運用砂泥漿流量計實(shí)時(shí)監控注水井里面液位變化
點(diǎn)擊次數：1545 發(fā)布時(shí)間：2021-01-16 12:42:26
摘要：針對目前河南油田鋼絲偏心投撈分層測試中，存在多個(gè)小卡距層及分層段數超過(guò)４段以上多級多段難以細分注水等問(wèn)題，開(kāi)展了注水井測調一體化工藝技術(shù)研究。通過(guò)研究配套電磁式同心測調儀、井下可調配水器等儀器和工具，將配水器間距由５～６ｍ 縮小到３．５ｍ，實(shí)現多個(gè)小卡距層細分注水，拓寬了注水井分層測試的應用范圍。將５層分注井由投撈測試４天縮短為１～２天，提高了測試效率。
目前河南油田分注工藝以偏心分注為主導，該工藝的優(yōu)點(diǎn)是可投撈任意層段的堵塞器，進(jìn)行調換水嘴，但是該測試工藝存在以下問(wèn)題：①由于投撈測試下投撈器等測試工具沖距至少需要５～６ｍ 以上，因此存在多個(gè)小卡距層的注水井無(wú)法細分。②偏心投撈測試調 配１個(gè) 注 水 層 水 嘴，一般需要試投、測試、不合適再試投、再測試等操作步驟，隨著(zhù)分層段數的增多以及層間干擾因素的影響，尤其是分層數超過(guò)４段以上，現場(chǎng)測試投撈工作量大，效率低。為了拓寬了注水井分層測試的應用范圍，提高注水井測試投撈效率，降低測試工作量，在河南油田開(kāi)展了注水井測調一體化分注工藝技術(shù)研究應用。
１ 技術(shù)管柱組成及工藝原理
注水井同心測調注水管柱，主要由井下可調配水器、Ｙ３４１注水封隔器、緩沖器、球座、篩管、絲堵等組成。軟件部分由電磁式同心測調儀、地面控制箱、電纜測井車(chē)及配套防噴工具組成。
工藝原理：井下可調配水器與分注管柱一起下入，Ｙ３４１注水封隔器坐封后將注水層封隔開(kāi)，電磁式同心測調儀由電纜下到分注管柱，與井下可調配水器對接。地面控制箱通過(guò)電纜傳輸流量、壓力和溫度數據，并對電磁式同心測調儀進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，進(jìn)而調節井下可調配水器固定水嘴開(kāi)度大小，實(shí)現邊測邊調。
２ 主要配套工具
２．１ 井下可調配水器
井下可調配水器主要由定位導管、上接 頭、外 筒、旋轉芯子、固定水嘴、下接頭等部件組成，如圖１
所示。定位導管上端面設計為平臺式喇叭口實(shí)現電磁式同心測調儀的可靠對接，下側壁開(kāi)有防轉卡槽實(shí)現測調時(shí)電磁式同心測調儀的防轉。旋轉式芯子由旋轉式陶瓷閥片和旋轉套組成，可以通過(guò)電磁式同心測調儀調節固定水嘴的大小開(kāi)度，控制注水量大小。
２．２ 電磁式同心測調儀
電磁式同心測調儀是同心分層注水工藝技術(shù)的關(guān)鍵儀器，其設計理念：集成流量測試與水量調節于一體，實(shí)現測調同 步；動(dòng)力傳遞設計為同心降速機制，機械結構簡(jiǎn)單，動(dòng)力傳遞效率高，測調穩定性高。主要包括以下結構，如圖２所示。
２．２．１ 直讀式電磁式流量計
主要用于實(shí)時(shí)測量流量，檢驗井下可調配水器配水量的大小，方便實(shí)現注水井各層配注量的調節，可同時(shí)測量流量、壓力、溫度三種參數。壓力、溫度傳感器均采用恒流供電的方式，流量、壓力、溫度三種電量信號*終由流量計的數字電路部分將其轉換為數字信號，得到測量數據，并通過(guò)單芯電纜載波方式將數字信號編碼并上傳到地面控制箱。
砂泥漿流量計的測量原理是基于法拉*電磁感應定律。對于帶電粒子均勻分布的流體，當磁場(chǎng)強度一定時(shí)，感應電壓與流體的流速成線(xiàn)性關(guān)系，與流體的溫度、壓力、密度和粘度等物理參數無(wú)關(guān)，所以砂泥漿流量計具有許多其它測量原理流量計無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，能實(shí)現大量程范圍的高精度測量。
２．２．２ 電動(dòng)定位裝置
主要由定位控制直流電機、減速器、定位爪等組成。定位爪通過(guò)地面控制，可以實(shí)現收攏與張開(kāi)。在與井下可調配水器定位時(shí)，電磁式同心測調儀定位裝置能夠準確坐落在定位導管的喇叭口（定位平臺）上，實(shí)現免投撈，無(wú)需投撈測試至少６ｍ 以上的沖距，因此可以將井下可調配水器間距由５～６ｍ 縮小到３．５ｍ，實(shí)現多個(gè)小卡距層細分注水。
２．２．３ 電動(dòng)調節裝置
調節錐體上的調節爪帶動(dòng)井下可調配水器內的旋轉芯子和活動(dòng)閥片轉動(dòng)，實(shí)現水量大小的調節。
３ 現場(chǎng)應用情況
完成下 Ｔ７－３７１、古３５０５、古３５０３等１２口井３井次的現場(chǎng)試驗，共測調 １３ 次，測調成功率１００％，實(shí)現了多個(gè)小卡距層的細分注水，５層分注井平均測調時(shí)間由投撈測試４天縮短為１～２天，提高了測試效率。
４ 結論
①注水井同心測調一體化分注工藝技術(shù)，擺脫了傳統投撈分注工藝需要機械導向、對接、投撈工序，適應目前多個(gè)小卡距層細分注水調配問(wèn)題。②通過(guò)注水井同心測調一體化分注工藝技術(shù)，采用邊測邊調的方式進(jìn)行流量測試與調配，將５層分注井由投撈測試４天縮短為１～２天，提高了測試效率。 ③注水井同心測調一體化分注工藝技術(shù)采用電磁式流量計測試，測試時(shí)與流體的溫度、壓力、密度和粘度等物理參數無(wú)關(guān)，適應于注水井的分層測試。
目前河南油田分注工藝以偏心分注為主導，該工藝的優(yōu)點(diǎn)是可投撈任意層段的堵塞器，進(jìn)行調換水嘴，但是該測試工藝存在以下問(wèn)題：①由于投撈測試下投撈器等測試工具沖距至少需要５～６ｍ 以上，因此存在多個(gè)小卡距層的注水井無(wú)法細分。②偏心投撈測試調 配１個(gè) 注 水 層 水 嘴，一般需要試投、測試、不合適再試投、再測試等操作步驟，隨著(zhù)分層段數的增多以及層間干擾因素的影響，尤其是分層數超過(guò)４段以上，現場(chǎng)測試投撈工作量大，效率低。為了拓寬了注水井分層測試的應用范圍，提高注水井測試投撈效率，降低測試工作量，在河南油田開(kāi)展了注水井測調一體化分注工藝技術(shù)研究應用。
１ 技術(shù)管柱組成及工藝原理
注水井同心測調注水管柱，主要由井下可調配水器、Ｙ３４１注水封隔器、緩沖器、球座、篩管、絲堵等組成。軟件部分由電磁式同心測調儀、地面控制箱、電纜測井車(chē)及配套防噴工具組成。
工藝原理：井下可調配水器與分注管柱一起下入，Ｙ３４１注水封隔器坐封后將注水層封隔開(kāi)，電磁式同心測調儀由電纜下到分注管柱，與井下可調配水器對接。地面控制箱通過(guò)電纜傳輸流量、壓力和溫度數據，并對電磁式同心測調儀進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，進(jìn)而調節井下可調配水器固定水嘴開(kāi)度大小，實(shí)現邊測邊調。
２ 主要配套工具
２．１ 井下可調配水器
井下可調配水器主要由定位導管、上接 頭、外 筒、旋轉芯子、固定水嘴、下接頭等部件組成，如圖１
所示。定位導管上端面設計為平臺式喇叭口實(shí)現電磁式同心測調儀的可靠對接，下側壁開(kāi)有防轉卡槽實(shí)現測調時(shí)電磁式同心測調儀的防轉。旋轉式芯子由旋轉式陶瓷閥片和旋轉套組成，可以通過(guò)電磁式同心測調儀調節固定水嘴的大小開(kāi)度，控制注水量大小。
２．２ 電磁式同心測調儀
電磁式同心測調儀是同心分層注水工藝技術(shù)的關(guān)鍵儀器，其設計理念：集成流量測試與水量調節于一體，實(shí)現測調同 步；動(dòng)力傳遞設計為同心降速機制，機械結構簡(jiǎn)單，動(dòng)力傳遞效率高，測調穩定性高。主要包括以下結構，如圖２所示。
２．２．１ 直讀式電磁式流量計
主要用于實(shí)時(shí)測量流量，檢驗井下可調配水器配水量的大小，方便實(shí)現注水井各層配注量的調節，可同時(shí)測量流量、壓力、溫度三種參數。壓力、溫度傳感器均采用恒流供電的方式，流量、壓力、溫度三種電量信號*終由流量計的數字電路部分將其轉換為數字信號，得到測量數據，并通過(guò)單芯電纜載波方式將數字信號編碼并上傳到地面控制箱。
砂泥漿流量計的測量原理是基于法拉*電磁感應定律。對于帶電粒子均勻分布的流體，當磁場(chǎng)強度一定時(shí)，感應電壓與流體的流速成線(xiàn)性關(guān)系，與流體的溫度、壓力、密度和粘度等物理參數無(wú)關(guān)，所以砂泥漿流量計具有許多其它測量原理流量計無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，能實(shí)現大量程范圍的高精度測量。
２．２．２ 電動(dòng)定位裝置
主要由定位控制直流電機、減速器、定位爪等組成。定位爪通過(guò)地面控制，可以實(shí)現收攏與張開(kāi)。在與井下可調配水器定位時(shí)，電磁式同心測調儀定位裝置能夠準確坐落在定位導管的喇叭口（定位平臺）上，實(shí)現免投撈，無(wú)需投撈測試至少６ｍ 以上的沖距，因此可以將井下可調配水器間距由５～６ｍ 縮小到３．５ｍ，實(shí)現多個(gè)小卡距層細分注水。
２．２．３ 電動(dòng)調節裝置
調節錐體上的調節爪帶動(dòng)井下可調配水器內的旋轉芯子和活動(dòng)閥片轉動(dòng)，實(shí)現水量大小的調節。
３ 現場(chǎng)應用情況
完成下 Ｔ７－３７１、古３５０５、古３５０３等１２口井３井次的現場(chǎng)試驗，共測調 １３ 次，測調成功率１００％，實(shí)現了多個(gè)小卡距層的細分注水，５層分注井平均測調時(shí)間由投撈測試４天縮短為１～２天，提高了測試效率。
４ 結論
①注水井同心測調一體化分注工藝技術(shù)，擺脫了傳統投撈分注工藝需要機械導向、對接、投撈工序，適應目前多個(gè)小卡距層細分注水調配問(wèn)題。②通過(guò)注水井同心測調一體化分注工藝技術(shù)，采用邊測邊調的方式進(jìn)行流量測試與調配，將５層分注井由投撈測試４天縮短為１～２天，提高了測試效率。 ③注水井同心測調一體化分注工藝技術(shù)采用電磁式流量計測試，測試時(shí)與流體的溫度、壓力、密度和粘度等物理參數無(wú)關(guān)，適應于注水井的分層測試。