摘　要　井下(xia)存儲式電磁流(liú)量計 可用于油(you)田注水井井下(xià)水量的測試,用(yòng)于分注水🍓井或(huo)其它工藝井的(de)井下管柱的找(zhao)漏等,适用于50MPa,井(jǐng)溫小于90℃的注水(shui)井,解決了浮子(zi)式流量計難達(dá)到的問題。文中(zhong)分析了該流量(liang)計的工作原理(li),儀器特點和技(ji)術要求,提出了(le)在使用中💔應掌(zhǎng)握和🧑🏾‍🤝‍🧑🏼注意的有(yǒu)關事項。
　　在多套(tao)層系的不均質(zhi)油田常規開采(cǎi)中,注水井的分(fen)層注水是解決(jue)縱向上注、采不(bu)平衡性較好的(de)方法和🌐有效途(tu)徑🐅,開發🙇‍♀️出的👄分(fen)注工藝,成爲油(yóu)氣開采界共同(tóng)關心的課題。
　　河(hé)分層測試工具(jù)主要以 浮子式(shì)流量計 爲主,分(fèn)注測試精度和(he)成功率較低,影(yǐng)響到動态調配(pèi),2025年12月,引🌈進🔞井下(xià)存儲式電磁流(liu)量計,通過現場(chang)應用,取得較大(dà)成🌏功,現🆚已基本(ben)淘汰浮子式流(liu)量計。本文通過(guo)對儀器測試原(yuán)理及測💰試應用(yòng)中出現的問題(ti)進行分析,找出(chu)影響儀器正常(cháng)使用的因素和(he)合理儀器的方(fāng)法。
1　井下存儲式(shì)電磁流量計的(de)工作原理及特(tè)點
1.1　 電磁流量計(ji) 的工作原理
　　當(dang)橫切磁場流動(dòng)時,流體中帶電(dian)粒子受羅侖茲(zī)力♊的作用而㊙️形(xing)成感應電動勢(shì),其大小與流體(tǐ)流速成正比。
感(gan)應電動勢:Ue= B°D°V= B°D(Q/π(D/)22)
亦即(ji):Q=(πd/4B). Ue
式中:Q—流體的體(ti)積流量;B—磁感應(yīng)強度; V—含帶電粒(li)子流體體的流(liú)速;D—管道直徑。
　　由(you)上可知,儀器依(yi)據測量出的感(gan)應電動勢的大(dà)小,即可推算出(chū)流體的流速和(he)流量。
　　儀器制作(zuo)是通過兩個探(tàn)極将感應電動(dòng)勢傳到運算器(qi),處理🈲成串行數(shù)據在VRAM中,起出地(dì)面後回放到電(dian)✨腦中進行處理(lǐ)💛。
1.2　儀器的特點
由(you)工作原理可以(yǐ)得出:
(1)儀器的主(zhu)闆,探極和殼體(tǐ)在适用的溫度(du),壓力範圍内👨‍❤️‍👨,測(ce)量出流量的數(shu)據不受溫度、壓(yā)力、密度、粘度、礦(kuang)化度和電導率(lü)等因❌素的影響(xiang)。
(2)Ue與Q有線性關系(xi),有利于制作出(chu)精度佳的測試(shi)儀器。電磁流量(liang)計精度爲2級,而(ér)浮子式流量計(jì)的理論公💯式爲(wèi):q= Ah1.5(1+ htg(0.5β)/2 R),流量q與彈簧伸(shen)長h之間函數關(guan)系較爲複雜,儀(yí)器制作和使用(yong)精度很難提高(gao)。
(3)靈敏度高:由于(yú)儀器本身無機(jī)械類運動件,可(ke)避免因摩擦🧡力(li)産🌏生的工作死(si)區,決定了儀器(qì)啓動流速較低(di)✊,具有較高❓的靈(líng)🌍敏度💘。
(4)可靠性高(gāo):由于儀器自身(shen)無機械活動部(bu),因而有高可㊙️靠(kao)性和長壽性的(de)特點,具有較高(gāo)的測試成功率(lǜ)。
(5)由于線性好,儀(yí)器有較寬的量(liang)程。
2　井下存儲式(shì)電磁流量計的(de)技術要求
2.1　中心(xin)流速流量計技(ji)術性能
a.測量範(fàn)圍:标定滿量程(cheng):450m3/d～ 700m3/d;
b.流量精度(滿量(liang)程):± 2%(流量> 100m3/d),± 1(流量≤ 100m3/d)
c.零(líng)點漂移(溫度):≤ 1× 10- 3/10℃ ;
d.顯(xian)示分辯率:0.1m3/d;
e.連續(xu)測量時間:5h40min;
f.工作(zuò)溫度:5℃ ～ 90℃ ;
g.最大耐壓(yā):50MPa。
2.2　制定儀器的應(yīng)用卡片
　　儀器的(de)标準卡片是出(chu)廠前建立的,其(qí)标定介質是清(qīng)水⛹🏻‍♀️,現在油田注(zhù)入水多爲污水(shui),其成份與清水(shui)中帶電粒子🐅大(da)不⁉️相同,組份也(yě)不一樣,這都會(hui)影響測量精度(dù):(1)流體内溶有部(bù)分天然氣,這部(bù)分氣體在壓力(li)、溫度變化時,會(huì)引♌起流體流态(tài)的變化,對探極(jí)産生影響,使測(cè)試曲線出現🍉鋸(ju)齒狀記錄,影響(xiang)測試精度。(2)流體(ti)礦化度😄變化對(duì)流體流态變化(huà)也有影響。流态(tai)變化會🙇🏻引起儀(yí)器内外分流比(bi)例的變化,儀器(qì)測量精度也就(jiù)受到影🈲響。因此(cǐ)現場使用前要(yào)建立适合于本(ben)地💋區的用戶卡(kǎ)片。
影響流态的(de)因素假設流體(tǐ)爲牛頓流體,那(na)麽流态的變化(huà)是根據雷諾數(shu)進行判斷:Re=ρ V/μ
式中(zhōng):ρ—流體密度;V—流體(tǐ)的流速;μ—流體的(de)粘度。
　　若Re≤ 2 000則爲層(céng)流,若2 000≤ Re≤ 59.7/ε7/8則爲紊流(liu)區。由此,不同油(you)田的水性(粘度(dù)、礦化度)對測量(liang)儀表的測量精(jīng)度是有影響的(de),在使用前須制(zhì)定用戶卡片。
3　井(jǐng)下存儲式電磁(cí)流量計的現場(chǎng)應用
3.1　建立現場(chang)标定裝置
3.1.1　使用(yòng)精度的影響因(yīn)素
　　最初在現場(chǎng)建立卡片都是(shi)選取一口正常(cháng)注水井,将流量(liang)計下入井内數(shù)十米處,調節地(di)面水量,取點而(er)建立用戶卡片(piàn),這樣有幾個缺(que)點:
(1)依靠高壓注(zhù)水閘門來調節(jie)流量,很難得到(dao)一個恒定👉值,且(qie)流體🔆流态不易(yì)掌握,在流量儀(yí)表讀數上很難(nan)得🍓到一個平直(zhí)的台階,測量不(bu)準。
(2)用低精度高(gāo)壓水表來标定(dìng)井下存儲式流(liú)量計,可能使精(jing)度變爲6級,嚴重(zhong)影響流量計使(shi)用精度。
(3)高壓供(gòng)水壓力的波動(dòng)也影響流量的(de)恒定。
(4)注水井井(jing)下管柱的彎曲(qu)、變形、腐蝕、結垢(gou)等影響油管内(nei)徑一因素,也影(yǐng)響到流量計的(de)使用精度。
(5)在進(jin)行多支流量計(ji)标定時,需反複(fu)投下井,地面需(xū)用絞車📧,不十分(fèn)靈活。
(6)受進井路(lu)況影響。
3.1.2　建立标(biāo)定裝置
　　基于上(shàng)述影響 流量計(ji) 使用精度的因(yin)素,我廠部分油(you)田,在低壓供水(shui)系統㊙️建立了标(biāo)定🌈裝置,流程見(jian)下圖1。

　　取3m長的(de)? 62.5油管立放于注(zhu)水站污水井中(zhong),用孔闆封底㊙️。頂(ding)部連🈲接防🐇噴管(guan)防噴堵頭,水表(biao)選用幹式高壓(ya)水表。操作方法(fǎ):先将流量計用(yong)鐵絲懸挂于測(ce)量管内,控制排(pai)⭐量,取點♻️校對,校(xiao)對完成後,取出(chu)流量計,将數據(ju)回放以計算機(ji)内,整理數據,同(tong)時開污🚩水回收(shou)泵回收污水。
　　通(tong)過對标定數據(ju)研究發現,在大(da)流量下(流量≥150m3/d),台(tai)階平直,校對曲(qǔ)線光滑連續;當(dāng)調節排量在150m3/d以(yǐ)下時,曲線出現(xiàn)劇烈跳波,流量(liàng)顯示異常。分析(xi)其原因主要是(shì)由于小排量✨時(shí),測量管内流體(tǐ)充不滿,導緻測(cè)量數據異常,因(yin)此,我們對标定(ding)裝置進行了🏃🏻‍♂️改(gǎi)進,見圖2

3.1.3　改進的主要内(nei)容
(1)依靠控制測(cè)量管出口排量(liàng)來取點,能夠确(què)保流體充滿🔞整(zhěng)個測量管。
(2)将幹(gan)式高壓水表取(qu)掉,換上精度佳(jia)型号爲LDZ的電磁(cí)流量計。
通過改(gǎi)造後,達到了較(jiao)爲理想的效果(guǒ)。
　　建立标定裝置(zhì),①排除了因流量(liàng)不易控制、壓力(lì)波動、井✔️下管柱(zhù)變♊徑等諸多因(yīn)素對流量計測(ce)量的影響,②用精(jīng)度佳的儀表對(dui)流量計進行标(biao)定建立用戶卡(ka)片,有利🔴于在現(xian)🏒場應用中達到(dao)流量計本身的(de)測量精度,這一(yī)點對于更💃好應(ying)用存儲式流量(liàng)計,準确的🔱測量(liang)分層注水量有(you)着十分重要的(de)意義,③方便了現(xiàn)場操作。
3.2　井下存(cún)儲式流量計測(cè)試資料質量
　　自(zi)2025年12月至11月,運用(yòng)ZDL— C43型(中心流速)流(liú)量計測試120次,除(chu)因儀器自身故(gù)障影響未取出(chu)數據外,測試成(cheng)功率100%,錄取資料(liao)按🈲Q/SL0980— 94合格卡片要(yao)求項目情況如(rú)表1。
表1流量計測(cè)試質量表

Q/SL0980- 94指标(biāo)	井下存儲式流(liú)量計卡片
a:線條(tiáo)清晰,線寬不大(dà)于0.5	通過計算機(ji)整理完全達到(dào)要求
b:基線平直(zhí),流量線垂直于(yu)基線并且連續(xu)儀器量程适度(du)。
c:日測起落點與(yǔ)基線重合
d:卡片(pian)整齊,清潔,卡片(piàn)上标明井号,測(cè)試日期,測試壓(ya)力儀👨‍❤️‍👨器号并⛹🏻‍♀️在(zài)卡片台階上注(zhù)明層位。	計算機(ji)輸出測試成果(guǒ)達到以上要求(qiú)。
e:井下流量計和(hé)地面儀表計量(liang)全井流量誤差(chà)爲± 10%。	由于地面儀(yi)表精度低,故障(zhàng)率低,存儲流量(liàng)計測出水量偏(piān)大。
f:卡片各層水(shui)量台階寬度8mm	完(wán)全達到

　　在Q/SL0980- 94中,注(zhu)水井分層測試(shi)資料質量,主要(yào)是爲浮子式🌍流(liú)量♊計制定的。井(jing)下存儲式流量(liang)計的測試結果(guǒ)是通過計算整(zheng)理,打印輸出的(de),原測試卡片質(zhi)量要求中的a,b,c,d項(xiang)得到較爲徹底(di)的解決。對于井(jǐng)下流量計和地(di)面儀表計量全(quán)井流量誤差一(yī)項,存在着地面(miàn)儀✏️表的定期檢(jiǎn)定、日常維護和(hé)儀表本身内在(zài)質量等問題,一(yī)味的要求存儲(chu)式流量計與之(zhi)相符合,也是很(hen)不确切和嚴格(ge)的。總的來說,井(jing)下⛱️存儲式流量(liang)計測試資料質(zhì)量遠比浮子式(shì)流量計要高。
3.3　井(jing)下存儲式流量(liàng)計與106浮子式流(liu)量計的應用對(dui)比
3.3.1　下井前安裝(zhuāng)
　　浮子式流量計(jì)下井前需組裝(zhuang)鍾機系統記錄(lù)測量部分,尤其(qí)是記錄紙筒需(xu)要轉動錄活,調(diao)節彈簧處于适(shi)當位🤩置,彈簧錨(máo)在導向管内滑(hua)動靈活,時鍾在(zai)鍾筒内不轉動(dòng),浮子位置在直(zhí)🔞管部分0～ 5mm等,而存(cun)儲式電磁流量(liàng)計隻需安裝好(hǎo)扶正器和電池(chi)🤟。
3.3.2　下井測試
　　浮子(zi)式流量計需與(yu)測試密封段相(xiàng)配套,在偏心井(jǐng)測試時,密封段(duan)與撞擊頭相撞(zhuàng),定位爪彈開撐(chēng)起人⭐字形皮碗(wan)後上提流量計(jì)分層測試,在空(kong)心井測試時,需(xū)起下多次更換(huàn)合适的密🔞封段(duan)進行測試,都排(pai)除不了密封段(duàn)密封不嚴造成(chéng)的測試數🌏據不(bú)準确電磁流量(liàng)計😄隻需一次起(qǐ)下即可完成🔴整(zheng)個測試工作,不(bu)用考慮密封問(wèn)題。
3.3.3　資料質量
　　浮(fú)子式流量計經(jing)常出現由于記(ji)錄紙,彈簧浮子(zǐ)位😘置調節不當(dang),時鍾弦上的不(bu)太緊,測試密封(fēng)段密封不嚴,或(huo)定位爪👅打不開(kai)等原因,不出合(hé)格資料,卡片🔞記(jì)錄也♻️不清晰,如(ru)C9— 2井在測S2時密封(fēng)挺好,但測試結(jie)果在卡片上找(zhǎo)不到,或出現不(bu)規則台階,測試(shi)資料無🔱法使用(yong),而存✉️儲式電磁(ci)流✏️量計隻要在(zài)儀器技術性🏃🏻‍♂️能(neng)範圍内不起溫(wēn)不超壓,油管内(nei)徑無很大變化(huà)都能夠測試出(chu)合格資料,數據(jù)經計算機整理(lǐ)後曲線流❄️暢,清(qing)晰。
3.3.4　數據整理及(ji)解釋
　　浮子式流(liu)量計需人工對(duì)測試卡片進行(háng)測量,換算成⛱️流(liu)量值,繪制曲線(xiàn)在數據的解釋(shi)應用上僅能人(rén)工判斷,而存儲(chu)式電磁流量計(jì)通用夠實現完(wán)全由💞計算機進(jìn)行處理。
通過現(xian)場應用,井下存(cún)儲式電磁流量(liang)計在性能操作(zuo)上都遠優于浮(fú)子式流量計。
3.4　準(zhǔn)确判斷井下油(you)管下井工具的(de)故障位置
　　井下(xià)存儲式電磁流(liú)量計下井後每(měi)項10s取一組中心(xīn)🐇流速數據,因✨此(cǐ)在下井過程中(zhōng),除了正常依據(ju)測試曲線🔴解釋(shì)油層,配合⭕工具(jù)的使用狀況外(wai),還可依據儀器(qì)正❄️下井位置和(hé)流量變化🤩準确(què)的确定流量異(yì)常位置,從而可(ke)以找到油管漏(lòu)失位置,如在L801— 7井(jǐng)測試⛱️時發現流(liú)量異常,偏1有水(shui)🔴量,繼續下行有(yǒu)水量而偏2以下(xia)無水量,出💋現大(dà)量漏失,重☎️複下(xià)井後找到脫落(luo)位置,用同🔴位素(sù)測得兩者數據(jù)相符🤟。
4　存在問題(ti)及處理意見
4.1　幾(jǐ)種類型不宜用(yòng)中心流速式流(liú)量計測量
4.1.1　吸水(shuǐ)指數很高的井(jing)
　　主要是指新轉(zhuǎn)注水井,由于地(dì)層嚴重虧空,井(jǐng)口油壓很低,油(you)管内流态極其(qi)不穩定,油管的(de)濕周很小。這類(lei)井在使用中心(xīn)流速的流量計(jì)時,會出現流量(liàng)計内外流體的(de)分配不💚均勻不(bu)穩定,測試曲線(xiàn)表現⁉️爲異常劇(ju)⛱️齒,水量忽大忽(hū)小,甚至到零點(dian)以下,數據📞無法(fa)整理,不能應用(yong)。如埕126— 8— X7井,該井注(zhù)水壓力僅有1MPa,日(ri)🚶注水量66m3,這類井(jǐng)最好選用集流(liu)式電磁流量計(ji)。
4.1.2　個别水井井斜(xié)影響到測試
　　目(mu)前使用的井下(xia)存儲式流量計(ji)配有一支底部(bu)扶🔱正器,上🌈部由(yóu)鋼絲吊放,直井(jing)基本上能夠保(bǎo)持流量計處于(yú)油管中心位置(zhi),對于井斜造成(chéng)油管底部斜部(bù)彎曲,流量計很(hen)難置🌏于油管中(zhong)心位置,影響到(dao)測量精度,爲了(le)杜絕此類影響(xiǎng)因素,建議使用(yòng)雙扶正🈲器。對于(yu)某一👌區域井溫(wēn)異常,影響到流(liu)量計的正常使(shi)用,不能應用。
4.2　油(yóu)管内徑的變化(huà)是影響流量計(ji)使用精度的關(guan)鍵
　　由其原理Q=(πd/4B)Ue式(shì)可知,D的變化也(ye)即油管内徑的(de)變化對🆚流量計(ji)🔞的♌精♍度佳使用(yòng)有很大影響。現(xiàn)今,注水井井下(xià)管柱不可能達(da)到♊無腐蝕無結(jie)垢的條件,如果(guo)僅以此項而否(fou)定電磁流量計(jì)的實用性,看不(bu)到其優💁點,未免(miǎn)有點過于草率(lü)。我們可以在每(měi)級⭕配水器以上(shàng)下入耐腐蝕,不(bú)結垢的管材(如(rú)鎳磷鍍油管),保(bao)證☁️有10m的标準内(nèi)徑✨管爲測量管(guǎn),就可以排除内(nei)徑💔變化對測量(liang)精❤️度的影響。
4.3　提(ti)高分析軟件智(zhi)能化程度和儀(yi)器性能價格比(bi)
　　從儀器設計上(shàng)看,儀器的硬件(jian)即流量計本身(shēn)是基本📧完善😄的(de),但🛀🏻價格卻是浮(fu)子式流量的20倍(bèi),而與其配套的(de)軟件仍需修改(gai),完善流量計功(gong)能,最終達到提(ti)高儀器性能價(jià)格比的目的,以(yǐ)下建議僅供參(can)考:①徹底消除現(xiàn)今軟件如成果(guo)表中管柱圖繪(huì)制爲固定模式(shi)等較小的不規(guī)範處。②實現同井(jing)多次不塗抹記(ji)錄,即所謂數據(jù)庫管理。③建立時(shi)間—流量,下井深(shen)度—流量的三重(zhong)指示曲線,規範(fan)儀器下井操作(zuò),使曲線上每組(zu)數據都附給生(sheng)産指導意義,提(ti)高指示曲線的(de)利用率。
4.4　改進現(xiàn)今測試工序的(de)可能性
　　現場應(yīng)用的工序仍是(shi)沿用浮子式流(liú)量計測量工序(xu),即由✔️下層向上(shang)層測水量壓點(diǎn),由于電磁流量(liang)計(中心流速)可(ke)以測量井下任(ren)何位置的流量(liang),而不象浮子式(shi)流量計在偏心(xin)靠撞擊後,張開(kai)人字形皮碗,上(shàng)提逐級密封、測(cè)量;在空心井測(cè)量時,也🌐需起下(xià)多次,更換測試(shi)密封段。
　　在應用(yòng)中電磁流量計(jì)降壓法測試時(shí),可改爲由上至(zhi)下,即💚先測上層(ceng),再測下層。這樣(yang)得到的測試曲(qǔ)線⁉️,可以👨‍❤️‍👨明顯看(kan)出水量逐層的(de)變化情況,曲線(xian)也顯得較爲直(zhí)觀,好看。
5　結論
(1)該(gāi)流量計可用于(yú)油田注水井井(jing)下水量的測試(shì)。
(2)可用于分注水(shuǐ)井或其它工藝(yi)井的井下管柱(zhù)的找漏💚。
(3)可适用(yong)于井底壓力不(bu)超過50MPa的注水井(jing),井底溫度小🔴于(yu)90℃的注♉水井。
(4)從儀(yí)表測量精度,下(xià)井前安裝,測量(liang)工序到測試資(zi)料上都較浮♍子(zi)式流量計優越(yue)得多,可以作爲(wèi)浮子式流量計(ji)的替❄️代産品。
(5)井(jǐng)下油管内徑變(biàn)化(如結垢、彎曲(qǔ)等)會對測量精(jing)度☂️産生影響。
(6)因(yin)程序内置問題(ti),該流量計測量(liang)的井下位置内(nèi)徑必🌈須爲62mm。

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