摘要：低滲透油田水平井產(chǎn)液量低，目前使用的水平井產(chǎn)液剖面測井儀器的流量測量下限偏高，造成低滲透油藏水平井測量結(jié)果偏差較大，影響了測井資料的正確率，為此選擇了水平井井下浮子流量計(jì)，該流量計(jì)克服了渦輪流量計(jì)不適應(yīng)低液量水平井的不足，確保了分段流量測試結(jié)果的正確率。水平井井下浮子流量計(jì)室內(nèi)現(xiàn)場應(yīng)用均取得了良好效果，流量測試結(jié)果不受含水率和井斜角的影響，啟動(dòng)排量僅為0.5m3/d，流量測量誤差在4%以內(nèi)，解決了現(xiàn)有的渦輪流量計(jì)在流量低時(shí)測量結(jié)果不準(zhǔn)確、甚至渦輪不啟動(dòng)的問題。
　　流量測量在油田動(dòng)態(tài)監(jiān)測中的地位變得越來越重要[1]。國內(nèi)的低滲透油田水平井普遍存在改造段數(shù)多、單井產(chǎn)量低[2-3]等問題，部分油田單井產(chǎn)液量為1～10m3/d，有的甚至低于5m3/d。產(chǎn)液剖面測井儀器的流量測量下限偏高，造成低滲透油藏水平井測量結(jié)果偏差較大，影響測井資料的正確率[4-5]。
　　針對(duì)上述問題，借鑒直井中使用的浮子流量計(jì)，水平井井下浮子流量計(jì)，該流量計(jì)克服了常規(guī)渦輪流量計(jì)在流量低時(shí)測量結(jié)果不準(zhǔn)確、甚至不啟動(dòng)的問題[6]，實(shí)現(xiàn)了低滲透油藏水平井流量分段測試。
1水平井井下浮子流量計(jì)設(shè)計(jì)
1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工作原理
　　水平井井下浮子流量計(jì)結(jié)構(gòu)如圖1所示。流量護(hù)管為錐形孔結(jié)構(gòu)，加大了浮子與流量護(hù)管的間隙，提高了浮子流量計(jì)井下運(yùn)行的可靠性。采用螺線管線圈式自感傳感器原理，可以測量0.01μm~50mm的機(jī)械位移，同時(shí)浮子采用鈦合金材質(zhì)，提高了密封性。

　　測試期間給浮子感應(yīng)線圈提供恒定的電流激勵(lì)，水平狀態(tài)下利用彈簧彈性力使得流體流經(jīng)浮子前后產(chǎn)生壓差，被測介質(zhì)通過過流通道克服彈簧彈性力推動(dòng)套在推桿上的浮子組件移動(dòng)，帶動(dòng)浮子組件上的滑套外部銜鐵發(fā)生位移，不同流量下浮子穩(wěn)定在一定的相應(yīng)位置，引起感應(yīng)線圈中磁阻變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。感應(yīng)電動(dòng)勢經(jīng)濾波放大輸入單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理，從而測出流量值（圖2）。

1.2主要技術(shù)參數(shù)與性能特點(diǎn)
　　儀器最大外徑89mm，工作溫度150℃，最大工作壓力≤60MPa，流量測量范圍1~45m3/d，測量誤差±5%，采樣間隔3s。
流量計(jì)的主要性能特點(diǎn)如下：
（1）為了適應(yīng)水平井井下惡劣的工作條件，在水平井井下浮子流量計(jì)進(jìn)液口增加割縫篩管以降低砂卡程度，充分考慮高壓密封性及防震抗沖擊性，確保了儀器在井下工作的長期穩(wěn)定。
（2）流量計(jì)采用橋式雙通道結(jié)構(gòu)，液壓坐封時(shí)流體從外管和隔離管之間的環(huán)空過流通道流過，此時(shí)浮子保護(hù)單向閥單向截止，保證坐封液壓力不影響浮子組件。生產(chǎn)時(shí)本層產(chǎn)液從過橋孔經(jīng)底部進(jìn)液口進(jìn)入，從隔離管與儀器環(huán)空空間流過，其他層產(chǎn)液從隔離管與外管環(huán)空空間流過，互不干擾，確保了多段壓裂水平井測試順利。
（3）水平狀態(tài)下浮子采用了鈦合金材質(zhì)和浮子+彈簧式結(jié)構(gòu)，不同流量下浮子穩(wěn)定在一定的位置，從而提高密封性。同時(shí)增加浮子限位結(jié)構(gòu)，過流通道采用錐形結(jié)構(gòu)，可加大浮子與流量護(hù)管間隙，防止浮子運(yùn)動(dòng)時(shí)卡死。
2室內(nèi)實(shí)驗(yàn)
2.1含水率響應(yīng)
　　在油水兩相介質(zhì)下進(jìn)行了含水率響應(yīng)實(shí)驗(yàn)。在浮子流量計(jì)垂直狀態(tài)下進(jìn)行流量檢定，流量為0、1、2……10m3/d，分別選擇含水率為100%、80%、40%進(jìn)行流量測試，對(duì)流量刻度進(jìn)行曲線擬合（圖3）。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)流經(jīng)浮子流量計(jì)的流量超過0.5m3/d時(shí)，在相同含水率情況下不同流量的計(jì)數(shù)響應(yīng)呈很好的線性關(guān)系，確定浮子流量計(jì)啟動(dòng)流量為0.5m3/d。另外，在一定井筒角度、不同流量的情況下，當(dāng)含水率發(fā)生變化時(shí)，油水界面的變化并不明顯，且不同含水率下的流量測試曲線基本重合，說明含水率對(duì)浮子流量計(jì)的影響可忽略。
2.2傾角響應(yīng)
　　將儀器分別處于水平（90°）和負(fù)角度（-30°）（即進(jìn)液口低于出液口）狀態(tài)下，流量為0、1、2……10m3/d，分別選擇含水率為100%、80%、40%進(jìn)行流量測試實(shí)驗(yàn)，對(duì)流量刻度進(jìn)行曲線擬合（圖4、圖5）。


　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在水平（90°）和負(fù)角度（-30°）狀態(tài)下，流量響應(yīng)不受流動(dòng)管道傾斜角度的影響，儀器標(biāo)定只需在水平條件下刻度即可。
　　同時(shí)在多角度下對(duì)浮子流量計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：在水平與垂直狀態(tài)流量測量最大誤差4%；在負(fù)角度下由于浮子本身質(zhì)量的原因誤差高達(dá)13%；樣機(jī)通過測量并轉(zhuǎn)換而來的平均相關(guān)流速與標(biāo)準(zhǔn)流量呈很好的線性關(guān)系（表1）。

3現(xiàn)場應(yīng)用
　　在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)取得成功的基礎(chǔ)上，水平井井下浮子流量計(jì)流量測試的正確率，利用油管和雙封單卡工藝將水平井井下浮子流量計(jì)輸送到水平井井段，對(duì)該井噴點(diǎn)1進(jìn)行了測試，同時(shí)對(duì)地面單量進(jìn)行液量驗(yàn)證。
　　該井射孔7段，測試前日產(chǎn)液16.07m3，含水率100%。儀器設(shè)置采樣間隔為10min，6天后起出，測得噴點(diǎn)1單層流量為3.77m3/d，地面單量噴點(diǎn)1的日產(chǎn)液為3.61m3/d。測試流量與實(shí)際單量結(jié)果接近，流量測試誤差4.3%（圖6）。

4結(jié)論
　　水平井井下浮子流量計(jì)滿足了低滲透油藏水平井低產(chǎn)液量分段流量測試的需要，解決了常規(guī)流量計(jì)啟動(dòng)排量低的問題。使用該流量計(jì)，提高了低流量水平井產(chǎn)液量測試的正確率，可為掌握水平井生產(chǎn)層段產(chǎn)液信息及油藏合理開采提供依據(jù)。

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