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智能型渦輪流量計(jì)在射孔層上籠統(tǒng)注聚井測試技術(shù)應(yīng)用
點(diǎn)擊次數(shù)：1803 發(fā)布時(shí)間：2021-01-13 17:36:37
摘要: 為了實(shí)現(xiàn)喇叭口位于射孔層上、低注入量、籠統(tǒng)正注井注入剖面的精確測試，在普通防噴裝置和 DLFP14 － 70T 注脂防噴裝置的基礎(chǔ)上，研究了輕型注脂噴裝置與內(nèi)流式集流智能型渦輪流量計(jì)配套技術(shù)。對比分析測試資料，結(jié)果表明使用輕型注脂電纜防噴裝置與內(nèi)流式集流智能型渦輪流量計(jì)配套技術(shù)，可以精確測試注入量低于 5 m3 /d、喇叭口位于射孔層上的籠統(tǒng)正注井。內(nèi)流式集流智能型渦輪流量計(jì)克服了脈沖中子氧活化測井在套注井中測量下限較高的缺點(diǎn)。但內(nèi)流式集流智能型渦輪流量計(jì)受管柱結(jié)構(gòu)限制，只適合于測量喇叭口位于射孔層上的籠統(tǒng)正注井。
引言
某油田主力油層發(fā)育差，采用聚驅(qū)提高采收率。聚驅(qū)試驗(yàn)開發(fā)初期，大部分管柱結(jié)構(gòu)為喇叭口位于射孔層上的籠統(tǒng)正注井，測試儀器連接扶正器( 套管) 在喇叭口處易遇阻掉井，掉井打撈困難。注入量小于 5 m3 /d的井占 30． 66% ，低于 10 m3 /d 的井占 56． 60% ，使用普通防噴裝置，日溢流量遠(yuǎn)大于 2 m3 /d，放射性相關(guān)測井測試?yán)щy。而且普通防噴裝置更換橡膠盤根、阻流管后，儀器下井困難。DLFP14 － 70T 注脂防噴裝置比較笨重，需要大型井架車吊裝。而且油田注入剖面測井井口壓力均低于 20 MPa，使用工作壓力 70 MPa、耐壓105 MPa 的 DLFP14 － 70T 注脂防噴裝置勞動(dòng)強(qiáng)度大。此外，用于驅(qū)油的聚合物母液粘度高，導(dǎo)致 Ba131( I131) 微球抱團(tuán)，放射性示蹤五參數(shù)測井無法測試。聚合物母液結(jié)垢凝結(jié)，導(dǎo)致流動(dòng)截面積變化較大，外流式智能型渦輪流量計(jì)、氧活化、放射性相關(guān)等測井采用面積法計(jì)算體積流量誤差變大。綜上所述，放射性示蹤五參數(shù)測井、放射性相關(guān)測井、氧活化測井、外流式智能型渦輪流量計(jì)不能精確測量喇叭口位于射孔層上的低注入量籠統(tǒng)正注井。本文研究輕型注脂電纜防噴裝置和內(nèi)流式集流智能型渦輪流量計(jì)測試?yán)瓤谖挥谏淇讓由系牡妥⑷肓炕\統(tǒng)正注井，既能實(shí)現(xiàn)零溢流量小流量測試，又能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本。
1 測試配套技術(shù)工作原理與結(jié)構(gòu)
1． 1 防噴裝置對比優(yōu)化
1． 1． 1 普通電纜防噴裝置
注入剖面測試中，溢流量對測量結(jié)果影響至關(guān)重要。如圖 1 所示，測井普通防噴盒采用 3 級(jí)密封: * 1 級(jí)密封為阻流管( 6) ，測 20 井次左右阻流管內(nèi)徑變大，溢流量增加; * 2 級(jí)為橡膠盤根和鋼墊( 15) ; * 3 級(jí)為橡膠盤根( 10) ，調(diào)整壓帽( 11) 松緊程度，橡膠盤根抱緊電纜; * 2 級(jí)和* 3 級(jí)密封更換一次橡膠盤根測試 3 ～ 5 井次溢流量增加。普通防噴盒無法實(shí)現(xiàn)溢流量，沒有捕捉器、防噴器和放噴組裝件。普通電纜防噴裝置工作壓力20 MPa，耐壓 40 MPa。
1． 1． 2 DLFP14 － 70T 注脂防噴裝置
如圖 2 所示，DLFP14 － 70T 注脂防噴盒有 1 個(gè)注脂口、1 個(gè)回脂口、1 個(gè)防噴盒液控口、1 個(gè)刮纜器液控口及1 個(gè)溢流口，主體內(nèi)裝有 6 根阻流管。DLFP14 － 70T 注脂防噴盒采用 4 級(jí)密封: * 1 級(jí)密封采用注脂密封，撬裝注脂泵從注脂口注入高壓高粘度密封脂于 6 根阻流管與電纜間隙; * 2 級(jí)密封采用液壓密封，氣動(dòng)液壓泵主加壓和手壓泵補(bǔ)加壓結(jié)合從防噴盒液控口注入液壓油，推動(dòng)活塞擠壓膠芯壓筒; * 3 級(jí)密封采用液壓密封，手壓泵加壓從刮纜器液控口注入液壓油，推動(dòng)活塞擠壓膠芯壓筒實(shí)現(xiàn)密封和刮油作用; * 4 級(jí)密封油杯、橡膠盤根和刮油環(huán)( 鋼 墊) 。DLFP14 － 70T 注脂防噴裝置配有液控上、下捕捉器、液控雙閘板防噴器和放噴組件，根據(jù)實(shí)際可以調(diào)整溢流量，實(shí)現(xiàn)零溢流密閉測井施工。 DLFP14 － 70T 注脂防噴裝置工作壓力 70 MPa，耐壓105 MPa。
1． 1． 3 輕型注脂防噴裝置
綜上所述，結(jié)合普通防噴裝置和 DLFP14 － 70T 注脂防噴裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研究設(shè)計(jì)輕型注脂防噴裝置。如圖 3 所示，輕型注脂防噴盒有 1 個(gè)注脂口、1個(gè)回脂口、1 個(gè)防噴盒液控口、及 1 個(gè)溢流口，主體內(nèi)裝有 2 根阻流管，但阻流管沒有護(hù)管。輕型注脂防噴盒采用 3 級(jí)密封: * 1 級(jí)密封采用注脂密封，注脂泵從注脂口注入高壓高粘度密封脂于 2 根阻流管與電纜間隙; * 2級(jí)密封采用液壓密封，手壓泵補(bǔ)加壓結(jié)合從防噴盒液控口注入液壓油，推動(dòng)活塞擠壓膠芯壓筒; * 3 級(jí)密封采用壓帽、橡膠盤根和鋼墊。輕型注脂防噴裝置。與 DLFP14 － 70T 注脂防噴裝置比較: 沒有液控上、下捕捉器和液控防噴器; 液壓密封采用手壓泵; 注脂泵采用小型氣動(dòng)液壓泵; 防噴盒沒有刮纜器密封和刮油部分; 阻流管壁厚加厚，沒有護(hù)管。輕型注脂防噴裝置工作壓力 21 MPa，耐壓 42 MPa。
通過現(xiàn)場應(yīng)用，輕型注脂防噴裝置相比普通防噴裝置有以下優(yōu)點(diǎn): 調(diào)整氣動(dòng)液壓泵、手壓泵壓力，可實(shí)現(xiàn)零溢流量密閉測井施工，確保施期間注入井工作制度不改變; 通過調(diào)整氣動(dòng)液壓泵、手壓泵壓力及回脂管上的閥門，可改變防噴盒內(nèi)壓力，保證儀器順利下井。輕型注脂防噴裝置相比 DLFP1 － 70T 注脂防噴裝置優(yōu)點(diǎn)提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。但三者的防噴盒結(jié)冰及注脂防噴裝置回脂管線冬季施工點(diǎn)測時(shí)存在結(jié)冰現(xiàn)象。
1． 2 內(nèi)流式集流智能型渦輪流量計(jì)如圖 4 所示，內(nèi)流式集流電磁組合測井儀主要采用內(nèi)流式集流智能型渦輪流量計(jì)，并組合了井溫壓力磁定位儀。利用電磁感應(yīng)原理測量平均流速，體積流量計(jì)算公為:
式中，Q 為體積流量，m3 /s; K 為儀器常數(shù)，無量綱; B為磁場強(qiáng)度，T; Ue 為感應(yīng)電壓，V; D內(nèi)為內(nèi)流道內(nèi)徑，m。內(nèi)流式克服了注聚條件下，井筒內(nèi)壁聚合物膠結(jié)物不規(guī)則導(dǎo)致流動(dòng)橫截面積無規(guī)律變化的影響，集流式提高了內(nèi)流道流體流速，從而提高了流量的測量準(zhǔn)確度和測量下限，測量范圍為 0 ～ 140 m3 /d。
2 輕型注脂防噴裝置與內(nèi)流式集流智能型渦輪流量計(jì)配套技術(shù)應(yīng)用
在實(shí)際應(yīng)用中，使用輕型注脂防噴裝置與內(nèi)流式集流智能型渦輪流量計(jì)配套技術(shù)對喇叭口在射孔層上注聚井進(jìn)行測試。輕型注脂防噴裝置與內(nèi)流式集流智能型渦輪流量計(jì)配套技術(shù)施工工藝參見文獻(xiàn)，測試情況見表 1 所示，低注入量井( ≤10 m3 /d) 占到 56． 60% 。
2． 1 內(nèi)流式集流電磁流量與氧活化測井對比
表 2 為 X 井內(nèi)流式集流電磁流量與氧活化測井 2 種測試方式點(diǎn)測結(jié)果。X 井全井注聚30 m3 /d，內(nèi)流式集流電磁流量測井反映 6 個(gè)吸液層，氧活化測井反映 2 個(gè)層吸液。在 1 098． 2 m 處，氧活化測井合層 20． 4 m3 /d，內(nèi)流式集流電磁流量測井合層 17． 5 m3 /d，液量相近; 而在1 104． 0 m 內(nèi)流式集流電磁流量測井合層吸液量10． 2 m3 /d，氧活化測井合層吸液量 0 m3 /d; 在 1 110． 0、1 112． 1 m處氧活化測井無吸液量顯示，但內(nèi)流式集流電磁流量測井均有吸液量顯示。
表 2 結(jié)果表明，氧活化測井在套注井中測量下限較高，低于 20 m3 /d 就無法得到測試結(jié)果。而內(nèi)流式集流電磁流量測井在套注井中的測試克服了這方面的缺點(diǎn)測量下限可以到 0． 2 m3 /d。但是內(nèi)流式集流電磁流量測井只適合喇叭口在射孔層以上籠統(tǒng)正注井測試，配注井和籠統(tǒng)上返井都無法測試。內(nèi)流式集流電磁流量測井也適合喇叭口在射孔層以上籠統(tǒng)正注注水、注三元井測試，因?yàn)樗⑷敢旱碾妼?dǎo)率大于聚合物母液。
2． 2 溢流量對測試結(jié)果的影響
根據(jù)地質(zhì)需要，對 XX 井進(jìn)行內(nèi)流式集流電磁流量測井。如表 3 所示，* 1 次使用普通防噴裝置，在 889. 0、 892. 0、894. 0、896. 9、896. 9、900. 0 m 處內(nèi)流式集流電磁流量測井測試結(jié)果均為零，無法判斷該注聚井不吸液還是注入的聚合物從防噴裝置漏失。* 2 次使用輕型注脂防噴裝置測試，錄取資料結(jié)果是*一點(diǎn)全井注入量 5 m3 /d，說明* 1 次使用普通防噴裝置，全井注入量全部漏失。889. 0、892. 0、896. 9 m 三個(gè)層分別吸液 1. 6、 3. 0、0. 4 m3 /d。結(jié)果表明注入量低于 5 m3 /d 時(shí)，使用普通防噴裝置，溢流量對于低注入井測量結(jié)果至關(guān)重要。
3 結(jié)論
1) 輕型注脂防噴裝置與內(nèi)流式集流智能型渦輪流量計(jì)配套技術(shù)對喇叭口在射孔層上籠統(tǒng)注聚、注水、注三元井進(jìn)行測試，特別適合低注入量井，內(nèi)流式集流智能型渦輪流量計(jì)測量下限可以達(dá)到 0． 2 m3 /d。 2) 氧活化測井在套注井中測 量下限較高，低 于20 m3 /d 就無法得到測試結(jié)果。 3) 使用普通防噴裝置，溢流量對于低注入井測量結(jié)果至關(guān)重要，而輕型注脂防噴裝置解決了溢流量對測試結(jié)果的影響。 4) 氣溫較低時(shí)，輕型注脂防噴裝置存在結(jié)冰風(fēng)險(xiǎn)，與其配套內(nèi)流式集流電磁流量測井只適合喇叭口在射孔層上的籠統(tǒng)正注井。
引言
某油田主力油層發(fā)育差，采用聚驅(qū)提高采收率。聚驅(qū)試驗(yàn)開發(fā)初期，大部分管柱結(jié)構(gòu)為喇叭口位于射孔層上的籠統(tǒng)正注井，測試儀器連接扶正器( 套管) 在喇叭口處易遇阻掉井，掉井打撈困難。注入量小于 5 m3 /d的井占 30． 66% ，低于 10 m3 /d 的井占 56． 60% ，使用普通防噴裝置，日溢流量遠(yuǎn)大于 2 m3 /d，放射性相關(guān)測井測試?yán)щy。而且普通防噴裝置更換橡膠盤根、阻流管后，儀器下井困難。DLFP14 － 70T 注脂防噴裝置比較笨重，需要大型井架車吊裝。而且油田注入剖面測井井口壓力均低于 20 MPa，使用工作壓力 70 MPa、耐壓105 MPa 的 DLFP14 － 70T 注脂防噴裝置勞動(dòng)強(qiáng)度大。此外，用于驅(qū)油的聚合物母液粘度高，導(dǎo)致 Ba131( I131) 微球抱團(tuán)，放射性示蹤五參數(shù)測井無法測試。聚合物母液結(jié)垢凝結(jié)，導(dǎo)致流動(dòng)截面積變化較大，外流式智能型渦輪流量計(jì)、氧活化、放射性相關(guān)等測井采用面積法計(jì)算體積流量誤差變大。綜上所述，放射性示蹤五參數(shù)測井、放射性相關(guān)測井、氧活化測井、外流式智能型渦輪流量計(jì)不能精確測量喇叭口位于射孔層上的低注入量籠統(tǒng)正注井。本文研究輕型注脂電纜防噴裝置和內(nèi)流式集流智能型渦輪流量計(jì)測試?yán)瓤谖挥谏淇讓由系牡妥⑷肓炕\統(tǒng)正注井，既能實(shí)現(xiàn)零溢流量小流量測試，又能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本。
1 測試配套技術(shù)工作原理與結(jié)構(gòu)
1． 1 防噴裝置對比優(yōu)化
1． 1． 1 普通電纜防噴裝置
注入剖面測試中，溢流量對測量結(jié)果影響至關(guān)重要。如圖 1 所示，測井普通防噴盒采用 3 級(jí)密封: * 1 級(jí)密封為阻流管( 6) ，測 20 井次左右阻流管內(nèi)徑變大，溢流量增加; * 2 級(jí)為橡膠盤根和鋼墊( 15) ; * 3 級(jí)為橡膠盤根( 10) ，調(diào)整壓帽( 11) 松緊程度，橡膠盤根抱緊電纜; * 2 級(jí)和* 3 級(jí)密封更換一次橡膠盤根測試 3 ～ 5 井次溢流量增加。普通防噴盒無法實(shí)現(xiàn)溢流量，沒有捕捉器、防噴器和放噴組裝件。普通電纜防噴裝置工作壓力20 MPa，耐壓 40 MPa。
1． 1． 2 DLFP14 － 70T 注脂防噴裝置
如圖 2 所示，DLFP14 － 70T 注脂防噴盒有 1 個(gè)注脂口、1 個(gè)回脂口、1 個(gè)防噴盒液控口、1 個(gè)刮纜器液控口及1 個(gè)溢流口，主體內(nèi)裝有 6 根阻流管。DLFP14 － 70T 注脂防噴盒采用 4 級(jí)密封: * 1 級(jí)密封采用注脂密封，撬裝注脂泵從注脂口注入高壓高粘度密封脂于 6 根阻流管與電纜間隙; * 2 級(jí)密封采用液壓密封，氣動(dòng)液壓泵主加壓和手壓泵補(bǔ)加壓結(jié)合從防噴盒液控口注入液壓油，推動(dòng)活塞擠壓膠芯壓筒; * 3 級(jí)密封采用液壓密封，手壓泵加壓從刮纜器液控口注入液壓油，推動(dòng)活塞擠壓膠芯壓筒實(shí)現(xiàn)密封和刮油作用; * 4 級(jí)密封油杯、橡膠盤根和刮油環(huán)( 鋼 墊) 。DLFP14 － 70T 注脂防噴裝置配有液控上、下捕捉器、液控雙閘板防噴器和放噴組件，根據(jù)實(shí)際可以調(diào)整溢流量，實(shí)現(xiàn)零溢流密閉測井施工。 DLFP14 － 70T 注脂防噴裝置工作壓力 70 MPa，耐壓105 MPa。
1． 1． 3 輕型注脂防噴裝置
綜上所述，結(jié)合普通防噴裝置和 DLFP14 － 70T 注脂防噴裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研究設(shè)計(jì)輕型注脂防噴裝置。如圖 3 所示，輕型注脂防噴盒有 1 個(gè)注脂口、1個(gè)回脂口、1 個(gè)防噴盒液控口、及 1 個(gè)溢流口，主體內(nèi)裝有 2 根阻流管，但阻流管沒有護(hù)管。輕型注脂防噴盒采用 3 級(jí)密封: * 1 級(jí)密封采用注脂密封，注脂泵從注脂口注入高壓高粘度密封脂于 2 根阻流管與電纜間隙; * 2級(jí)密封采用液壓密封，手壓泵補(bǔ)加壓結(jié)合從防噴盒液控口注入液壓油，推動(dòng)活塞擠壓膠芯壓筒; * 3 級(jí)密封采用壓帽、橡膠盤根和鋼墊。輕型注脂防噴裝置。與 DLFP14 － 70T 注脂防噴裝置比較: 沒有液控上、下捕捉器和液控防噴器; 液壓密封采用手壓泵; 注脂泵采用小型氣動(dòng)液壓泵; 防噴盒沒有刮纜器密封和刮油部分; 阻流管壁厚加厚，沒有護(hù)管。輕型注脂防噴裝置工作壓力 21 MPa，耐壓 42 MPa。
通過現(xiàn)場應(yīng)用，輕型注脂防噴裝置相比普通防噴裝置有以下優(yōu)點(diǎn): 調(diào)整氣動(dòng)液壓泵、手壓泵壓力，可實(shí)現(xiàn)零溢流量密閉測井施工，確保施期間注入井工作制度不改變; 通過調(diào)整氣動(dòng)液壓泵、手壓泵壓力及回脂管上的閥門，可改變防噴盒內(nèi)壓力，保證儀器順利下井。輕型注脂防噴裝置相比 DLFP1 － 70T 注脂防噴裝置優(yōu)點(diǎn)提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。但三者的防噴盒結(jié)冰及注脂防噴裝置回脂管線冬季施工點(diǎn)測時(shí)存在結(jié)冰現(xiàn)象。
1． 2 內(nèi)流式集流智能型渦輪流量計(jì)如圖 4 所示，內(nèi)流式集流電磁組合測井儀主要采用內(nèi)流式集流智能型渦輪流量計(jì)，并組合了井溫壓力磁定位儀。利用電磁感應(yīng)原理測量平均流速，體積流量計(jì)算公為:
式中，Q 為體積流量，m3 /s; K 為儀器常數(shù)，無量綱; B為磁場強(qiáng)度，T; Ue 為感應(yīng)電壓，V; D內(nèi)為內(nèi)流道內(nèi)徑，m。內(nèi)流式克服了注聚條件下，井筒內(nèi)壁聚合物膠結(jié)物不規(guī)則導(dǎo)致流動(dòng)橫截面積無規(guī)律變化的影響，集流式提高了內(nèi)流道流體流速，從而提高了流量的測量準(zhǔn)確度和測量下限，測量范圍為 0 ～ 140 m3 /d。
2 輕型注脂防噴裝置與內(nèi)流式集流智能型渦輪流量計(jì)配套技術(shù)應(yīng)用
在實(shí)際應(yīng)用中，使用輕型注脂防噴裝置與內(nèi)流式集流智能型渦輪流量計(jì)配套技術(shù)對喇叭口在射孔層上注聚井進(jìn)行測試。輕型注脂防噴裝置與內(nèi)流式集流智能型渦輪流量計(jì)配套技術(shù)施工工藝參見文獻(xiàn)，測試情況見表 1 所示，低注入量井( ≤10 m3 /d) 占到 56． 60% 。
2． 1 內(nèi)流式集流電磁流量與氧活化測井對比
表 2 為 X 井內(nèi)流式集流電磁流量與氧活化測井 2 種測試方式點(diǎn)測結(jié)果。X 井全井注聚30 m3 /d，內(nèi)流式集流電磁流量測井反映 6 個(gè)吸液層，氧活化測井反映 2 個(gè)層吸液。在 1 098． 2 m 處，氧活化測井合層 20． 4 m3 /d，內(nèi)流式集流電磁流量測井合層 17． 5 m3 /d，液量相近; 而在1 104． 0 m 內(nèi)流式集流電磁流量測井合層吸液量10． 2 m3 /d，氧活化測井合層吸液量 0 m3 /d; 在 1 110． 0、1 112． 1 m處氧活化測井無吸液量顯示，但內(nèi)流式集流電磁流量測井均有吸液量顯示。
表 2 結(jié)果表明，氧活化測井在套注井中測量下限較高，低于 20 m3 /d 就無法得到測試結(jié)果。而內(nèi)流式集流電磁流量測井在套注井中的測試克服了這方面的缺點(diǎn)測量下限可以到 0． 2 m3 /d。但是內(nèi)流式集流電磁流量測井只適合喇叭口在射孔層以上籠統(tǒng)正注井測試，配注井和籠統(tǒng)上返井都無法測試。內(nèi)流式集流電磁流量測井也適合喇叭口在射孔層以上籠統(tǒng)正注注水、注三元井測試，因?yàn)樗⑷敢旱碾妼?dǎo)率大于聚合物母液。
2． 2 溢流量對測試結(jié)果的影響
根據(jù)地質(zhì)需要，對 XX 井進(jìn)行內(nèi)流式集流電磁流量測井。如表 3 所示，* 1 次使用普通防噴裝置，在 889. 0、 892. 0、894. 0、896. 9、896. 9、900. 0 m 處內(nèi)流式集流電磁流量測井測試結(jié)果均為零，無法判斷該注聚井不吸液還是注入的聚合物從防噴裝置漏失。* 2 次使用輕型注脂防噴裝置測試，錄取資料結(jié)果是*一點(diǎn)全井注入量 5 m3 /d，說明* 1 次使用普通防噴裝置，全井注入量全部漏失。889. 0、892. 0、896. 9 m 三個(gè)層分別吸液 1. 6、 3. 0、0. 4 m3 /d。結(jié)果表明注入量低于 5 m3 /d 時(shí)，使用普通防噴裝置，溢流量對于低注入井測量結(jié)果至關(guān)重要。
3 結(jié)論
1) 輕型注脂防噴裝置與內(nèi)流式集流智能型渦輪流量計(jì)配套技術(shù)對喇叭口在射孔層上籠統(tǒng)注聚、注水、注三元井進(jìn)行測試，特別適合低注入量井，內(nèi)流式集流智能型渦輪流量計(jì)測量下限可以達(dá)到 0． 2 m3 /d。 2) 氧活化測井在套注井中測 量下限較高，低 于20 m3 /d 就無法得到測試結(jié)果。 3) 使用普通防噴裝置，溢流量對于低注入井測量結(jié)果至關(guān)重要，而輕型注脂防噴裝置解決了溢流量對測試結(jié)果的影響。 4) 氣溫較低時(shí)，輕型注脂防噴裝置存在結(jié)冰風(fēng)險(xiǎn)，與其配套內(nèi)流式集流電磁流量測井只適合喇叭口在射孔層上的籠統(tǒng)正注井。