用于低產(chǎn)液井產(chǎn)液剖面測量的無可動部件流量計(jì)
摘要:針對砂卡和井內(nèi)流體異物對渦輪流量計(jì)的影響，利用壓差傳感器敏感于應(yīng)力變化的原理，設(shè)計(jì)出壓阻式集流型流量計(jì)。該流量計(jì)上的壓差傳感器兩端感壓面的一端置于靜止的水中、一端置于流道中與流體流動方向垂直，保證壓差傳感器只敏感于流體的沖量變化，建立起傳感器阻抗輸出與流量變化的對應(yīng)關(guān)系，形成無可動部件流量計(jì)。將壓阻式流量計(jì)與含水率計(jì)相結(jié)合形成的產(chǎn)液剖面測井儀在模擬實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行了兩相流實(shí)驗(yàn)，表明儀器有很好的重復(fù)性，具有較低的流量測量下限，并將該測井儀進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)，結(jié)果表明儀器在極低的產(chǎn)液量下有響應(yīng)。
0、引言：
隨著大慶油田外圍低產(chǎn)液井和老區(qū)二、三類油藏開發(fā)速度的不斷加快，一些全井產(chǎn)液低于5m3 /d 超低產(chǎn)液井相繼大量投入開發(fā)，這些油井由于產(chǎn)能比較低，需要進(jìn)行壓裂等措施來增加滲透率提高產(chǎn)量，因此這些低產(chǎn)液井往往伴有出砂等問題的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的渦輪流量計(jì)易受出砂影響而降低可靠性，因此需要無可動部件的流量計(jì)對其進(jìn)行補(bǔ)充或替代。以往已經(jīng)開發(fā)出來的過環(huán)空［1］由于采用1根纜芯供電、2根纜芯電導(dǎo)式相關(guān)流量計(jì)分別傳兩路模擬信號，限制了儀器與其參數(shù)的配接，使儀器使用受到限制，所開發(fā)的壓阻式流量計(jì)和其它針對在［2、3］，兩相流或在多相流流量測量的流量計(jì)一樣也在探索研究中，都是針對渦輪流量計(jì)存在的局限性開展研究的。
1、壓阻式流量計(jì)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及工作原理：
壓阻式流量計(jì)的機(jī)械結(jié)構(gòu)由出液口、測量通道、壓組傳感器、壓力平衡腔、傳感器引線、接線密封塞等六部分組成，其壓組式連續(xù)流量計(jì)的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖如圖1［4］所示。
圖1 壓阻式流量計(jì)的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖
其工作原理:井下被測流體經(jīng)過出液口1 進(jìn)入測量通道2，作用在壓阻傳感器3 的正端(正端隨著作用力的增大傳感器的輸出電壓也增大，負(fù)端隨著作用力的增大傳感器的輸出電壓而減少)，通過擴(kuò)散電阻構(gòu)成的惠斯頓電橋電路，將井下被測流體沖力變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺俳?jīng)過傳感器引線5 和接線密封塞6 接入測量電路。通過檢測傳感器受力的大小來確定流量的大小。壓力平衡腔4主要用于平衡傳感器內(nèi)腔和負(fù)端面與測量環(huán)境靜壓力。
2、實(shí)驗(yàn)及分析：
圖2壓阻式集流型低產(chǎn)液井產(chǎn)出剖面測井儀結(jié)構(gòu)示意圖圖3壓阻式集流型低產(chǎn)液井產(chǎn)出剖面測井儀含水率計(jì)定點(diǎn)兩相流實(shí)驗(yàn)圖板
3、壓阻式流量計(jì)現(xiàn)場應(yīng)用及分析：
3．1、在機(jī)采井中的應(yīng)用：
表1給出的壓阻式流量計(jì)配接含水率計(jì)在大慶油田某機(jī)采井的測試解釋結(jié)果。該井井口量油4m3/d，化驗(yàn)含水32%。測量井段(層位)9個(gè)。根據(jù)表1可知:該井的主產(chǎn)層在1142．7m～1144m處，產(chǎn)液量為2．083m3/d占全井產(chǎn)液量的52．08%。如圖4和如圖5所示給出的是該層上和層下的流量曲線。
表1在大慶油田某機(jī)采井中的成果表
圖41140．2m處流量測量曲線
圖51144．2m處流量測量曲線
雖然該井井口量油為4m3/d，但是主產(chǎn)層以下各層均沒有超過1m3/d。表明該儀器能夠準(zhǔn)確的分辨出各產(chǎn)層的流量大小，說明該儀器的流量測量分辨率較高。
3．2、壓阻式集流型流量計(jì)在提撈井產(chǎn)出剖面測井中的應(yīng)用：
為了檢驗(yàn)壓阻式流量計(jì)在超低產(chǎn)液提撈井中的測量效果，在總產(chǎn)液0．8m3/d的提撈井中進(jìn)行了測量。其點(diǎn)測試驗(yàn)數(shù)據(jù)和解釋結(jié)果見表2。
以上數(shù)據(jù)為提撈后4h測試，層下死水區(qū)測得流量基線值為2560Hz，全水值為900Hz，經(jīng)解釋FII1層及FII21層分別產(chǎn)液0．7m3/d和0．1m3/d。表明該儀器對極低的流量有分辨率，同樣適用于提撈井的產(chǎn)出剖面測量。
表2提撈井產(chǎn)出剖面點(diǎn)測成果表
4、結(jié)論：
2)壓阻式集流型低產(chǎn)液井產(chǎn)出剖面測井儀流量計(jì)不僅僅可以完成機(jī)采井產(chǎn)出剖面的流量測量任務(wù)，而且也可以滿足提撈井的需求。
3)壓阻式集流型低產(chǎn)液井產(chǎn)出剖面測井儀流量和含水傳感器都沒有可動部件，所以具有很好的防砂效果。