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不同注入量下Sondex全井眼涡轮流量计应用实例

不同注入量下Sondex全井眼涡轮流量计应用实例,列出了Sondex公司全井眼流量计的性能指标。通过分析某注水井测井实例, 说明针对不同注入量, 应该优化测井设计, 选用合适的涡轮流量计类型, 注意区分使用上测、下测叶片类型, 从而得到有效、高质量的数据。
  Sondex全井眼涡轮流量计有多种类型, 在油田注入产出剖面测量时常常惯性地选用某种类型。在一般情况下该种流量计可能工作得很好, 但当条件发生变化时, 测得的数据就没有那么好, 甚至可能是无效数据。本文列举了Sondex全井眼涡轮流量计的性能指标, 并通过一个很有启发性的注入剖面测井实例, 说明了仪器类型选择和测前设计的重要性。
1、仪器介绍:
  Sondex全井眼涡轮流量计利用液体流动推动叶片旋转进行测量, 所测曲线单位为rps (转每秒) 。利用HALL效应, 旋转被检测到, 每一转产生10个脉冲信号, 分辨率为0.1 rps。测量值进而可以转换为流速[1]。仪器外径比较细, 有1~11/16 in (1 in=2.54cm) 和1~1/2 in两种, 可以收拢起来进出油管, 然后在套管里打开进行测量 (见图1) 。可以测量气体、液体上行流动和下行流动[2]。
全井眼涡轮流量计涡轮叶片占井眼的面积大, 所以流速测量精度比较高, 流速的测量范围也比较宽, 启动门槛速度低。测量上限能达到500 ft/min (1ft=0.304 8 m) , 精度能达到正负2 ft/min, 分辨率为0.1 rps, 水中启动门槛速度为1.7~2.5 ft/min[3]。
2、应用实例:
  X-30是一口注水井, 测量段位于外径为7 in, 内径为6.366 in的套管中, 共有6个射孔层段, 分布于1 251.5~1 316.5 m之间。测井目的是想搞清楚各射孔层段的吸水量多少, 得到注入剖面, 从而为油田优化注采提供依据。
流量测量使用的Sondex全井眼涡轮流量计为CFBM-028 (Caged Full Bore Flowmeter) , 测量分为上测, 下测各5趟, 测速为10, 15, 20, 25, 30 m/min。测得的原始曲线如图2所示。流量曲线的曲线名为CFB, 单位为rps。
  容易发现, 第4道 (CFB道) 中, 在第1、第4、第5射孔段, CFB流量曲线均出现台阶状变化, 反映吸水;在第2、第3、第6射孔段, CFB流量曲线没有明显的台阶状变化, 反映吸水不多或者不吸。还有一个现象值得注意, 在第1个射孔段以上 (1 251.5m以上) , 上测5趟的CFB流量曲线重叠在一起。这5趟CFB流量曲线对应的是不同的上测速度, 重叠在一起是不应该的。同时对CFB曲线进行刻度计算时发现, 1 251.5 m之上刻度段对应的数据明显异常 (见图3中虚线圈中的点) , 其线性关系明显与一般理论规律[2]违背, 与其他几组刻度段数据的趋势也完全不同。因而后续计算时, 1 251.5 m之上这些上测时的异常数据点只能排除在外, 不能参与计算。
  因为异常均发生在上测时, 而且位置均为所有射孔段之上仪器处于总注水的冲击下, 因而怀疑在上测时, 由于仪器与注入水相对速度过大, 导致叶片受力超过极限发生收拢, 测量值不正常。
  后来查阅了文献资料, 发现涡轮其实可以进一步细分为测向上流动的涡轮叶片 (upflow spinner) 的和测向下流动的涡轮叶片 (downflow spinner的) [3]。两种叶片对上、下流量都可以同时测量, 但因为结构不一样, 上测、下测方面各有侧重。测向上流动的叶片, 也就是本井中使用的涡轮流量计叶片类型, 主要适用于测向上的流动www.ngyibiao.com, 仪器手册中标称的7 in套管中能测量的蕞大流量是28 250 bbl/d (1 bbl=0.028 316 8 m3) 。但这里所说的蕞大测量流量是针对向上的流量说的;如果是注水井, 水流方向向下, 则仪器所能工作的流量上限应该远低于28 250 bbl/d。也就是说, 当水流方向向下时, 使用这种叶片, 仪器只会在较小范围内正常工作。
  后来在另一份材料上找到, Sondex厂家建议在向下流动速度超过240 ft/min时就使用测向下流动的涡轮叶片 (downflow spinner) [4]。本井地面计量的总注入量大约为11 000 bbl/d, 对应流速约为193.6 ft/min。又考虑到注入水和电缆之间的相对速度, 上测时电缆运动方向和注入水流动方向相反, 相对速度要大于注入水流速;下测时电缆运动方向和注入水流动方向相同, 相对速度要小于注入水流速。
上测时, 1 251.5 m以上涡轮被总的注入水所冲击, 相对速度与厂家建议的向下流动的流速极限很接近, 所以出现了CFB曲线异常。
下测时相对速度比较小, 所以CFB曲线没有出现如上测时的异常。
  因而本井在1 251.5m以上,上测曲线为无效数据, 浪费了测井时间。如果能测前了解清楚注入量的大小, 做好测井设计, 测速上加以优化或者直接采用测向下流动的涡轮 (downflow spinner) , 将会保证测井数据的有效性和质量。
3、结束语:
  为了高效、高质量地进行注入剖面测量, 需要结合井的实际情况, 如注入量、流体类型、套管内径大小, 合理选择流量计及叶片类型, 确保仪器测量范围适合;做好测前设计, 设计合理的上测、下测测速;测量时根据现场实际情况及时调整测井方案。
点击次数:  更新时间:2018-11-28 11:18:18  【打印此页】  【关闭