產(chǎn)出剖面測(cè)井儀器在朝陽(yáng)溝油田的應(yīng)用分析

陳天宇

（大慶油田有限責(zé)任公司測(cè)試技術(shù)服務(wù)分公司第一大隊(duì)，黑龍江 大慶 163000）

在油井的生產(chǎn)過(guò)程中，由于受各種因素的影響，油井的生產(chǎn)狀態(tài)是在不斷變化的，可以通過(guò)對(duì)油井采取綜合的調(diào)整措施，來(lái)提高油井的產(chǎn)能。朝陽(yáng)溝油田是屬于高粘度、低滲透率、裂縫性油田，單井的產(chǎn)出量比較低，產(chǎn)液量在1m3-15m3、含水率在30%-50%之間的井約占65%左右。如果能夠準(zhǔn)確的對(duì)這些井的分層產(chǎn)量和含水進(jìn)行測(cè)量，將對(duì)油井制定綜合的調(diào)整措施、提高油井產(chǎn)能提供可靠的依據(jù)。磁懸浮環(huán)空測(cè)井儀是測(cè)試分公司研究所針對(duì)低產(chǎn)液井研制的一種新型測(cè)井儀。本文主要介紹了幾種目前正在朝陽(yáng)溝油田應(yīng)用的產(chǎn)出剖面測(cè)井儀的應(yīng)用情況及磁懸浮測(cè)井儀的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況，并提出不足之處和改進(jìn)建議。

一、針對(duì)朝陽(yáng)溝油田不同產(chǎn)出剖面測(cè)井儀器的分析

朝陽(yáng)溝油田是屬于高粘度低滲透裂縫性油田，原油粘度大，單層產(chǎn)出量很低，由于低滲透的特性油井的含水也相對(duì)較低。目前，應(yīng)用在朝陽(yáng)溝油田的產(chǎn)出儀器有阻抗式和同軸線相位法兩種儀器，都是采用傳統(tǒng)的鑲坑寶石軸承頂針式渦輪流量計(jì)，不同的是采用的持水率計(jì)不相同。下面，對(duì)不同儀器的含水率計(jì)的測(cè)量原理做一下簡(jiǎn)單闡述。

阻抗式測(cè)井儀采用的是阻抗式持水率計(jì)，它含水測(cè)量方法采用的是電導(dǎo)法測(cè)量。具體原理是：含水的測(cè)量部位有四個(gè)電極，兩個(gè)供電電極，兩個(gè)測(cè)量電極，給供電電極供一定頻率的交變恒定電流，由于兩個(gè)測(cè)量電極之間有阻抗存在，兩個(gè)測(cè)量電極就會(huì)產(chǎn)生電壓，電壓幅度與流過(guò)傳感器的液體的電導(dǎo)率成反比的。這種方法測(cè)得的含水值是與流過(guò)傳感器的液體的電導(dǎo)率相關(guān)的，所以要求井內(nèi)的液體水為連續(xù)相。而對(duì)于含水低的井，井內(nèi)液體的水為離散相所以含水的測(cè)量就會(huì)受到很大的影響。所以，它主要適用在高含水的油井，它的含水的測(cè)量范圍是持水率為50%-100%或水為連續(xù)相的井，對(duì)低含水的井不適用。

同軸線相位法測(cè)井儀它的含水測(cè)量原理是采用高頻電磁波的傳播特性測(cè)量含水率。由于油、水介電特性差異較大，導(dǎo)致電磁波在不同含水率的油水混合介質(zhì)中傳播時(shí)的相位系數(shù)有很大不同。利用同軸線作傳感器，油水混合介質(zhì)在同軸線內(nèi)流過(guò)，并構(gòu)成傳播電磁波的載體，通過(guò)測(cè)量同軸線兩端電磁波在同軸線內(nèi)油水混合介質(zhì)中傳播的相位系數(shù)，得到油水混合介質(zhì)的含水率。該方法具有較好的響應(yīng)特性和油水分辨特性，克服了以前瞬態(tài)取樣測(cè)量誤差大的缺點(diǎn)，無(wú)論是高含水率還是低含水率的油井都可以選用同軸線相位法含水率計(jì)進(jìn)行測(cè)量。但是它也存在溫度和地層水礦化度對(duì)它的影響。

二、磁懸浮低產(chǎn)液測(cè)井儀在朝陽(yáng)溝油田的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況

以上的兩種產(chǎn)出剖面測(cè)井儀的產(chǎn)量測(cè)量采用的都是傳統(tǒng)的渦輪流量計(jì)，原理是當(dāng)集流器封閉儀器與套管壁之間的環(huán)形空間后，迫使井內(nèi)的流體全部流經(jīng)儀器內(nèi)部，當(dāng)運(yùn)動(dòng)的流體作用于渦輪的力矩大于阻力力矩時(shí)在流體是不可壓縮的和渦輪材料是均勻的條件下，根據(jù)動(dòng)量矩守恒和轉(zhuǎn)動(dòng)定律使渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪流量計(jì)渦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)受到的外力矩有兩部分，一部分是流體作用于渦輪的力矩，另一部分是阻力矩。阻力矩是由流體的粘性磨擦力矩、寶石軸承的磨擦力矩及電磁阻力矩合成。對(duì)低產(chǎn)液井來(lái)講，這個(gè)阻力矩對(duì)渦輪流量計(jì)的啟動(dòng)排量影響較大，達(dá)到了0.5方，朝陽(yáng)溝油田多數(shù)井產(chǎn)液量都在3方以下，還有一部分井在1方以下，因而對(duì)測(cè)量精度的影響也較大。研究所新研制的磁懸浮渦輪流量計(jì)就是針對(duì)阻力力矩這個(gè)問(wèn)題而開(kāi)展的的，它是由上下兩個(gè)磁鋼同極性排列，渦輪底座有一個(gè)懸浮磁鋼，與渦輪本身自帶的磁鋼同極性排列在磁力作用下鋼就會(huì)帶動(dòng)渦輪懸浮起來(lái)，從而減少了摩擦阻力降低了渦輪的測(cè)量下限，在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中磁懸浮渦輪測(cè)試的最低產(chǎn)量為0.3方。

磁懸浮渦輪在朝陽(yáng)溝油田試驗(yàn)了14余井次，其中朝100-55分層測(cè)得最小的產(chǎn)量為0.3m3/d，如圖1。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)證明磁懸浮渦輪在很低的產(chǎn)量下有很好的重復(fù)性。

三、磁懸浮渦輪存在的一些不足和改進(jìn)建議

通過(guò)對(duì)磁懸浮環(huán)空測(cè)井儀在朝陽(yáng)溝油田現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的情況進(jìn)行分析可以看出，其優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)排量低，可以達(dá)到0.3方，反應(yīng)靈敏。缺點(diǎn)是磁懸浮渦輪受井況的影響很大，一次測(cè)井成功率低。

1 井況的影響。（1）井內(nèi)的液體除了油水外還存在像調(diào)剖液的粘稠物，將渦輪整個(gè)糊住了。（2）磁懸浮渦輪上下是磁鋼，井內(nèi)含有細(xì)小的鐵磁物質(zhì)，常常被吸在上下磁軸的盲孔中，導(dǎo)致了渦輪卡死。

2 改進(jìn)建議。（1）油井定期洗井保證井內(nèi)液體為油氣水三項(xiàng)，便于測(cè)試。（2）在儀器的進(jìn)液孔附近安裝一個(gè)小的磁性套把液體中的鐵屑和磁性物質(zhì)吸附住，再在進(jìn)液孔安裝護(hù)網(wǎng)防止雜質(zhì)進(jìn)入卡住渦輪。（3）脫氣嚴(yán)重的油井不易使用磁懸浮渦輪。

四、結(jié)論

通過(guò)以上論述可以得出以下結(jié)論：1對(duì)低產(chǎn)液井的產(chǎn)出剖面測(cè)井，集流器應(yīng)采用皮球式集流器進(jìn)行全集流；2低產(chǎn)液井的含水測(cè)量應(yīng)采用同軸線相位找水儀，產(chǎn)量測(cè)量應(yīng)采用改進(jìn)后的磁懸浮測(cè)井儀；3對(duì)多渦輪組合的測(cè)井方法進(jìn)行論證；4開(kāi)發(fā)研制三相流環(huán)空找水儀來(lái)提高測(cè)量精度。

[1]喬賀堂，生產(chǎn)測(cè)井原理及資料解釋[M].北京：石油工業(yè)出版社，1992.