的影響
        注水井內流體中不同程度含有懸浮物,特別是對于長期注水并,并竺腐蝕結垢較嚴重,在各項作業工藝措施的實施下.比如磨洗、刮削、酸化等.更容易產生各種金屬物質粒子。流測計在工作時,懸浮在并液中的粒子附著在電極表面。若附著層電導率與流體電導率相近,則不會產生原理性誤差。儀器示值還能正常,若附著層為高電導率物質,則會使傳感器二電極間電阻變的很小,甚至短路,輸出顯示負偏差.甚至不能正常工作.若附著層為絕緣性物質,則電極間阻抗增加甚至開路,使誤差增大.甚至不能正常工作。
 
        3.2.4、聚合物的影響
        流量計算與磁通密度有關。不同溶液的電導率不同,通過實驗得出相同磁場強度的聚合物榕液的磁通線密度小于清水中磁通線密度,相同截面積悄況下在混合物溶液中磁場強度要比水中小,而現場測試儀器都是在清水中進行標定的,所以在井內流體性質復雜并中顯示流量會較清水中小。
        3.3、套管狀況對電磁流量計的影晌
        流量計是在標準尺寸套管內標定的,在現場實際施工中,注水井由于受注人壓力、水質腐蝕、長期卡封、各種工藝措施的實施等影響,造成套管變形或腐蝕結垢嚴重,甚至破損等現象。再按照標準尺寸標定值進行流量換算,勢必造成誤差。
        設實際流量為Q,測量流量為Ql,標定時測量通道直徑為D,截面積為S.測井時測量通道直徑為D1,截面積為S1,流速為V。當流量計測出流量頻率值后,根據標定圖版可換算為流量.此時計算采用的是標準過流通道內徑,則瞬時測量流量應為:Q1=S.V=πD2/4V
         當過流通道變化時,此時流速為:
         V=Q/S1=4Q/πD12
         因此:Q1=S.V=πD2/4V=(πD2V/4)X4Q/(πD12)=QD2/D12
         可見,測量流量與實際流量有一個系數差,這個系數與測量通道管徑變化的平方成正比.是一個指數關系.當D與D1相差不大時,Q1與Q相比誤差不大,而當D1與D相差較大時,Q1就超出了允許的誤差范圍,而在實際的電磁流量計測量和解釋時均未考慮到管徑尺寸差異引起的計量誤差.這會對電磁流量測量方式方式產生影響。
 
        4幾點提高測量準確度的建議
        4.1流量計工作原理共求下井儀器必須居中
        從外流式電磁流量計結構圖可以看出,并下儀器自上而下依次為過芯加重、上扶正器、電磁流量計和下扶正器,在井斜較大的井中,增加加重桿質量,加強扶正器的維護保養,保證儀器下井后,盡可能保持儀器的居中扶正效果。
        4.2對管徑變化的進行測量
        為消除管柱內徑的形響,提高測試精度,可以通過并徑儀來實現。利用井徑儀測量井下套管的變形情況,確定套管內徑,利用測得的井徑數據修正測f與標定通道差異引起的解釋誤差。用以修正流量示值。對于套管管壁存在電導物質.流量測試前首選套管刮陰,再進行大排量洗井.清除管壁磁性物質,降低對測試結果的影響。
 
   5、結論
        電磁流量計在檢查并下往水管往工作情況、判斷淺部套,誦失等方面.其有獨特的優勢。取準測量數據,為各項工藝措施的實施能夠提供有力的技術支持。
 
作者:電磁流量計
版權屬于:中石化勝利石油分公司勝利采油廠技術監測大隊:王柱賓 , 趙金祥 , 陸遙 , 宮亮 , 王長江
版權所有。轉載時必須以鏈接形式注明作者和原始出處及本聲明。

 

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