[摘(zhāi)要]油田(tian)井下外(wài)流道式(shi)電磁流(liú)量計 在(zai)油田注(zhù)水井和(hé)注聚井(jing)中應用(yong)廣泛，電(diàn)極作爲(wèi)電磁流(liu)🌂量計的(de)關鍵部(bu)件,它的(de)設計非(fēi)常重要(yao)。電極的(de)設計要(yao)考慮的(de)✍️方面非(fei)常多,而(er)油田井(jing)下被測(cè)介質成(chéng)分又非(fei)常複雜(zá),因此應(ying)根據具(ju)體的💰井(jing)下被測(cè)介🙇‍♀️質成(chéng)分通過(guo)試驗來(lai)🍓确定與(yǔ)之相匹(pǐ)配的電(dian)極材料(liào)。
1引言
　　油(yóu)田開發(fā)後期,爲(wèi)了提高(gao)石油采(cai)收率，普(pu)遍采用(yong)了🔆注水(shuǐ)♉,注聚合(hé)物等采(cǎi)油工藝(yì)措施。在(zài)實施這(zhe)些工藝(yì)🐪措施的(de)過程中(zhong)👄，注入物(wu)多少(流(liu)量)的控(kong)制非常(cháng)重要,注(zhù)入物流(liú)量測量(liang)的精度(dù)是油田(tián)完成分(fèn)層注水(shuǐ)(聚合物(wù))、實現原(yuán)油高産(chǎn)穩産非(fei)常重要(yao)的指标(biāo)。外流道(dào)式井下(xia)電磁流(liu)量計由(yóu)于👉結構(gòu)上無阻(zu)礙被測(cè)介質✂️流(liu)動的節(jie)流件,不(bú)會發生(shēng)管道堵(dǔ)塞、磨損(sǔn)等問題(tí).測🌍試正(zheng)确率🤩基(jī)本不受(shòu)流體密(mi)度、壓力(lì).溫度、粘(zhān)度、雷諾(nuo)♉數等的(de)影響,在(zai)油田注(zhù)水井特(te)别是注(zhu)聚🍉井中(zhong)得到廣(guang)泛的應(ying)🔱用。
2工作(zuo)原理
　　電(diàn)磁流量(liang)計 是利(li)用法拉(lā)第電磁(cí)感應定(ding)律的原(yuán)理來測(cè)量導電(diàn)液體體(tǐ)積🏃‍♀️流⚽量(liang)的儀器(qì)。根據法(fǎ)拉第電(dian)磁感應(ying)定律,當(dang)一導體(tǐ)🈲在磁場(chǎng)中運動(dong)切割磁(ci)力線時(shi),在導體(ti)的兩端(duan)即産生(sheng)感✂️生電(diàn)勢e,其方(fāng)向🏒由.右(you)手定則(zé)确定,其(qí)大小與(yu)磁感應(ying)強度B,導(dao)體在磁(ci)場内的(de)長度L以(yǐ)及導體(ti)的運動(dòng)速度v成(chéng)正比，如(ru)果B,L,v三者(zhě)互相垂(chuí)直,則。與(yǔ)此相仿(pang),我們把(ba)管道内(nèi)流動的(de)導🍉電液(ye)體看成(cheng)是導體(tǐ)♈運動,當(dang)管道置(zhì)于磁場(chang)内,在垂(chuí)直于💃磁(cí)場方向(xiàng)和流速(su)方向安(ān)裝兩個(ge)與液體(ti)接觸的(de)電極，當(dāng)導電液(ye)體在管(guan)道中以(yǐ)流速v流(liú)動🐉時，導(dǎo)電流體(tǐ)就切割(gē)磁力線(xian),則兩電(diàn)極之間(jian)也将産(chǎn)生感應(yīng)電動勢(shi):E=BLv
 
L爲電極(jí)之間的(de)距離。
　　從(cong)式(1)可以(yi)看出,流(liú)速v與感(gǎn)應電動(dòng)勢E成正(zhèng)比,與電(diàn)極⭐之間(jiān)的距離(li)L和磁感(gan)應強度(du)B成反比(bǐ)，與其它(ta)物理參(cān)數無關(guan)。在磁感(gǎn)應強度(dù)B恒定和(hé)電極之(zhī)間的距(ju)離L不變(biàn)時,隻要(yao)測量☂️出(chū)感應電(diàn)動勢E,即(jí)可得到(dào)液體流(liu)速及流(liú)量。
3電極(ji)設計要(yào)點
3.1導電(dian)性和非(fēi)導磁性(xìng)
　　通過電(dian)磁流量(liàng)計的工(gong)作原理(lǐ)可知電(dian)極上要(yao)産生感(gan)應電動(dong)♌勢🆚,首先(xiān)電極必(bì)須是導(dao)體,因此(cǐ)電極必(bi)須具有(you)非常好(hǎo)的導電(diàn)🌈性能。另(ling)外,電極(jí)處于工(gong)作磁場(chǎng)🔱中,爲防(fáng)止磁力(lì)線在電(dian)極上集(ji)中,電極(ji)材料必(bì)須是非(fei)導磁的(de)。
3.2耐腐蝕(shi)性
　　在電(dian)磁流量(liàng)計工作(zuò)的過程(chéng)中,電磁(cí)傳感器(qi)部分隻(zhi)有🔴電極(ji)與被測(ce)介質相(xiang)接觸,因(yīn)此電極(jí)材料的(de)耐腐㊙️蝕(shi)性🆚能是(shì)選擇電(diàn)極材料(liao)的重要(yào)因素。
　　電(dian)極的耐(nài)腐蝕性(xìng)能對測(ce)試性能(néng)的影響(xiang)主要分(fen)爲兩個(ge)🛀🏻方面。
(1)電(diàn)極受被(bèi)測介質(zhi)的腐蝕(shí)或磨損(sǔn),會改變(bian)兩電極(ji)間😄的距(jù)離L。對式(shi)的L求偏(piān)導,可以(yǐ)得到測(cè)量誤差(chà)
 
(2)電極在(zai)被腐蝕(shí)的過程(chéng)中,電極(jí)上會出(chū)現相當(dāng)大的直(zhi)🚩流漂移(yi)電壓,使(shi)測量輸(shu)出産生(shēng)大幅度(dù)的波動(dòng),影響到(dao)測試的(de)讀數。
3.3電(diàn)極的表(biǎo)面效應(yīng)
　　電極的(de)表面效(xiao)應分爲(wei)表面化(hua)學反應(ying)、電化學(xue)和極化(hua)🈲現象,以(yi)及電極(jí)的觸媒(méi)作用三(sān)個方面(mian)。
(1)表面化(hua)學反應(yīng)。電極表(biao)面與被(bei)測介質(zhì)接觸後(hòu),爲了抗(kang)拒⚽被測(cè)介質的(de)腐蝕,往(wǎng)往會形(xing)成一層(céng)薄的鈍(dùn)化膜或(huo)氧化層(ceng)。它們可(ke)能會✌️提(ti)高電極(ji)表面的(de)耐腐蝕(shi)性能,但(dan)也有可(ke)能增加(jiā)表面接(jiē)觸電阻(zu),導緻儀(yi)器不能(neng)正常工(gōng)作。
(2)電化(huà)學和極(jí)化現象(xiàng)。由于目(mù)前普遍(bian)采用低(di)頻矩形(xíng)波勵磁(cí),雖然能(néng)減弱極(jí)化電勢(shi)的影響(xiang),但并不(bú)能完全(quan)消除極(jí)化電勢(shi)幹擾的(de)影響。極(jí)化電勢(shi)與液體(ti)介質性(xing)質以及(ji)電極材(cai)料性質(zhì)有關。電(dian)化學現(xiàn)象容易(yì)在測量(liàng)過程中(zhong)産生漿(jiāng)液噪聲(sheng)和流動(dong)噪聲,引(yin)起儀表(biǎo)輸出出(chū)現波動(dong)現象。爲(wei)了避免(mian)或減小(xiao)這個現(xiàn)象🌂，可選(xuan)配與被(bèi)測液體(tǐ)電化學(xue)和極化(hua)電勢作(zuò)用🐪小的(de)材料以(yi)及低噪(zao)聲電極(jí)。
(3)觸媒作(zuo)用。被測(cè)介質在(zài)電極的(de)觸媒作(zuò)用下産(chǎn)生化學(xue)反應而(ér)影響測(cè)量。
3.4電極(ji)的表面(mian)光沽度(du)
　　電極接(jie)觸被測(cè)介質的(de)表面對(dui)于粗糙(cao)度要求(qiú)非常高(gao),一般都(dou)🤩應該抛(pao)光處理(lǐ)。主要原(yuán)因有三(san)個方面(miàn):表面光(guāng)滑的金(jin)屬在電(diàn)😘解質🔞中(zhōng)抗腐蝕(shí)性能較(jiao)強;表面(miàn)💃🏻粗糙的(de)金屬,其(qí)産生的(de)抗拒極(ji)😍化的氧(yang)化保護(hù)膜厚度(dù)不均勻(yún),容易被(bei)顆粒狀(zhuang)、纖維狀(zhuang)等流體(tǐ)中的雜(za)質劃破(po)，造成變(biàn)動的直(zhí)流電位(wèi),影響測(cè)量的穩(wen)定性;表(biao)面粗糙(cao)的電極(jí)容易在(zai)測試過(guo)程中被(bei)被測介(jie)質中的(de)雜質污(wū)染,表面(miàn)容易被(bèi)雜質附(fù)着結垢(gou)，影響測(cè)試效果(guo)。
4井下應(ying)用環境(jìng)分析
4.1注(zhù)水驅油(yóu)
　　注水驅(qū)油是油(yóu)田應用(yong)時間最(zui)早，也是(shì)應用最(zui)多的❌-.種(zhong)提高石(shí)油采收(shōu)率的方(fang)式。理論(lùn)上往井(jing)下注人(rén)的水的(de)水質比(bi)較好,但(dàn)是由于(yú)井下環(huan)境複雜(za)，導緻注(zhù)水井中(zhong)液體的(de)成分很(hen)複雜。除(chu)了水之(zhī)外,在高(gao)溫高壓(ya)的過程(chéng)中還溶(róng)解了地(di)層中的(de)各種鹽(yan)類和氣(qi)體,水中(zhong)含有大(dà)量HCO3、S02-4.C和CO2-、Mg2+.Sr2+,Ba2+等(děng)易結垢(gou)的離子(zi)。同時水(shui)中還含(hán)有大量(liàng)的懸🐕浮(fú)☔的固體(tǐ)顆粒，直(zhi)徑爲1~100um。
4.2注(zhu)聚合物(wu)驅油
　　聚(jù)合物驅(qū)油的基(ji)本原理(li)是通過(guo)提高注(zhu)人流體(ti)的黏度(dù),調🐪節油(yóu)藏中油(yóu)水兩相(xiàng)的流度(du)比,達到(dào)擴大波(bō)及體👅積(jī)的目的(de)🔱。聚合物(wu)驅油用(yòng)到的主(zhu)要聚合(he)物爲🈲聚(jù)丙烯酰(xiān)胺(簡稱(cheng)PAM)、生物聚(ju)合物💃(黃(huang)胞.膠)和(hé)梳形抗(kang)鹽💰聚合(hé)物(改性(xing)的聚丙(bǐng)烯酰胺(an))。
4.3化學複(fú)合驅油(you)
　　化學複(fú)合驅油(you)又叫三(sān)元複合(he)驅油,主(zhǔ)要利用(yong)堿.表面(miàn)活性劑(jì)🐅和聚合(hé)物的協(xié)同效應(ying).較大幅(fú)度地提(ti)高原油(yóu)采收率(lǜ)。其中三(san)元體系(xi)中的堿(jian)和表面(miàn)活性劑(ji)均屬于(yú)特殊的(de)腐蝕性(xing)介質。
5結(jié)論
　　油田(tián)井下外(wai)流道式(shi)電磁流(liu)量計電(diàn)極的設(shè)計要考(kao)慮的因(yin)素⁉️非常(chang)多,需要(yào)根據具(jù)體的井(jing)下應用(yong)環境來(lái)确定。文(wen)中對電(dian)磁流量(liàng)計電極(ji)設計中(zhōng)需要注(zhù)意✏️的地(dì)方💘進行(háng)了詳細(xi)的分析(xī)和論述(shu),同時對(dui)油田井(jǐng)下應用(yong)環境進(jin)行了簡(jiǎn)單的介(jiè)🏃紹,對于(yú)油💞田井(jing)下環境(jing)中應用(yong)的外流(liu)道式電(diàn)磁流量(liàng)計電極(ji)的設計(jì)具有一(yi)定的參(cān)考意義(yi)。

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