0 引言

      1994年河南油田開始應(yīng)用聚合物驅(qū)三次采油技術(shù)，并取得了較好的效果。準(zhǔn)確地掌握注聚井井下各地層吸入量非常重要。渦輪流量計(jì)測(cè)井時(shí)，因注入聚合物流體粘度較高，導(dǎo)致測(cè)量誤差大，甚至渦輪無法轉(zhuǎn)動(dòng)而測(cè)不出流量，同位素示蹤法由于易受沾污、地層大孔道等因素影響，得不出準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果。應(yīng)用井下電磁流量計(jì)，有效地解決了以上問題。

      1 測(cè)量原理

      電磁流量計(jì)是基于法拉第電磁感應(yīng)定律的流量測(cè)量?jī)x表，測(cè)量原理如圖1。當(dāng)具有一定電導(dǎo)率的流體在磁場(chǎng)中沿垂直方向流動(dòng)而切割磁力線時(shí)，在管道兩側(cè)的探測(cè)電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)e：

      e=BDV             （1）

      式中 e― 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，V
             B― 磁感應(yīng)強(qiáng)度，T
             D― 管道直徑，m
             V― 流體平均流速，m/s

      設(shè)流經(jīng)測(cè)量管道橫截面的流體瞬時(shí)體積流量為Q。則有

      由（1）、（2）式可得：

      由于磁感應(yīng)強(qiáng)度B和管道內(nèi)徑D為固定值，由（3）式可知，流量Q與感應(yīng)電勢(shì)e成正比，與其它因素?zé)o關(guān)，由檢測(cè)電路測(cè)量出感應(yīng)電勢(shì)e，便可得出流體的流量Q。

      2 電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)、理及技術(shù)指標(biāo)

      2.1 電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)

      井下電磁流量計(jì)自上而下依次為磁性定位器、上扶正器、檢測(cè)電路、測(cè)量電極、下扶正器，結(jié)構(gòu)示意圖如圖2。

      測(cè)量電極及檢測(cè)電路是流量計(jì)的核心部分，用于測(cè)量和處理流量信號(hào)，磁性定位器測(cè)量油套管接箍信號(hào)，用于準(zhǔn)確確定流量計(jì)在井下深度，上下扶正器使測(cè)量時(shí)流量計(jì)居于套管中央位置。

      2.2 工作原理

      流量計(jì)通過電纜頭與測(cè)井電纜相連接。用電纜將流量計(jì)下至井下，當(dāng)流量計(jì)到達(dá)預(yù)定的測(cè)試深度后，地面儀器通過電纜給流量計(jì)供電。晶振電路產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)整形后，一路送采樣電路作為采樣脈沖，另一路經(jīng)功率放大后送激磁線圈，在測(cè)量探頭周圍產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，如果儀器所在位置套管內(nèi)有液體流動(dòng)，流動(dòng)液體將切割磁力線而在測(cè)量電極上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)經(jīng)差動(dòng)放大、采樣保持、電壓頻率轉(zhuǎn)換、驅(qū)動(dòng)等電路處理后轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)，與磁定位信號(hào)復(fù)合后一起通過測(cè)井電纜傳送至地面二次儀表作進(jìn)一步接收和處理。其電路工作原理如圖3所示。

      2.3 主要技術(shù)指標(biāo)

      流量計(jì)在初次投入實(shí)際測(cè)井應(yīng)用前或使用一段時(shí)間后，均需在井筒模擬裝置內(nèi)對(duì)其進(jìn)行實(shí)液刻度，以得出刻度圖版。圖4是某支流量計(jì)q- f 關(guān)系圖版，相關(guān)系數(shù)R顯示數(shù)據(jù)擬合效果非常好，利用回歸公式將測(cè)量頻率值轉(zhuǎn)換成流量值。

      主要技術(shù)指標(biāo)

      流量測(cè)量范圍2~500m³/d ，測(cè)量誤差±1%，耐溫90℃，耐壓50MPa，外徑38mm，工作電流60mA。

      3 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)井情況

      電磁流量計(jì)自1999年開始應(yīng)用以來，已累計(jì)測(cè)井60多井次。資料合格率、工藝成功率100%，目前正在油田推廣應(yīng)用。表1為一口井電磁流量計(jì)測(cè)井解釋成果。該井井口壓力15.1 MPa，全井注入量352 m³/d，聚合物濃度1.65×10^-3。流量計(jì)測(cè)試全井流量為355.2 m³/d，分層結(jié)果顯示了各層位吸水量的差異。II53號(hào)層（1509.2~1517.8m）為主吸水層，吸水量占全井42.9%，52號(hào)層3個(gè)小層1481.8~1490.0m、1493.0~1499.4m及1502.8~1506.0m吸水量分別為17.3%、15%、21.6%，為次吸水層，而底部層位厚度薄，吸水性能不好。

表1 1口井電磁流量計(jì)測(cè)井成果

     為驗(yàn)證上表中的測(cè)量結(jié)果，在井下下入封隔器，封隔深度為1501.0m和1508.0m。然后地面保持注入壓力15.1MPa不變，單獨(dú)往52層（1502.8~1506.0m）注聚合物，地面測(cè)量流量為74.8 m³，與流量計(jì)井下測(cè)量結(jié)果76.7m³相一致，從而對(duì)電磁流量計(jì)測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)行了驗(yàn)證。

      4 結(jié)論及建議

      （1）現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況表明，電磁流量計(jì)測(cè)試結(jié)果比較準(zhǔn)確、真實(shí)；
      （2）電磁流量計(jì)是一種接觸式流量計(jì)，不能測(cè)管外流量，只適合于尾管位于油層上部（至少10m）的合注井套管內(nèi)測(cè)試；
      （3）對(duì)于聚合物分注井建議采取電磁流量與能測(cè)管外流量的脈沖氧活化兩種方法相結(jié)合使用；

      參考文獻(xiàn)：

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