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电磁流量计

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影响电磁流量计测井的因素浅析

来源:作者:发表时间:2017-08-23 09:29:37

    【摘要】直读式电磁流量在胜地油田主要应用于水并的分层流量测试和验漏。电磁流量计受到测井环境、套管状况、井内流体性质等因家的影响,会出现示值偏差.本文就影响流量计侧井的几个因家进行了浅析,并给出了提高流量计侧且准确度的几点建议。

 
 
        吸水剖面测井资料是油田测井法不可缺少的动态监测资料,特别当油田开发进入中后期,准确掌握注水井各小层的吸水情况能够为油藏中和调整,挖潜增效提供可靠的数据。
        目前进行的分层流蚤测井是通过直读式电磁流量计下人注水井中,在正常配注情况下测取水井各个层位对于注入水的分配比例,从而根据测量结果对水井进行调剖堵水,提高注入水在各个层位的波。
1.电磁流量计的工作原理
        电磁流量计基于法拉第电磁感应原理是当流过测量导管的导电流体以流速、作切割磁通密度为B的磁力线运动时,则在一对检测电极之间检测的感应电动势E所产生的电压u可用下式表示:
        U=K.B.D.v(1)
        式中,u为两检测电极之间的信号电压,V;B为磁通密度,T,D为测量导管内径,mlv为平均流速,m/sIK为比例常数。
        通过测量导管的瞬时体积流量Q(m/h)为:
        Q=.D/(4.K.B).U(2)
        由于测量管内径固定,励磁电流恒定时,磁通密度B恒定不变,故u与Q成线性关系,因此体积流量正比于电极间的信号电压,测出信号经过电路转换可得出体积流量Q。
 
2.电磁流量计测并资料解释方法
        电磁流量计被广泛应用于油田油、水井导电液体注入剖面的测量或井体检漏,它是一种直接测量流体流量的仪器,因此所测流量可直接读取。通过公式计算标差:
        △f=fi—fO
        式中,△f为标差。丘为测量频率值,f0为零频率。然后通过查表得到每方字数即可求得地面流量值:
        Q=△f/k
        式中。Q为地面流量值,△伪标差,k为每方字数。
 
3.目前流量计算过程中存在的问题
        电磁流量计测量精度高,有较好的应用效果,但实际测量通道与标定环境有一定差异,引起测量结果误差。
        电磁流量计原理公式看出,kB和D任何一个参数的变化都会引起测量误差。
3.1测井环境对电磁流量计响应影响
        电磁流量计测量要求流体在管道内流速为轴对称分布,磁场均匀。而实际上井斜会造成仪器无法居中,不仅使得井筒内出现非轴对称流速分布,而且使得电磁流量计的磁场的分布不均匀。
从图中可以看出,当仪器向左侧倾斜1。时,仪器顶部及测量段流场分布有很大变化,说明仪器倾斜时对流场分布影响很大;当仪器在套管中倾斜时,电磁流量计权重函数会发生较大的非对称分布,仪器倾斜产生的流速非对称分布会给仪器测量精度带来较大影响。
 
3、2井内流体性质对流量计的影响
        流量计的标定都是在清水中进行的,通过标定找到频率值与流量的工程换算关系,而测井施工井液中含有的大量的杂质、金属粒子、悬浮物、原油、气泡等,所以用清水标定的换算出的流量与实际流量存在一定的误差
 
3.2.1气体的影响
        当井液含有少量气体,气体在液体中分布成微小气泡状,当液体中所含气体增多时,气泡几何尺寸逐步增大,进而向弹状结构过渡,当气泡的尺寸大于或等于流量计电极的尺寸并从电极处掠过时,电极被气体盖住,使电路瞬时断开,出现输出晃动,甚至不能正常工作。而且气体气泡参与切割磁力线,由于气体的低电导率特性,即高电阻,基本不导电,使得感应电压偏低,影响仪器测量结果,这点对于作业后井筒未充满注入水尤为突出。
3.2.2原油的影响
        对于油井转注的水井或者井内死油过多,原油附着在探头,使仪器不能工作。水井在停注作业时,井筒内也不同程度的存在游离油滴,当通过测量电极油滴直径大于电极直径时,由于油的电导率极低,导致电极瞬时停止工作,产生测量误差。尤其对于高压区内水井产生的回吐溢流,井内含有高粘度原油附着在测量电极表面时,会直接导致测井无法进行。
3.2.3悬浮物的影响
        往水井内流体中不同程度含有悬浮物,特别是对于长期注水井,井壁腐蚀结垢较严重,在各项作业工艺措施的实施下,比如磨洗、刮削、酸化等,更容易产生各种金属物质粒子。流量计在工作时,悬浮在井液中的粒子附着在电极表面。
        若附着层电导率与流体电导率相近,则不会产生原理性误差,仪器示值还能正常,若附着层为高电导率物质,则会使传感器二电极间电阻变的很小,甚至短路,输出显示负偏差,甚至不能正常工作若附着层为绝缘性物质,则电极间阻抗增加甚至开路,使误差增大,甚至不能正常工作。
3.2.4聚合物的影响
        流量计算与磁通密度有关。不同溶液的电导率不同,通过实验得出相同磁场强度的聚合物溶液的磁通线密度小于清水中磁通线密度,相同截面积情况下在聚合物溶液中磁场强度要比水中小,而现场测试仪器都是在清水中进行标定的,所以在井内流体性质复杂井中显示流量会较清水中小。
3.3套管状况对电磁流量计的影响
        流量计是在标准尺寸套管内标定的,在现场实际施工中,注水井由于受注入压力、水质腐蚀、长期卡封、各种工艺措施的实施等影响,造成套管变形或腐蚀结垢严重,甚至破损等现象。再按照标准尺寸标定值进行流量换算,势必造成误差。
        设实际流量为Q,测量流量为Q1,标定时测量通道直径为D,截面积为S,测井时测量通道直径为D1,截面积为s1,流速为v。当流量计测出流量频率值后,根据标定图版可换算为流量,此时计算采用的是标准过流通道内径,则瞬时测量流量应为:
       

          瞬时流量公式

 
        可见,测量流量与实际流量有一个系数差,这个系数与测量通道管径变化的平方成正比,是一个指数关系,当D与D1相差不大时,Ql与Q相比误差不大.而当D1与D相差较大时,Q1就超出了允许的误差范围,丽在实际的电磁流量计测量和解释时均未考虑到管径尺寸差异引起的计量误差,这会对电磁流量测量方式产生影响。
 
4.几点提高涓量准确度的建议
4.1流量计工作原理要求下井仪器必须居中
        从外流式电磁流量计结构图可以看出,井下仪器自上而下依次为过芯加重、上扶正器、电磁流量计和下扶正器,在井斜较大的井中,增加加重杆质量,加强扶正器的维护保养,保证仪器下井后,尽可能保持仪器的居中扶正效果。
4.2对管径变化的进行测量。
        为消除管柱内径的影响,提高测试精度,可以通过井径仪来实现。利用井径仪测量井下套管的变形情况,确定套管内径,利用测得的井径数据修正测量与标定通道差异引起的解释误差。用以修正流量示值。对于套管管壁存在电导物质,流量测试前首选套管刮削,再进行大排量洗井,清除管壁磁性物质,降低对测试结果的影响。
 
6、结论
       电磁流量计在检查井下注水管柱工作情况、判断找部套管漏失等方面,共有独特的优势。取准测最数据,为各项工艺措施的实施能够提供有力的技术支持。