連續流量檢測技術在分層注水井中的應用與研究

　　摘要：分層注水管柱的發展經歷了三個階段：固定式配水管柱、空心式配水管柱（活動式配水管柱）和偏心式配水管柱，與之相對應的配套分層注水量檢測技術分別是地面水表計量、投球測試和井下流量計測試。
　　關鍵詞：注水；流量；檢測 ；技術
　　一、技術現狀
　　分層注水管柱的發展經歷了三個階段：固定式配水管柱、空心式配水管柱（活動式配水管柱）和偏心式配水管柱，與之相對應的配套分層注水量檢測技術分別是地面水表計量、投球測試和井下流量計測試。其中，偏心分層注水工藝和與之相配套的集流式分層注水量測試技術，從二十世紀60年代產生，一直應用至今，并且從機械的浮子流量計發展到現在的電子存儲式流量計，以及電磁流量計、超聲波流量計，渦輪流量計等。但是，在測試工藝上，均采用密封段的座封液流通道的集流方式測試注水量，而且暴露出了許多問題，嚴重影響了分層注水量的測試精度。
　　二、存在問題及分析
　　集流式分層注水量測試技術是偏心分層注水工藝的重要組成部分，它采用壓縮式密封段，利用密封段上、下壓差及流量計和加重桿的重量，使密封膠圈擴張后封住偏心配水器的環形通道，迫使注入水從密封段中部的流量通道通過，從而計量出液流量。但是，這種方法目前暴露出了越來越多的問題，影響到了測試精度，主要表現是密封段座不嚴而產生測量誤差。
　　經過調試若干口井的統計資料表明，檢測不合格的原因多種多樣，如卡浮子、壓力波動和無法說清的不合格因素，其中就包括密封段座不嚴的因素，而且是主要因素。
　　對于驗封不密封的情況，而且不密封的層段主要為下部的層段，開始認為是封隔器失效，進行作業施工起出管柱后，封隔器除一級破損外，其余完好無損，而且釋放到位，沒有不密封的跡象。
　　三、 基本原理
　　在注水管柱進行非集流測試有二種方法，一種是定點測試，一種是連續測試。由于注水管柱內壁存在結垢現象，如果采用定點檢測，在某一點的結垢厚度發生變化后，測試出的視流量值是不同的。而采用連續勻速流量測試，則測試的是某一井段內的相對流量，通過計算平均值，克服了定點測試的測試誤差這一缺點。
　　目前應用的井下流量計有渦輪、電磁、超聲波、浮子和質量流量計。進行連續勻速運動時，只有渦輪表現出了良好的深度—流量線形關系，并且在測井工程中得到了廣泛的應用。因此，設計了小直徑渦輪存儲式井下流量計。測試時，將流量計下入目前層段以下，然后勻速上提，在偏心下由于上提產生一個相對流量，該流量為基準視流量，當渦輪通過配水器時，由于管柱縮徑，在工作筒內流速加大，產生一個流量尖峰，這一尖峰是典型的分層標志，如果上下層流量發生明顯變化，在尖峰的上下部之間會出現一個視流量差，從曲線上明顯地反映出一個臺階，由從下向上，流量逐層增加，最后在偏Ⅰ上部停止上提，測量全井絕對注水量。完成測試后，通過回放設備將存儲的數據回放于PDA手掌電腦上，計算機軟件計算出各層視流量的相對百分數，乘以全井流量后，得出各層的注水量。
　　四、現場應用和試驗
　　應用連續流量計進行現場試驗，并分別與地面水表流量，浮子流量計進行了數據對比，獲得了預期得技術效果。
　　（一） 流量計標定
　　流量計完成加工和承壓試驗后，首先進行了室內標定，確定不同管徑下非集流檢測的流量換算系數。
　　井下流量計標定裝置，標定啟動流量為5 m3/d，完成流量為200 m3/d。標定結果顯示，隨著流量的增加，儀器的系統誤差越小，同時表現出明顯的線性特征。
　　（二） 試驗方案
　　為了驗證該流量計的井下工作性能，設計了5口井的試驗方案，分別選擇不同層數，不同流量的注水井進行試驗。5口井的配注從80 m3/d到400 m3/d，試驗時與地面水表對比全井流量，計算二者的差值。同時選擇2口井進行浮子流量計與連續流量計對比測試，分析分層水量的差值。
　　（三）試驗結果
　　分層連續流量現場實驗中，我們分別測試試驗，其中與浮子流量計對比2口井，連續流量計的總流量與水表對比偏差較小，而浮子流量的差值較大。
　　通過試驗，從回放后的數據能明顯地得出井下得分層狀況，計算出各層得相對吸水量，絕對吸水量得平均值。
　　五、結論及認識
　　分層注水井連續流量檢測技術是分層注水工藝及配套技術的一次革命性的工藝創新，對提高分層注水測試精度和測試效率具有重要意義。
　　1.分層連續流量檢測技術克服了集流式測試工藝中密封段座不嚴造成的流量檢測誤差，提高了測試精度。
　　2.通過試驗證明，分層連續流量檢測技術不存在管柱內雜質影響流量檢測和深度誤差影響座錯層的問題，下井一次檢測流量成功率達到100%。
　　3.當管柱出現漏失時，利用連續流量檢測的方法可以確定漏失深度及漏失量，這是集流式流量檢測方法很難達到的。
　　4.采用該流量計在井口進行相對和絕對流量檢測，能夠在線判斷地面水表的計量誤差。
　　分層連續流量測試技術是在油田廣泛應用液壓絞車的前提下提出來并研究開發的，因此，對于非液壓鋼絲絞車應用該技術時，要求試井工人必須平穩地控制絞車的油門和滾筒速度，才能測試出高精度的分層曲線，這是該技術的唯一局限性。
　　（作者單位：中國石油遼河油田公司茨榆坨采油