摘　要　井(jǐng)下存儲式電(dian)磁流量計 可(kě)用于油田注(zhù)水井井下水(shuǐ)量的測試,用(yong)于分注水井(jing)或其它工藝(yi)井的井下管(guan)柱的找漏等(deng),适用于50MPa,井👨‍❤️‍👨溫(wēn)小于90℃的注水(shui)井,解決了浮(fú)子式流量計(ji)難達到的問(wèn)題。文中分析(xī)了該流量計(ji)的工作原理(li),儀器特點和(he)技術要求,提(tí)出了在使用(yong)中應掌握和(he)注意的有關(guān)事項。
　　在多套(tào)層系的不均(jun1)質油田常規(guī)開采中,注水(shui)井的分🐪層✌️注(zhu)水💋是解決縱(zòng)向上注、采不(bú)平衡性較好(hǎo)的方㊙️法和有(you)效途徑,開發(fā)出的分注工(gong)藝,成爲油氣(qì)開采界共同(tong)關心的課題(ti)。
　　河分層測試(shì)工具主要以(yǐ) 浮子式流量(liang)計 爲主,分注(zhu)測試精度和(hé)成功率較低(di),影響到動态(tai)調配,2025年12月,引(yin)進井下存儲(chu)式電磁流量(liang)計,通過現場(chang)應用,取得較(jiao)♊大成功,現已(yǐ)基本淘汰浮(fú)子式流量計(ji)。本文通過🏃🏻‍♂️對(dui)儀器測試原(yuán)理及測🔴試應(yīng)用中出現的(de)問題進行分(fen)析,找出影響(xiang)儀器正常使(shǐ)用的因素和(he)合理儀器的(de)方法。
1　井下存(cún)儲式電磁流(liú)量計的工作(zuò)原理及特點(dian)
1.1　 電磁流量計(jì) 的工作原理(li)
　　當橫切磁場(chǎng)流動時,流體(ti)中帶電粒子(zǐ)受羅侖茲力(li)的作用而形(xing)成感應電動(dong)勢,其大小與(yu)流體流速成(cheng)正比。
感應電(dian)動勢:Ue= B°D°V= B°D(Q/π(D/)22)
亦即:Q=(πd/4B). Ue
式(shi)中:Q—流體的體(ti)積流量;B—磁感(gǎn)應強度; V—含帶(dài)電粒子流體(tǐ)體👄的流速;D—管(guǎn)道直徑。
　　由上(shang)可知,儀器依(yi)據測量出的(de)感應電動勢(shi)的大小㊙️,即🏃🏻可(kě)🔴推算出流體(tǐ)的流速和流(liú)量。
　　儀器制作(zuò)是通過兩個(gè)探極将感應(yīng)電動勢傳到(dào)運算器,處理(li)成串行數據(ju)在VRAM中,起出地(di)面後回放到(dao)電☀️腦中進行(hang)處理。
1.2　儀器的(de)特點
由工作(zuò)原理可以得(dé)出:
(1)儀器的主(zhǔ)闆,探極和殼(ke)體在适用的(de)溫度,壓力範(fàn)圍内,測量出(chu)✍️流🏃🏻量的數據(ju)不受溫度、壓(ya)力、密度、粘度(du)、礦♈化度和電(dian)導率等因素(su)的🐉影響。
(2)Ue與Q有(you)線性關系,有(you)利于制作出(chū)精度佳的測(ce)試儀器。電磁(cí)流量計精度(dù)爲2級,而浮子(zǐ)式流量計的(de)理論公式爲(wèi)⚽:q= Ah1.5(1+ htg(0.5β)/2 R),流量q與彈簧(huang)伸✊長h之間函(hán)數關系較爲(wei)複雜,儀器制(zhì)作和使用精(jīng)度很難提高(gāo)。
(3)靈敏度高:由(yóu)于儀器本身(shēn)無機械類運(yùn)動件,可避免(miǎn)因摩擦🔞力産(chan)生的工作死(sǐ)區,決定了儀(yí)器啓動流速(sù)較低🔆,具有較(jiao)高🔅的靈敏度(du)。
(4)可靠性高:由(yóu)于儀器自身(shēn)無機械活動(dong)部,因而有高(gao)可🈲靠性和長(zhang)壽性的特點(diǎn),具有較高的(de)測試成功率(lǜ)💘。
(5)由于線性好(hao),儀器有較寬(kuān)的量程。
2　井下(xià)存儲式電磁(ci)流量計的技(jì)術要求
2.1　中心(xin)流速流量計(ji)技術性能
a.測(ce)量範圍:标定(dìng)滿量程:450m3/d～ 700m3/d;
b.流量(liàng)精度(滿量程(chéng)):± 2%(流量> 100m3/d),± 1(流量≤ 100m3/d)
c.零(líng)點漂移(溫度(dù)):≤ 1× 10- 3/10℃ ;
d.顯示分辯率(lü):0.1m3/d;
e.連續測量時(shi)間:5h40min;
f.工作溫度(dù):5℃ ～ 90℃ ;
g.最大耐壓:50MPa。
2.2　制(zhi)定儀器的應(ying)用卡片
　　儀器(qì)的标準卡片(piàn)是出廠前建(jian)立的,其标定(dìng)介質是清水(shuǐ),現🌈在油💋田注(zhu)入水多爲污(wu)水,其成份與(yǔ)清水中帶電(diàn)粒子📱大不🎯相(xiang)同,組份也不(bu)一樣,這都會(hui)影響測量精(jīng)度:(1)流體内溶(rong)有部分天然(ran)氣,這部分氣(qì)體在壓力、溫(wen)度變化時,會(hui)引♊起流體流(liú)态的變化,對(duì)探極産🈲生影(ying)響,使測試曲(qu)線出現鋸齒(chi)狀記錄,影響(xiǎng)測試精度。(2)流(liu)體礦化度♈變(bian)化對流體流(liú)态變化也有(you)影響。流👈态變(biàn)化會引起儀(yí)器内外⛷️分流(liú)比例🌈的變化(huà),儀器測量精(jīng)度也就受到(dào)影👈響。因此現(xiàn)場使用前要(yao)建立适合于(yu)本地區的用(yòng)戶卡片。
影響(xiang)流态的因素(sù)假設流體爲(wei)牛頓流體,那(nà)麽流态的變(biàn)化是根🏃‍♂️據雷(léi)諾數進行判(pàn)斷:Re=ρ V/μ
式中:ρ—流體(tǐ)密度;V—流體的(de)流速;μ—流體的(de)粘度。
　　若Re≤ 2 000則爲(wei)層流,若2 000≤ Re≤ 59.7/ε7/8則爲(wei)紊流區。由此(cǐ),不同油田的(de)水性(粘⚽度、礦(kuàng)化度)對測量(liang)儀表的測量(liàng)精度是有影(ying)響的,在使用(yong)前須制定用(yong)戶卡片。
3　井下(xià)存儲式電磁(ci)流量計的現(xiàn)場應用
3.1　建立(lì)現場标定裝(zhuāng)置
3.1.1　使用精度(dù)的影響因素(su)
　　最初在現場(chǎng)建立卡片都(dōu)是選取一口(kou)正常注水井(jing),将流量😄計下(xià)⭐入井内數十(shi)米處,調節地(dì)面水量,取點(dian)🈲而建立用戶(hu)卡☀️片,這樣有(yǒu)幾個缺點:
(1)依(yī)靠高壓注水(shui)閘門來調節(jie)流量,很難得(de)到一個恒定(dìng)值🐅,且流體💚流(liú)态不易掌握(wò),在流量儀表(biǎo)讀數上很難(nán)得到一個平(ping)直的台階,測(ce)量不準。
(2)用低(dī)精度高壓水(shui)表來标定井(jing)下存儲式流(liu)量計,可能✊使(shi)精❤️度變🤩爲6級(ji),嚴重影響流(liú)量計使用精(jing)度。
(3)高壓供水(shui)壓力的波動(dòng)也影響流量(liang)的恒定。
(4)注水(shui)井井下管柱(zhu)的彎曲、變形(xíng)、腐蝕、結垢等(deng)影響油管内(nèi)🌏徑一因素,也(yě)影響到流量(liàng)計的使用精(jing)度。
(5)在進行多(duō)支流量計标(biāo)定時,需反複(fu)投下井,地面(miàn)需用絞車,不(bu)十分靈活。
(6)受(shòu)進井路況影(yǐng)響。
3.1.2　建立标定(ding)裝置
　　基于上(shàng)述影響 流量(liang)計 使用精度(dù)的因素,我廠(chang)部分油田,在(zài)低壓供水系(xì)統建立了标(biāo)定裝置,流程(cheng)見下圖1。

　　取3m長的? 62.5油(you)管立放于注(zhù)水站污水井(jing)中,用孔闆封(fēng)底。頂部連接(jiē)防噴管防噴(pen)堵頭,水表選(xuǎn)用幹式高壓(ya)水表。操🈲作方(fāng)法:先将流💜量(liàng)計用鐵絲懸(xuán)挂于測量管(guǎn)内🔞,控制排🛀量(liàng),取點校對,校(xiao)對完成✨後,取(qu)出流量計,将(jiāng)數據回放以(yi)計算機内,整(zhěng)理數據,同時(shí)開污水回收(shōu)泵回收污水(shui)。
　　通過對标定(ding)數據研究發(fa)現,在大流量(liàng)下(流量≥150m3/d),台階(jie)平直,校📞對曲(qǔ)線光滑連續(xu);當調節排量(liàng)在150m3/d以下時,曲(qu)線出現劇烈(lie)跳👌波,流量顯(xian)示異常。分析(xi)其原因主要(yao)是由于小排(pái)量時,測量管(guan)内流體充不(bu)👨‍❤️‍👨滿,導緻測量(liang)數據異常㊙️,因(yin)此,我們對标(biāo)定裝置進行(hang)了改進,見圖(tu)2

3.1.3　改進的主要(yao)内容
(1)依靠控(kong)制測量管出(chū)口排量來取(qu)點,能夠确保(bao)流體充⭐滿整(zheng)個測🐪量管。
(2)将(jiang)幹式高壓水(shuǐ)表取掉,換上(shang)精度佳型号(hao)爲LDZ的電磁流(liu)量計。
通過改(gai)造後,達到了(le)較爲理想的(de)效果。
　　建立标(biao)定裝置,①排除(chú)了因流量不(bu)易控制、壓力(lì)波動⭕、井下管(guǎn)柱✨變徑等諸(zhū)多因素對流(liú)量計測量的(de)影響,②用精度(dù)佳🔴的儀表對(duì)⁉️流量計進行(háng)标定建立用(yong)戶卡片,有利(lì)🚶‍♀️于在現🧡場應(yīng)用中達到流(liú)量計本身的(de)測量精度,這(zhe)一點對于更(gèng)好應用存儲(chǔ)式流量計,準(zhun)确的測量分(fèn)層注水量有(you)着十分重要(yào)的意義,③方便(biàn)了現🈚場操作(zuò)。
3.2　井下存儲式(shi)流量計測試(shì)資料質量
　　自(zi)2025年12月至11月,運(yun)用ZDL— C43型(中心流(liú)速)流量計測(cè)試120次,除因儀(yí)器自身故障(zhàng)影響未取出(chu)數據外,測試(shì)成功率100%,錄取(qǔ)資🈲料按Q/SL0980— 94合格(ge)☀️卡片✍️要求☀️項(xiàng)目情況如表(biǎo)1。
表1流量計測(cè)試質量表

Q/SL0980- 94指(zhǐ)标	井下存儲(chǔ)式流量計卡(ka)片
a:線條清晰(xī),線寬不大于(yú)0.5	通過計算機(ji)整理完全達(dá)到要求
b:基線(xian)平直,流量線(xiàn)垂直于基線(xian)并且連續儀(yí)器量程适度(dù)。
c:日測起落點(diǎn)與基線重合(he)
d:卡片整齊,清(qing)潔,卡片上标(biāo)明井号,測試(shi)日期,測試壓(yā)力☔儀器号并(bìng)在卡片台階(jie)上注明層位(wèi)。	計算機輸出(chū)測試成果達(da)到以上要求(qiú)。
e:井下流量計(jì)和地面儀表(biao)計量全井流(liú)量誤差爲± 10%。	由(yóu)于地面儀表(biao)精度低,故障(zhang)率低,存儲流(liú)量計測出水(shui)量偏大。
f:卡片(pian)各層水量台(tai)階寬度8mm	完全(quan)達到

　　在Q/SL0980- 94中,注(zhu)水井分層測(cè)試資料質量(liàng),主要是爲浮(fú)子式流量計(ji)制定的。井下(xia)存儲式流量(liàng)計的測試結(jie)果是通過計(ji)算整理🧡,打印(yin)輸出的,原測(ce)試卡片質量(liàng)要求中的a,b,c,d項(xiang)得到較爲徹(chè)底😄的解決。對(dui)于井下流量(liàng)計和地面儀(yí)表計量全井(jǐng)流量誤差一(yi)項,存在着地(dì)面儀💔表的定(ding)期檢定、日常(chang)維護和儀表(biao)本身内在質(zhì)量等問題,一(yī)味的要求存(cún)儲式流量計(jì)與之相符合(he)😄,也是很不确(què)切和嚴格💋的(de)。總的來說,井(jǐng)下存儲式流(liu)量計測試資(zī)料質量遠比(bi)💁浮子式流量(liàng)計要高。
3.3　井下(xia)存儲式流量(liang)計與106浮子式(shi)流量計的應(yīng)用對比
3.3.1　下井(jǐng)前安裝
　　浮子(zi)式流量計下(xià)井前需組裝(zhuang)鍾機系統記(ji)錄測量部分(fen),尤其是記錄(lù)紙筒需要轉(zhuǎn)動錄活,調節(jiē)彈簧處✏️于适(shi)當位置,彈簧(huáng)錨在導🈲向管(guǎn)内滑動靈活(huó),時鍾在鍾筒(tong)内不轉動,浮(fú)子位置在直(zhi)管部分0～ 5mm等,而(ér)存儲式電磁(cí)流量計隻需(xu)安裝好扶正(zheng)‼️器和電池。
3.3.2　下(xià)井測試
　　浮子(zǐ)式流量計需(xū)與測試密封(feng)段相配套,在(zai)偏心井測試(shi)時,密🎯封段與(yu)撞擊頭相撞(zhuàng),定位爪彈開(kāi)撐起人字形(xing)皮碗‼️後上提(ti)流量計🔞分層(ceng)測試,在空心(xin)井測試時,需(xū)起下多次更(geng)換合适的密(mì)🏒封段進行測(cè)試,都排除不(bú)了密封段密(mi)封💞不嚴造成(cheng)的測試數據(ju)不準确㊙️電磁(ci)流量計隻需(xū)一次起下即(ji)可完成整個(ge)測試工作,不(bu)用考慮密👄封(fēng)問題。
3.3.3　資料質(zhì)量
　　浮子式流(liú)量計經常出(chū)現由于記錄(lu)紙,彈簧浮子(zǐ)位置調⚽節不(bu)🔱當,時鍾弦上(shàng)的不太緊,測(cè)試密封段密(mì)封不嚴💋,或定(dìng)♉位爪打不開(kai)等原因,不出(chū)合格資料,卡(kǎ)片記錄也不(bú)清晰,如C9— 2井在(zài)✊測S2時密封挺(tǐng)好,但測試結(jié)果在卡片上(shàng)找不到,或出(chu)現不規則台(tái)階,測試資料(liao)無法使用,而(ér)存儲式電磁(cí)流量計隻要(yào)在儀器技術(shu)性能範圍内(nèi)不起溫不超(chāo)壓,油管内徑(jing)無很大變化(hua)都能夠測試(shì)出合格資料(liào),數據經計算(suan)機整理後曲(qu)線流♋暢,清晰(xī)。
3.3.4　數據整理及(jí)解釋
　　浮子式(shi)流量計需人(rén)工對測試卡(kǎ)片進行測量(liàng),換算成流量(liàng)值,繪制曲線(xian)在數據的解(jiě)釋應用上僅(jǐn)能人工判🔴斷(duàn),而存儲式電(dian)磁流量計通(tong)用夠實現完(wán)全由計算機(jī)進行處理。
通(tong)過現場應用(yong),井下存儲式(shì)電磁流量計(ji)在性能操作(zuò)上🔞都遠優于(yú)浮子式流量(liàng)計。
3.4　準确判斷(duàn)井下油管下(xià)井工具的故(gu)障位置
　　井下(xià)存儲式電磁(cí)流量計下井(jing)後每項10s取一(yī)組中心流速(su)❌數據,因此在(zài)下井過程中(zhong),除了正常依(yī)據測試曲線(xian)解釋油層,配(pèi)合工具的使(shǐ)用狀況外,還(hái)可依據㊙️儀器(qì)正下井位置(zhì)和流量變化(hua)準确的确定(dìng)流量異常位(wèi)置,從而可以(yi)找到油管漏(lou)失位置,如在(zai)L801— 7井測試🐆時發(fā)現流量異常(cháng),偏1有水量,繼(jì)續下行😍有水(shui)量而偏2以下(xià)無水量,出🌈現(xian)大量漏失,重(zhòng)複下井後找(zhao)到脫落位置(zhi),用同位素測(ce)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼得兩者數據(ju)相符。
4　存在問(wèn)題及處理意(yì)見
4.1　幾種類型(xing)不宜用中心(xīn)流速式流量(liàng)計測量
4.1.1　吸水(shuǐ)指數很高的(de)井
　　主要是指(zhǐ)新轉注水井(jǐng),由于地層嚴(yán)重虧空,井口(kǒu)油壓很低,油(yóu)管🐅内流态極(jí)其不穩定,油(yóu)管的濕周很(hěn)小。這類井在(zài)🎯使用💁中心流(liú)速的流量計(ji)時,會出現流(liú)量計内外流(liu)體的分配不(bú)均勻不穩定(dìng),測試曲線表(biǎo)現爲異常劇(ju)🥵齒,水量忽大(da)忽小,甚♌至到(dao)零點以下,數(shù)據無法整理(lǐ),不💔能應用。如(rú)埕126— 8— X7井,該井注(zhu)水🔞壓力僅有(yǒu)1MPa,日注水量66m3,這(zhè)類井最好選(xuan)用集流式電(diàn)磁流量計。
4.1.2　個(gè)别水井井斜(xié)影響到測試(shì)
　　目前使用的(de)井下存儲式(shi)流量計配有(you)一支底部扶(fú)正器,上🔱部由(you)鋼絲吊放,直(zhi)井基本上能(néng)夠保持流量(liang)計處㊙️于油管(guǎn)中心位置,對(dui)于井斜造成(chéng)油管底部斜(xie)部彎曲,流量(liang)計很難置🆚于(yú)油管中心位(wèi)置,影響到測(ce)量精度,爲了(le)杜絕此類影(yǐng)響因素,建議(yì)使用雙扶正(zhèng)器。對于某一(yī)區域井溫異(yì)常,影響到流(liu)量計的正常(cháng)🐕使用,不能應(yīng)用。
4.2　油管内徑(jing)的變化是影(yǐng)響流量計使(shǐ)用精度的關(guan)鍵
　　由其原理(lǐ)Q=(πd/4B)Ue式可知,D的變(bian)化也即油管(guǎn)内徑的變化(hua)對流量計的(de)精🈲度佳使用(yong)有很大影響(xiǎng)。現今,注水井(jing)井下管柱不(bu)可能達到無(wu)腐蝕無結垢(gòu)的條件,如果(guo)僅以此項而(er)否定電磁流(liú)量計的實用(yòng)性,看不到其(qi)優點,未免有(you)點過于草率(lǜ)。我們可以在(zài)每級配水器(qi)以上下入耐(nai)腐蝕,不結垢(gou)的管材(如鎳(nie)磷🌐鍍油管),保(bao)證有10m的标準(zhun)内☂️徑管爲測(ce)量管,就♊可以(yǐ)排除内徑變(biàn)化對測量精(jīng)度的影響。
4.3　提(ti)高分析軟件(jian)智能化程度(du)和儀器性能(néng)價格比
　　從儀(yí)器設計上看(kàn),儀器的硬件(jiàn)即流量計本(ben)身是基🔞本完(wán)善的,但價格(gé)卻是浮子式(shi)流量的20倍,而(er)與其配套的(de)軟件🈲仍需修(xiu)改,完善🚩流量(liàng)計功能,最終(zhōng)達到提高儀(yi)器性能價格(ge)比的🛀🏻目的,以(yi)下建議僅供(gong)參考:①徹底消(xiāo)除現今軟件(jian)如成果表中(zhōng)管柱圖繪制(zhì)爲固定模式(shì)等較小的不(bú)規範處👉。②實現(xiàn)同井多⭕次不(bú)塗抹記👨‍❤️‍👨錄,即(jí)所謂數據庫(ku)管理。③建立時(shi)⭐間—流量,下井(jǐng)深度—流量的(de)三重指示曲(qǔ)♍線,規範儀器(qì)下井操作,使(shi)曲線上每💛組(zu)數據都附給(gěi)生産指導意(yì)義,提高指示(shi)曲線的利用(yòng)率。
4.4　改進現今(jin)測試工序的(de)可能性
　　現場(chang)應用的工序(xù)仍是沿用浮(fu)子式流量計(ji)測量工序,即(ji)⛱️由❤️下層向上(shang)層測水量壓(ya)點,由于電磁(cí)流量計💔(中心(xīn)流速)可以💞測(ce)量📐井下任何(hé)位置的流量(liàng),而不象浮子(zǐ)式流量計在(zài)偏心靠撞擊(jī)後,張開人字(zi)形皮碗,上提(ti)逐級密封、測(cè)量♋;在空心井(jǐng)測量時,也✊需(xu)起下多🐆次,更(gèng)換測試密封(feng)段。
　　在應用中(zhōng)電磁流量計(jì)降壓法測試(shi)時,可改爲由(yóu)上至下,即先(xiān)測上層,再測(ce)下層。這樣得(dé)到的測試曲(qu)線🌈,可以明顯(xiǎn)看出水量逐(zhú)層的變化情(qing)況,曲線也顯(xian)得較爲直觀(guān),好看。
5　結論
(1)該(gai)流量計可用(yong)于油田注水(shui)井井下水量(liang)的測試。
(2)可用(yòng)于分注水井(jǐng)或其它工藝(yì)井的井下管(guan)柱的找漏。
(3)可(ke)适用于井底(di)壓力不超過(guo)50MPa的注水井,井(jǐng)底溫度小于(yú)90℃的🔞注⚽水井。
(4)從(cóng)儀表測量精(jīng)度,下井前安(an)裝,測量工序(xu)到測試資🧑🏽‍🤝‍🧑🏻料(liao)上都較浮子(zi)式流量計優(yōu)越得多,可以(yi)作爲浮子式(shì)流🔱量計的替(tì)代産品。
(5)井下(xià)油管内徑變(bian)化(如結垢、彎(wan)曲等)會對測(ce)量精度産🧑🏽‍🤝‍🧑🏻生(sheng)影響。
(6)因程序(xù)内置問題,該(gāi)流量計測量(liang)的井下位置(zhi)内徑必須爲(wei)62mm。

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