單宏寬 柴金剛 勞鵬程 單福軍 劉慧東

大慶油田 測(cè)試技術(shù)服務(wù)分公司研發(fā)中心 （黑龍江 大慶 163453）

電磁流量與示蹤相關(guān)流量組合測(cè)井儀及其應(yīng)用

單宏寬 柴金剛 勞鵬程 單福軍 劉慧東

大慶油田 測(cè)試技術(shù)服務(wù)分公司研發(fā)中心 （黑龍江 大慶 163453）

在對(duì)電磁流量與示蹤相關(guān)流量組合測(cè)井儀的基本原理、井下儀器結(jié)構(gòu)、儀器工作方式、技術(shù)指標(biāo)等內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)闡述的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步運(yùn)用測(cè)井實(shí)例分析了電磁流量與示蹤相關(guān)流量組合測(cè)井儀能把電磁流量計(jì)、示蹤相關(guān)流量計(jì)、同位素吸水剖面測(cè)井儀組合到一起，使附加井溫、壓力、磁性定位等參數(shù)相互印證，得出準(zhǔn)確的綜合解釋結(jié)果,從而為油田監(jiān)測(cè)提供準(zhǔn)確可靠的測(cè)井資料，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

電磁流量計(jì) 示蹤相關(guān)流量計(jì) 測(cè)井儀 注入井

注聚采油是大慶油田三次采油提高采收率增產(chǎn)的重要舉措之一，目前大慶油田聚驅(qū)原油年產(chǎn)量已達(dá)一千多萬噸。大批注水井改為注聚井，同時(shí)在采油井周圍增加了大量新鉆的注聚井，因此注聚井注入剖面測(cè)試問題成為油田動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的重要問題之一。隨著油田開發(fā)的需要和采油工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，聚驅(qū)油田注入井的注入液種類越來越多，粘度差異也較大，注入管柱更是多種多樣,單一的電磁流量計(jì)、同位素吸水剖面測(cè)井儀、示蹤相關(guān)流量計(jì)等測(cè)井方法已不能滿足目前注聚井測(cè)試的需要，需要研制一種組合測(cè)井儀，進(jìn)行綜合測(cè)井。

電磁流量與示蹤相關(guān)流量組合測(cè)井儀的結(jié)構(gòu)及原理

1 電磁流量與示蹤相關(guān)流量組合測(cè)井儀的結(jié)構(gòu)

電磁流量與示蹤相關(guān)流量組合測(cè)井儀結(jié)構(gòu)如圖1所示。自上而下依次為上扶正器、固體顆粒同位素釋放器、液體同位素釋放器、遙測(cè)四參數(shù)短節(jié)（含磁性定位器、井溫、壓力、伽馬）、下伽馬儀短接、下扶正器、電磁流量計(jì)。上扶正器、下扶正器可保證儀器居中[1]；磁性定位器可確定儀器的深度;遙測(cè)四參數(shù)短節(jié)中的伽馬儀和固體顆粒同位素釋放器共同組成同位素示蹤注入剖面測(cè)井系統(tǒng),用于分層流量的測(cè)量[2];上下伽馬儀和液體同位素釋放器組成示蹤相關(guān)流量測(cè)井系統(tǒng)，可用于油管外流量的測(cè)量[3]；電磁流量計(jì)進(jìn)行油管內(nèi)流量的測(cè)量。溫度、壓力作為環(huán)境條件測(cè)量參數(shù)。

該組合儀短接的接口采取絲扣套式結(jié)構(gòu)，連接方便，不易脫扣，既繼承了原各測(cè)試短接的優(yōu)點(diǎn)，又對(duì)組合儀的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，既縮短了原儀器串長(zhǎng)度，又提高了各短接的可靠性。

2 技術(shù)指標(biāo)

本組合儀的標(biāo)定是在大慶油田測(cè)試分公司模擬井實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的。經(jīng)檢驗(yàn)，儀器的主要技術(shù)指標(biāo)為：

（1）耐溫：125℃；

（2）耐壓：60MPa；

（3）外徑：38mm；組合儀全長(zhǎng)儀器6.8m；

（4）電磁流量計(jì)：2m3/d～500m3/d±5%；

（5）溫度計(jì)：0℃～125 ℃±1℃；

（6）壓力計(jì)：0.1MPa～60MPa，優(yōu)于 0.5 級(jí)。

3 測(cè)量原理

電磁流量與示蹤相關(guān)組合測(cè)井儀根據(jù)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的原則，把電磁流量計(jì)、示蹤相關(guān)流量計(jì)、同位素吸水剖面測(cè)井儀組合到一起，發(fā)揮各流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)行注入剖面組合流量測(cè)井，并附加井溫、壓力、CCL參數(shù)，采用遙測(cè)技術(shù)，一次性下井，可同時(shí)錄取油管內(nèi)電磁流量、油套空間內(nèi)的示蹤性相關(guān)流量及同位素吸水剖面、井溫、壓力、磁性定位等六參數(shù)測(cè)井資料。利用電磁流量計(jì)在管內(nèi)點(diǎn)測(cè)流量精度高、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，可準(zhǔn)確地測(cè)量注入管柱內(nèi)的流量[4]；利用示蹤相關(guān)流量計(jì)能夠測(cè)量管外流量的特點(diǎn)，可測(cè)量流入注入點(diǎn)后流量的分配情況；發(fā)揮各流量計(jì)短接的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行組合流量測(cè)井，測(cè)井資料能相互印證,進(jìn)而給出較準(zhǔn)確的綜合解釋結(jié)果,特別是采用電磁流量、放射性相關(guān)流量、井溫資料與同位素吸水剖面測(cè)井資料進(jìn)行對(duì)比,提高了解釋精度及準(zhǔn)確性[5]。

4 解釋方法及軟件

（1)解釋方法

采用電磁流量與示蹤相關(guān)綜合解釋方法，對(duì)其中解釋參數(shù)進(jìn)行互相校正，從而消除了管徑變形對(duì)流量的影響，具體解釋由軟件來實(shí)現(xiàn)。

首先進(jìn)行電磁流量解釋，解釋采用的是積分法，根據(jù)其結(jié)果確定參數(shù)，然后進(jìn)行示蹤相關(guān)解釋，對(duì)于示蹤相關(guān)則采用相對(duì)復(fù)雜重心相關(guān)法代替以前的尋峰法，從而消除了儀器擾動(dòng)對(duì)測(cè)量精度的影響，使測(cè)量精度有所提高。

（2)解釋流程及軟件

圖2為解釋軟件流程圖，其中電磁流量解釋采用積分法，示蹤相關(guān)解釋采用重心相關(guān)法。

圖3為部分軟件顯示界面，軟件可在Windows 98/XP系統(tǒng)下運(yùn)行，操作方便，能提高工作效率；數(shù)據(jù)可在現(xiàn)場(chǎng)解釋處理，使結(jié)果更貼合實(shí)際，從而提高解釋精度及效率，增加測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)預(yù)處理功能，有效去除干擾，進(jìn)一步提高測(cè)井資料解釋的準(zhǔn)確性。

測(cè)井實(shí)例及其應(yīng)用效果

電磁相關(guān)組合儀是把多種參數(shù)結(jié)合到一起，其資料能相互印證，解釋精度及準(zhǔn)確性較高，適于介質(zhì)為聚合物和水的注入剖面測(cè)井。為保證測(cè)量解釋的準(zhǔn)確程度,共計(jì)進(jìn)行80井次的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),其中聚驅(qū)井70口,注水井10口。在80井次實(shí)驗(yàn)中,因示蹤液遇阻及井下儀故障等原因,測(cè)成76口,成功率95%。

通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，驗(yàn)證了測(cè)井儀在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝上的合理性及數(shù)據(jù)采集、信號(hào)傳輸?shù)裙ぷ餍阅艿目煽啃?，以及儀器的穩(wěn)定性、重復(fù)性和可靠性，并檢驗(yàn)了儀器的技術(shù)性能指標(biāo)，確定了解釋模型中的系數(shù)，其中60口現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的測(cè)井資料已被地質(zhì)部門采用，創(chuàng)產(chǎn)值240余萬元，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

1 測(cè)井實(shí)例一

北1-XXX，該井實(shí)注流量120m3/d，井口壓力14MPa，被測(cè)流體為聚合物。測(cè)量井段為1 028～1 053m，該井段有二級(jí)配水器，第一級(jí)配水器內(nèi)有4個(gè)吸水層，分別位于配水器的正對(duì)或下方，層間距大于0.5m,且正對(duì)的層位可通過間接測(cè)量測(cè)得，適于示蹤相關(guān)流量測(cè)井及同位素吸水剖面測(cè)井。而第二級(jí)配水器內(nèi)有3個(gè)吸水層，分別位于配水器的上方，層間距較大，由于該配水器位于整個(gè)配水管柱的下端，相關(guān)測(cè)井受油管與油套空間示蹤液體重疊影響較小，也適于示蹤相關(guān)流量測(cè)井及同位素吸水剖面測(cè)井。

利用電磁流量計(jì)測(cè)得管內(nèi)總流量為120m3/d，第一、第二級(jí)配水器的相對(duì)注入量分別為25%和75%，而利用同位素吸水剖面測(cè)得相對(duì)注入量分別為36%和64%，兩測(cè)試結(jié)果主吸水層一致，差異的主要原因是同位素吸水剖面測(cè)井受沾污不同的影響，使其解釋結(jié)果存在一定誤差，同位素吸水剖面測(cè)井結(jié)果需補(bǔ)充校正。由于本井同位素吸水剖面測(cè)井結(jié)果受影響的因素較多，以電磁流量計(jì)、示蹤相關(guān)測(cè)井測(cè)試結(jié)果解釋較為合理。通過與地質(zhì)部門驗(yàn)證，該結(jié)果與所對(duì)應(yīng)的受益的產(chǎn)出井的產(chǎn)出液量相一致，主產(chǎn)層為第二級(jí)配水器下端的PI7，而非第一級(jí)配水器上端的PI2（4）。圖4為北1-XXX井組合測(cè)井儀綜合解釋成果圖。

2 測(cè)井實(shí)例二

北2-XXX，該井實(shí)注流量97m3/d，井口壓力12.9MPa，被測(cè)流體為聚合物。測(cè)量井段為北2-XXX，該井實(shí)注流量97m3/d，井口壓力 12.9MPa，被測(cè)流體為聚合物。測(cè)量井段為1 048.5～1 065m，該井段有二級(jí)配水器，第一級(jí)配水器內(nèi)有1個(gè)吸水層，位于配水器的下方，配水器水嘴距吸水層1.2m，適于示蹤相關(guān)流量計(jì)進(jìn)行油套空間內(nèi)測(cè)井，可對(duì)該吸水層細(xì)分測(cè)試，按試驗(yàn)設(shè)計(jì)劃分為4個(gè)吸水層；而第二級(jí)配水器內(nèi)有2個(gè)吸水層P12、P12-3，分別位于配水器的上方，由于該配水器位于整個(gè)配水管柱的下端，相關(guān)測(cè)井受油管與油套空間示蹤液體重疊影響較小，也適于示蹤相關(guān)流量計(jì)進(jìn)行油套空間內(nèi)測(cè)井，并對(duì)厚層吸水層P12-3進(jìn)行細(xì)分測(cè)試。經(jīng)分析該井適宜示蹤相關(guān)流量測(cè)井。

利用電磁流量計(jì)、測(cè)得管內(nèi)總流量為97m3/d，第一、第二級(jí)配水器的相對(duì)注入量分別為38.1%和61.9%；而利用同位素吸水剖面測(cè)得相對(duì)注入量分別為0%和100%，兩者相差較大，經(jīng)分析認(rèn)為其主要原因是配制的示蹤劑黏度過大，以至于同位素抱團(tuán)，共同流入第二級(jí)配水器；經(jīng)過與地質(zhì)部門驗(yàn)證：第一級(jí)配水器對(duì)應(yīng)的吸水層SⅢ10-2是滲透性較好的吸水層，為主力吸水層，對(duì)應(yīng)的產(chǎn)出井也為主力產(chǎn)層，由此證明同位素吸水剖面測(cè)試的結(jié)果有誤；根據(jù)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的原則，其測(cè)量結(jié)果需補(bǔ)充校正。圖5為北2-XXX井電磁流量計(jì)與示蹤相關(guān)流量組合測(cè)井儀同位素吸水剖面解釋成果圖及綜合解釋成果圖。

通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果證明：組合儀在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中每口井均進(jìn)行重復(fù)測(cè)量，測(cè)井資料重復(fù)性都比較好，其重復(fù)測(cè)井最大誤差為4.8%，該儀器適于介質(zhì)為聚合物和水的注入剖面測(cè)井，通過組合測(cè)井，發(fā)揮了各流量計(jì)短接的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到去粗存精，去偽存真的測(cè)試結(jié)果，經(jīng)過綜合解釋，其測(cè)試結(jié)果能準(zhǔn)確地反映配注井注入狀況，能夠完成注聚井吸水剖面的測(cè)試任務(wù)，為油田監(jiān)測(cè)提供準(zhǔn)確的測(cè)井資料。

結(jié) 論

電磁流量與示蹤相關(guān)組合儀是將多種注入?yún)?shù)組合在一起，以發(fā)揮各流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，測(cè)井資料能相互印證，可以給出準(zhǔn)確的流量綜合解釋結(jié)果，該組合儀具有測(cè)井成功率高，重復(fù)性較好等特點(diǎn)。該組合儀經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，證明電磁流量與示蹤相關(guān)測(cè)井儀適于注入介質(zhì)為聚合物和水的注入剖面測(cè)井，測(cè)井資料能夠較真實(shí)反映井下動(dòng)態(tài)情況。

電磁流量與示蹤相關(guān)測(cè)井儀具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）參數(shù)組合，使測(cè)井資料能相互印證，進(jìn)而給出較準(zhǔn)確的綜合解釋結(jié)果,提高了解釋精度及準(zhǔn)確性。

（2）可根據(jù)實(shí)際情況,靈活合理的進(jìn)行組合優(yōu)選,測(cè)井效率較高。

（3）改進(jìn)完善了軟件操作方式，數(shù)據(jù)可在現(xiàn)場(chǎng)解釋處理，使得解釋結(jié)果更加貼合實(shí)際，在原有尋峰法的基礎(chǔ)上進(jìn)行重心相關(guān)，使得解釋精度有所提高。

[1]謝榮華.生產(chǎn)測(cè)井技術(shù)應(yīng)用與進(jìn)展[M].北京:石油工業(yè)出版社,1998.

[2]姜文達(dá).放射性同位素示蹤注水剖面測(cè)井[M].北京:石油工業(yè)出版社，1997.

[3]張耀文，王金鐘，夏慧玲.注入剖面放射性相關(guān)測(cè)量方法研究[J].測(cè)井技術(shù),2004,28(增):57-60.

[4]呂殿龍，魏云飛，韋旺.電磁流量計(jì)及其在注聚井中的應(yīng)用[J].石油儀器,2001,15(3):34-36.

[5]閆來喜，孫玉環(huán).井溫測(cè)井在疑難井中的應(yīng)用[J].測(cè)井技術(shù),1999,23(2):155-158.

Based on a detailed introduction to some aspects of combination logging device of electromagnetic flow and tracer flow,such as the basic principle,the structure of down-hole equipment,the working way of equipment,technical index and so on,the practical logging example is applied to the analysis about the combination logging device of electromagnetic flow and tracer correlation flow.This kind of device can combine the electromagnetic flowmeter,tracer flowmeter,and the logging instrument of isotopic water entry profile together,and confirm multiple parameters of additional well temperature,pressure and magnetic location for each other.Then the accurate comprehensive explanation result has been concluded from the above,which can provide accurate and reliable logging material for oilfield detection,and thus having certain significance in reality.

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??栓琴

2009-09-02