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运用电磁流量计实时监控注水井里面液位变化

来源:作者:发表时间:2020-01-04 13:59:58

    摘 要:针对目前河南油田钢丝偏心投捞分层测试中,存在多个小卡距层及分层段数超过4段以上多级多段难以细分注水等问题,开展了注水井测调一体化工艺技术研究。通过研究配套电磁式同心测调仪、井下可调配水器等仪器和工具,将配水器间距由5~6m 缩小到3.5m,实现多个小卡距层细分注水,拓宽了注水井分层测试的应用范围。将5层分注井由投捞测试4天缩短为1~2天,提高了测试效率。

    目前河南油田分注工艺以偏心分注为主导,该工艺的优点是可投捞任意层段的堵塞器,进行调换水嘴,但是该测试工艺存在以下问题:①由于投捞测试下投捞器等测试工具冲距至少需要5~6m 以上,因此存在多个小卡距层的注水井无法细分。②偏心投捞测试调 配1个 注 水 层 水 嘴,一般需要试投、测试、不合适再试投、再测试等操作步骤,随着分层段数的增多以及层间干扰因素的影响,尤其是分层数超过4段以上,现场测试投捞工作量大,效率低。为了拓宽了注水井分层测试的应用范围,提高注水井测试投捞效率,降低测试工作量,在河南油田开展了注水井测调一体化分注工艺技术研究应用。

    1 技术管柱组成及工艺原理
    注水井同心测调注水管柱,主要由井下可调配水器、Y341注水封隔器、缓冲器、球座、筛管、丝堵等组成。软件部分由电磁式同心测调仪、地面控制箱、电缆测井车及配套防喷工具组成。

    工艺原理:井下可调配水器与分注管柱一起下入,Y341注水封隔器坐封后将注水层封隔开,电磁式同心测调仪由电缆下到分注管柱,与井下可调配水器对接。地面控制箱通过电缆传输流量、压力和温度数据,并对电磁式同心测调仪进行实时控制,进而调节井下可调配水器固定水嘴开度大小,实现边测边调。

    2 主要配套工具
    2.1 井下可调配水器
    井下可调配水器主要由定位导管、上接 头、外 筒、旋转芯子、固定水嘴、下接头等部件组成,如图1

 

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    所示。定位导管上端面设计为平台式喇叭口实现电磁式同心测调仪的可靠对接,下侧壁开有防转卡槽实现测调时电磁式同心测调仪的防转。旋转式芯子由旋转式陶瓷阀片和旋转套组成,可以通过电磁式同心测调仪调节固定水嘴的大小开度,控制注水量大小。

    2.2 电磁式同心测调仪
    电磁式同心测调仪是同心分层注水工艺技术的关键仪器,其设计理念:集成流量测试与水量调节于一体,实现测 调 同 步;动 力 传 递 设 计 为 同 心 降 速 机制,机械结构简单,动力传递效率高,测调稳定性高。主要包括以下结构,如图2所示。

 

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    2.2.1 直读式电磁式流量计
    主要用于实时测量流量,检验井下可调配水器配水量的大小,方便实现注水井各层配注量的调节,可同时测量流量、压力、温度三种参数。压力、温度传感器均采用恒流供电的方式,流量、压力、温度三种电量信号最终由流量计的数字电路部分将其转换为数字信号,得到测量数据,并通过单芯电缆载波方式将数字信号编码并上传到地面控制箱。

    电磁流量计的测量原理是基于法拉第电磁感应定律。对于带电粒子均匀分布的流体,当磁场强度一定时,感应电压与流体的流速成线性关系,与流体的温度、压力、密度和粘度等物理参数无关,所以电磁流量计具有许多其它测量原理流量计无可比拟的优点,能实现大量程范围的高精度测量。


    2.2.2 电动定位装置
    主要由定位控制直流电机、减速器、定位爪等组成。定位爪 通 过 地 面 控 制,可以实现收拢与张开。在与井下可调配水器定位时,电磁式同心测调仪定位装置能够准确坐落在定位导管的喇叭口(定位平台)上,实现免投捞,无需投捞测试至少6m 以上的冲距,因此可以将井下可调配水器间距由5~6m 缩小到3.5m,实现多个小卡距层细分注水。


    2.2.3 电动调节装置
    调节锥体上的调节爪带动井下可调配水器内的旋转芯子和活动阀片转动,实现水量大小的调节。

    3 现场应用情况
    完成下 T7-371、古3505、古3503等12口 井35井 次 的 现 场 试 验,共 测 调 13 次,测 调 成 功 率100%,实现了多 个 小 卡 距 层 的 细 分 注 水,5层 分 注井平均测调时间由投捞测试4天缩短为1~2天,提高了测试效率。

    4 结论
    ①注水井同心测调一体化分注工艺技术,摆脱了传统投捞 分 注 工 艺 需 要 机 械 导 向、对 接、投 捞 工序,适应目前多个小卡距层细分注水调配问题。②通过注水井同心测调一体化分注工艺技术,采用边测边调的方式进行流量测试与调配,将5层分注井由投捞测试4天缩短为1~2天,提高了测试效率。 ③注水井同心测调一体化分注工艺技术采用电磁式流量计测试,测试时与流体的温度、压力、密度和粘度等物理参数无关,适应于注水井的分层测试。