浅谈非集流电磁流量计在聚合物分层测试中的应用

      0 引言

      随着聚合物驱油开发的不断深入，聚合物井分层注入、分层测试工作已经成为聚合物开发后期提高采收率的重要手段。2002年我厂的聚合物分层注入井的分层测试工作由于没有相应的测试仪器，一直由采油研究所承担。2003年初。我厂引进ZDLⅡ-C型非集流电磁流量计，首先在我矿进行聚合物分层测试实验，实践证明，该流量计对聚合物井测试具有较强的适应性和准确性。

      1 ZDLⅡ-C型电磁流量计结构

      该流量计整体为不锈钢全密封结构，主要由流量计探头段、流量温度电路段、可配界的压力段和电池仓等组成。其结构图详见图1。

      ① 流量计探头段：内含磁激励线圈和外露的流量计电极，为注油密封腔体。该段结构复杂，是整个电磁流量计的核心。
      ② 流量温度电路段：内含温度传感器和流量测量及存储电路。
      ③ 可配接的压力段：内含压力传感器和其测量电路，用户可根据需要选配。
      ④ 电池仓：流量计供电电池工作仓。

      2 ZDLⅡ- C型电磁流量计工作原理

      根据法拉第电磁感应定律，当导体横切磁场运动时，导体上能感应出与速度成正比的电压；当导电液体通过电磁流量计时，由此定律可推导出流体的体积流量：

      式中：B为磁场强度；U_e为感应电压；D为管道内径。

      由式可知，由于管道内径和磁场强度是一定的，因此，只要测得感应电压就正比例得到流速，并换算出流量。被测流体流量Q不受其本身的温度、压力、密度和电导率变化等参数的影响，所以电磁流量计具有许多其它机械流量计无可比拟的优点，能实现大量程范围的高精度测量。

      ZDLⅡ-C型电磁流量计原理见图2。仪器的磁场由电流激励，特制电极得到的信号经低噪声放大并整形后，进行电压- 频率变换，由微处理器MPU处理成流量数据保存在非挥发存储器中，测量结束后，通过串口回放测量数据到电脑，经专用软件处理并输出报表。

      3 ZDLⅡ-C型电磁流量计工作特点

      ZDLⅡ-C电磁流量计是基于电磁感应原理研制的测量仪器，具有其它机械式流量计无可比拟的优点：

      ① 流量值与流体的温度、压力、密度及电导率变化无关，测量精度高；
      ② 无须座封集流，探头无机械活动部件，可停在井内任意一点测试，可用于分层注水井、聚合物分层测试，能满足偏心井、空心井、笼统注水井的测量要求，并可用于检漏，因此具有广泛的适应性。
      ③ 仪器采用微处理芯片及永久存储技术，具有操作简便、可靠性好、测量精度高、零点漂移小、量程范围宽、不砂卡以及启动排量小等特点。可完成数千米深井分层注水量的测量，可适应每秒数毫米至数十米的水流速度范围。
      ④ 测量系统由井下ZDLⅡ-C型流量计和井上处理软件两部分组成。井下流量计采用充电电池，钢丝下井。测量结束后，可使用电脑回放测试数据。整个测量过程中的数据经微机处理，可显示、保存和分析图表，并打印出测试数据和结果，避免人为因素影响，可靠性高。

      4 聚合物分层井管柱结构

      聚合物分层井与水驱分层井管柱有明显区别，该管柱主要由封隔器、配注器、丝堵等井下工具组成。配注器由外壳和配注芯组成，分为Ф57mm、Ф55mm和Ф53mm三种规格。配注芯外壁加工有环形凹槽，与外壳内壁组成聚合物注入通道。由于注入通道不规则，产生能量损失，从而控制注入压力。配注器最小内通径Ф42mm，能够满足分层流量和注入剖面测试要求。聚合物分层井一般为2~3个注水层段，测试时通过调整个层配水器的蹩压套的长度来调整注水量。

      5 现场应用效果

      普通流量计需要座封集流，因此不能测聚合物分层井。而非集流电磁流量计无须座封集流，测量偏1时，流量计停在偏1以上任意位置即可；测偏2时，停在偏1和偏2之间任意位置即可。测试完毕后在井口附近可再测一点来验证该井管柱是否漏失，水量是否准确。例如在测北2-5-P56井分层水量时，全井配注240 m³/d，其中偏1配注60 m³/d，偏2配注180 m³/d，而实际测量结果是偏1实注100 m³/d，偏2实注140 m³/d，属于偏1超注，偏2欠注。于是用打捞矛打捞出偏1的蹩压套，增加其长度投入后重新测试合格。2003年至目前我矿所有聚合物分层井进行测试，取得良好效果。

      从测试结果来看，该流量计测试水量与注入站实际注水量相符率高，误差仅为0.75% ，注水量稳的井，误差为0。各小层测试水量通过调整蹩压套，也都测试合格，确保了聚合物后期分层注水效果。同时，在现场测试过程中，测试卡片基本一次合格，且曲线平直，能够准确反映地层吸水状况。

表1 非集流电磁流量计在聚合物井测试情况统计

      6 结束语

      通过一年来的测试，我们认为非集流电磁流量计结构设计合理，探头无机械可活动部件，无须座封集流，在测试过程中不砂卡；具有操作简便、可靠性好，测量精度高的特点。适合聚合物分层管柱的测试中使用。但是在现场使用在现场使用过程中，还存在一些不足之处需要改进：① 流量计本身重量太轻，下井困难，需要对其进行改进，把铅加重杆换成钨钢加重杆。② 流量计只能保存最后一次测试数据，并且重新加电5分钟后，测试数据将被冲掉，因此需要改进。