阻抗式產(chǎn)出剖面測(cè)井儀動(dòng)態(tài)測(cè)全水機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)用.docx

1、方法研究阻抗式產(chǎn)出剖面測(cè)井儀動(dòng)態(tài)測(cè)1:1全水機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)用房乾鄭旭倪莉李凱峰徐艷梅（大慶油田有限責(zé)任公司測(cè)試技術(shù)服務(wù)分公司黑龍江大慶）摘要：文章分析了阻抗式產(chǎn)出剖面測(cè)井儀在測(cè)量全水值時(shí)存在的問題，提出了一種新的流體在流動(dòng)狀態(tài)下測(cè)量全水的方法,闡述了該測(cè)量方法的原理和動(dòng)態(tài)測(cè)全水機(jī)構(gòu)的組成，通過宣內(nèi)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，證明該方法刪量全水值一致性好，測(cè)量值達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間短，提高了含水率的測(cè)量粘度，使阻抗式含水率計(jì)的應(yīng)用進(jìn)一步得到優(yōu)化。關(guān)鍵詞：阻抗；動(dòng)態(tài)；全水；應(yīng)用中圖法分類號(hào):TM930.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1004-9134（2014）05-0063-040引言阻抗式產(chǎn)出剖面測(cè)井儀在大慶油田

2、已經(jīng)累計(jì)測(cè)井近2萬口，應(yīng)用該方法占產(chǎn)出井測(cè)井總數(shù)的86%以上,成為油田高含水測(cè)井的主導(dǎo)技術(shù)。阻抗式產(chǎn)出剖面測(cè)井儀含水率測(cè)量由全水值和混相值兩個(gè)關(guān)鍵的因素決定，目前靜態(tài)法測(cè)信混相值是在流體集流的狀況下通過多點(diǎn)累計(jì)測(cè)星，即使井內(nèi)脫氣，通過分流氣相獲取理想的混相值相，測(cè)量成功率較高,但是全水值需要在油水分離完全后測(cè)量，在不同流量和含水時(shí)，測(cè)量結(jié)果會(huì)出現(xiàn)較大的偏差，通過對(duì)測(cè)俄原理和儀器結(jié)構(gòu)分析認(rèn)為阻抗式儀器全水值測(cè)量:效果不理想主要存在以下問題：1）取樣筒內(nèi)油水利用比重不同自然分離，受流道內(nèi)部機(jī)構(gòu)和原油沾污影響，油水分離不徹底;2）測(cè)量全水過程中，部分油水混合物進(jìn)入取樣筒內(nèi);3）進(jìn)液口上方聚集的原油在

3、油水分離前被收合的集流傘壓人取樣筒。為了實(shí)現(xiàn)在液體流動(dòng)狀態(tài)下測(cè)量全水值，以克服靜態(tài)法測(cè)量全水的缺點(diǎn)，本文提出了一種動(dòng)態(tài)測(cè)量全水的方法。1儀器總體結(jié)構(gòu)基于動(dòng)態(tài)法測(cè)址全水而設(shè)計(jì)的阻抗式產(chǎn)出剖面測(cè)井儀結(jié)構(gòu)如圖1所示，儀器從上到下依次為電路、出液口、阻抗傳感器、渦輪流量計(jì)、排油口、上進(jìn)液口、集流傘、下進(jìn)液口、絲杠和電機(jī)。圖1中的5、6、7、8、9、10及其內(nèi)部的推動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成動(dòng)態(tài)測(cè)全水總成。、3撲51-電路;2-出液口：3阻抗傳感雄4-渦輪流量計(jì);5-排油口6上進(jìn)液口；7-集流傘;時(shí)下進(jìn)液口；d絲杠；0電機(jī)圖1阻抗式產(chǎn)出剖面測(cè)井儀結(jié)構(gòu)2動(dòng)態(tài)測(cè)量全水原理動(dòng)態(tài)測(cè)地全水的思路是在液體流動(dòng)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)油水的自動(dòng)分

4、離，從而完成全水值的測(cè)量。在測(cè)量混相值時(shí)，使油水從流道內(nèi)通過，到達(dá)阻抗傳感器；當(dāng)測(cè)量全水值時(shí),保證流入阻抗傳感器的液體只有單相的水流。該方案需要解決取樣筒密閉、集流傘的開關(guān)與動(dòng)態(tài)測(cè)量機(jī)構(gòu)行程配合的問題。動(dòng)態(tài)測(cè)量全水機(jī)構(gòu)如圖2所示，其中集流傘由上傘（右側(cè)）和下傘（左側(cè)）兩部分組成，上傘負(fù)責(zé)混相流體的集流，下余阻止集流傘下方的油泡進(jìn)入下進(jìn)液口，保證其周圍形成死水區(qū)。油水1-中心桿;2-自鎖機(jī)構(gòu);3-下傘支座;4下進(jìn)液口；5-集流傘6中心流道;7-上進(jìn)液口：8-上個(gè)支座;9出油孔：13滑套圖2動(dòng)態(tài)測(cè)全水機(jī)構(gòu)第一作者簡(jiǎn)介:房乾，男，1976年生，高級(jí)工程帥,2000年畢業(yè)于哈爾濱理工大學(xué)機(jī)械電子專業(yè)，

5、現(xiàn)在大慶油田測(cè)試技術(shù)服務(wù)分公司工作.主要從事測(cè)井儀器的研發(fā)工作。郵編：163311序號(hào)配比含水/%流量/(mJ/d)測(cè)量混相值計(jì)數(shù)/Hz測(cè)量全水值計(jì)數(shù)/Hz含水指數(shù)第一次第二次第三次平均值第一次第二次第三次平均值I1859.81861.11860.51860.51.000290.040.52156.22160.32164.32160.31880.01881.51883.71881.70.871380.040.02543.42544.32537.92541.91882.21884.91883.01883.40.741470.140.13060.73051.33057.33056.41879.91

6、879.01878.51879.10.615560.040.03902.13991.13983.73958.61843.81845.41844.81844.00.465650.040.05482.75496.35527.65501.01841.11841.91841.61841.00.33440m3/d動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表220m3/d動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量混相值時(shí)，集流傘打開，油和水同時(shí)從上下兩個(gè)進(jìn)液口進(jìn)入儀器，此時(shí)可以進(jìn)行流量和混相值的測(cè)雖;測(cè)量全水值時(shí)，自鎖機(jī)構(gòu)卡住下傘支座，集流傘集流狀態(tài)不變，絲杠帶動(dòng)中心桿將滑套向左拉動(dòng)，關(guān)閉上進(jìn)液口，重質(zhì)相的水從下進(jìn)液口壓入流道。當(dāng)電機(jī)繼續(xù)收合，自鎖機(jī)構(gòu)彈開，下

7、傘支座快速彈回，上、下進(jìn)液口快速關(guān)閉，電機(jī)帶動(dòng)集流傘收合，完成流體的全水值取樣。表I3動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)效果分析動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)是在油水兩相流模擬井裝置中進(jìn)行的，流最測(cè)扯點(diǎn)選擇3m3/d、5m/dJOn?/d、20m3/d.4Om3/d和60mVd,對(duì)于每個(gè)流匿點(diǎn)含水率刻度點(diǎn)依次選擇50%、60%、70%、80%、90%和100%,混相值和全水值分別測(cè)量三次，取其平均值計(jì)算含水指數(shù)，表1至表3分別為40n?/d、20m3/d和5m/d時(shí)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。測(cè)鉞混相值計(jì)數(shù)/Hz測(cè)量全水值計(jì)數(shù)/Hz序號(hào)配比含水/保流/(m/d)-蓄.次第二次第三次平均值第一次第二次第三次平均值289.920.02175.92154.42

8、163.1380.119.92590.72582.02594.4469.919.93035.73051.13035.1560.120.03779.53775.93756.4650.020.04292.94289.54293.91878.01870.11875.61874.61.0002164.51875.71876.51876.31876.10.8672589.11869.81870.01869.41869.80.7223040.61857.61857.71857.11857.50.6113770.61858.71856.71852.61856.00.4924292.11845.01844.0

9、1844.11844.30.430表35m3/d動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)瓦混相值計(jì)數(shù)/Hz測(cè)量全水值計(jì)數(shù)/Hz第一次第三次第三次平均值第一次第二次第三次平均值11972.51984.51957.21971.4290.05.02299.72236.82206.82247.81952.71952.51951.91952.4379.95.02738.42669.02559.92655.81948.61948.51949.01948.7470.05.03106.13199.63095.93133.81947.41947.51947.51947.6560.05.03652.63606.33606.03621.71

10、953.31951.81952.81952.6650.25.03994.34087.03995.04025.41863.91863.61863.91863.8序號(hào)配比含水/%流fi/(m3/d)含水指數(shù)1.0000.8690.7340.6220.5390.463表4各流不同含水時(shí)全水值測(cè)數(shù)據(jù)40/(m3/d)20/(m3/d)10/(mJ/d)5/(m3/d)3/(m3/d)100%1860.451876.141999.161971.401871.9190%1881.681876.141989.311952.381871.9180%1883.381869.751987.621948.66186

11、8.3870%1879.131857.471992.651947.581867.7160%1858.091856.001997.351952.641872.0750%1874.231844.332001.281956.421874.38上述測(cè)量的全水值,在同一流量和同一含水配比下，三次測(cè)量結(jié)果一致性好、偏差很小。儀器在6個(gè)流量點(diǎn)和不同含水時(shí)測(cè)量的全水平均值如表4所示,從表中數(shù)據(jù)可以看出不同流量點(diǎn)下不同含水配比時(shí)，儀器所測(cè)得的全水值差距亦不大。由式(1)計(jì)算各流量點(diǎn)下全水值的最大相對(duì)誤差,各流量點(diǎn)下測(cè)量結(jié)果如表5所示,最大相對(duì)誤差3.6%,最小為0.36%,誤差分布如圖3所示。最大相對(duì)誤差。=最

12、大隼操小值取值時(shí)間短。M*/(ms/d)6040201053最大相對(duì)誤差/%3.61.351.710.681.220.36表5各流量不同含水時(shí)全水值最大相對(duì)誤差10%8642依強(qiáng)&姿X用204060流tt(m7l)全水值赧大誤差分布圖圖5S210-S210層混相測(cè)量曲線圖3全水值最大相對(duì)誤差分布阻抗式產(chǎn)出剖而測(cè)井儀含水刻度圖版1.00.0010203040506070圖4含水刻度圖版通過各測(cè)得的混相值和全水值計(jì)算阻抗儀器含水指數(shù)，如表6所示，繪制含水刻度圖版如圖4所示。表6模擬井含水刻度數(shù)據(jù)圖6S210S210層全水測(cè)量曲線(m/d)1009080706050601.000.8700.7530

13、.6250.4450.306401.000.8710.7410.6150.4650.306201.000.8670.7220.6110.4920.334101.000.8530.7230.6040.5110.37051.000.8690.7340.6220.5390.46331.000.9190.7720.6760.5920.508流址/含圖7G211G211層混相測(cè)量曲線4現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用2013年6月24日在采油三廠ZD251-SE57井采用動(dòng)態(tài)測(cè)全水機(jī)構(gòu)的阻抗式產(chǎn)出剖面測(cè)井儀進(jìn)行了含水率測(cè)址，圖5至圖8分別是該井S210S210和G211G2I1兩個(gè)層位測(cè)片的混相測(cè)量曲線和全水測(cè)址曲線，從圖中可

14、以看出采用動(dòng)態(tài)測(cè)全水機(jī)構(gòu)測(cè)量全水值波動(dòng)小,圖8G2U-G211層全水測(cè)量曲線2013年6月5日完成Bl-4-E37井的測(cè)試，該井井口量油44.31m3/d，化驗(yàn)含水81.7%,實(shí)際測(cè)量產(chǎn)量50.2n?/d,合層含水81.6%。測(cè)井成果表如表7所示,測(cè)井成果圖如圖9所示。衰7B1-4-E37井測(cè)井成果表序號(hào)深度/m產(chǎn)液層合層產(chǎn)液量/(m3/d)分履產(chǎn)液量/(m/d)合層含水/%分層含水/%1998.3S210-1150.26.581.684.321005.4S21243.73.281.278.431007S2,13,1240.52.181.467.141009.9S21338.43.582.28

15、0.051012.3S2*14-S21434.91.682.488.861015.2S2*15+16X133.32.682.176.271017.1S2】5+16230.74.482.688.68)020S3-S3!-326.311.481.681.691029.7S332S34,3314.95.481.68L5101034.5S35+69.59.581.781.72013年6月15日完成G129-F412#的測(cè)試，該井29.3mJ/d,合層含水92.6%o測(cè)井成果表如表8所示,井口量油26.1m3/d，化驗(yàn)含水97%,實(shí)際測(cè)量產(chǎn)量測(cè)井成果圖如圖10所示。*8G129-F412井測(cè)井成果表序號(hào)

16、深度/m產(chǎn)液層合層產(chǎn)液址/(n?/d)分層產(chǎn)液址合成含水/%分層含水/%1100L1G21-G2329.33.092.694.321008.5G25G2626.31.192.490.031012G27-9-G21525.213.392.594.441031.4G217-G21811.91.790.488.851037.1G219-G22I10.24.490.790.561048.2G223-G2*24,245.85.890.990.9圖9Bl-4-E37解釋成果圖以上兩口井測(cè)井結(jié)果與井口落實(shí)產(chǎn)最和含水一致性較好，說明采用動(dòng)態(tài)取全水裝置在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)井的過程中測(cè)得的全水值真實(shí)、準(zhǔn)確。5結(jié)論基于動(dòng)態(tài)法測(cè)址而設(shè)計(jì)的阻抗儀器全水值的取樣是在液體流動(dòng)狀態(tài)下完成的，解決了靜態(tài)法含水測(cè)最過程中油水分離不徹底及原油沾污的問題。通過模擬井動(dòng)態(tài)