ＰＥＴＲＯＬＥＵＭＴＵＢＵＬＡＲＧＯＯＤＳ＆ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ
初投稿收稿日期:２０１９－０３－０８ꎻ修改稿收稿日期:２０１９－０８－２０
第一作者简介：牛小希ꎬ女ꎬ１９８２年生ꎬ工程师ꎬ２００４年毕业于西安石油大学机械设计制造及自动化专业ꎬ一直从事生产井测试资料解释评
价及应用工作ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｄｌｔｓ＿ｎｉｕｘｘ＠ｐｅｔｒｏｃｈｉｎａ.ｃｏｍ.ｃｎ
仪器设备与应用
水平注水井电磁流量计注入剖面
测井技术试验研究
牛小希
(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司㊀黑龙江㊀大庆㊀１６３０００)
摘㊀㊀要：水平井注水井注入剖面测井需要解决两方面问题ꎬ一方面是水平管流的流量测量问题ꎬ另一方面是水平段仪器输送问题ꎮ为此ꎬ采用电磁流量计进行流量测量ꎬ利用Ｓｏｎｄｅｘ公司的牵引器输送测井仪
器ꎮ实验表明ꎬ利用电磁流量计测量水流量结果不受井眼角度影响ꎬ电磁流量计可以用于水平井注水井流量测量ꎮ现场试验成功录取到水平井注水井注入剖面测井资料ꎮ采用牵引器输送电磁流量计可以解决水平井笼统注水井注入剖面测井问题ꎮ关键词：水平井ꎻ生产测井ꎻ注入剖面ꎻ测井工艺
中图法分类号:Ｐ６３１.８＋１㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀文章编号:２０９６－００７７(２０１９)０５－００４３－０３ＤＯＩ:１０.１９４５９/ｊ.ｃｎｋｉ.６１－１５００/ｔｅ.２０１９.０５.０１０
ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｎＩｎｊｅｃｔｉｏｎＰｒｏｆｉｌｅＬｏｇｇｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆ
ＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＦｌｏｗｍｅｔｅｒｉｎＨｏｒｉｚｏｎｔａｌＩｎｊｅｃｔｉｏｎＷｅｌｌ
ＮＩＵＸｉａｏｘｉ
(ＬｏｇｇｉｎｇａｎｄＴｅｓｔｉｎｇＳｅｒｖｉｃｅｓＣｏｍｐａｎｙꎬＤａｑｉｎｇＯｉｌｆｉｅｌｄＣｏ.Ｌｔｄ.ꎬＤａｑｉｎｇꎬＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ１６３０００ꎬＣｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｗｏｐｒｏｂｌｅｍｓｎｅｅｄｔｏｂｅｓｏｌｖｅｄｉｎｉｎｊｅｃｔｉｏｎｐ
ｒｏｆｉｌｅｌｏｇｇｉｎｇｏｆｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｗｅｌｌｓ.Ｏｎｏｎｅｈａｎｄꎬｉｔｉｓｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｆｌｏｗｍｅａｓｕｒｅ￣
ｍｅｎｔｉｎｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｐｉｐｅｆｌｏｗ.Ｏｎｔｈｅｏｔｈｅｒｈａｎｄꎬｉｔ ｓｔｈｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｃｏｎｖｅｙｉｎｇｉｎｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｓｅｃｔｉｏｎ.Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅꎬｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｏｗｍｅ￣ｔｅｒｗａｓｕｓｅｄｆｏｒｆｌｏｗｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ.ＴｈｅｔｒａｃｔｏｒｏｆＳｏｎｄｅｘＣｏｍｐａｎｙｗａｓｕｓｅｄｔｏｔｒａｎｓｐｏｒｔｔｈｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ.Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅ￣ｓｕｌｔｓｏｆｍｅａｓｕｒｉｎｇｗａｔｅｒｆｌｏｗｂｙｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｏｗｍｅｔｅｒｗｅｒｅｎｏｔａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｂｏｒｅｈｏｌｅａｎｇｌｅ.Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｏｗｍｅｔｅｒｃａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒｆｌｏｗｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｉｎｊｅｃｔｉｏｎｗｅｌｌｓ.Ｔｈｅｉｎｊｅｃｔｉｏｎｐｒｏｆｉｌｅｌｏｇｇｉｎｇｄａｔａｏｆｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｗｅｌｌｗａｓｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｒｅｃｏｒｄｅｄ.Ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍ
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０㊀引㊀言
水平井开发技术在大庆油田已经开始规模应用ꎬ并
在大庆外围油田开发中见到良好的开发效果[１－２]ꎮ近几年ꎬ利用水平井进行注水开发已经在油田开发中得到应用[３－４]ꎮ由于水平井井身结构和井内注入流体的流动状态复杂性ꎬ导致水平井的注入剖面测井技术与传统的直井测试技术相比有着显著的不同ꎮ直井可以直接依靠仪器自身重量或带加重杆起下ꎬ而水平井必须借助外力把仪器送到目的层位ꎬ适用于直井流量测量的技术
不能满足水平注水井的需要ꎬ因此ꎬ水平注水井剖面测试的难点主要是解决仪器在水平段的输送问题和水平条件下的流量测量问题ꎮ垂直井注入剖面测井技术主要有同位素吸水剖面㊁涡轮流量计㊁脉冲中子氧活化测井仪和电磁流量计[５]ꎮ其中ꎬ电磁流量计广泛应用于垂直井注入剖面测井ꎬ具有测量精度高㊁可靠性高的优点[６]ꎮ本文利用电磁流量计开展了不同倾斜角度条件下的模拟实验ꎬ实验结果证明ꎬ电磁流量计测量水流量不受井眼角度影响ꎬ可以用于水平管流的流量测量ꎮ因此ꎬ利用电磁流量计研制了水平井注入剖面测井仪器ꎮ水平
３４ ２０１９年㊀第５卷㊀第５期
井生产测井工艺主要有油管输送工艺㊁连续管输送工艺㊁硬电缆输送工艺和牵引器输送工艺[７－１０]ꎮ本文采用牵引器研究并试验了适用于水平井笼统注入井的测井工艺技术ꎬ实现了测井仪与牵引器的配接ꎬ形成了适合水平注水井的注入剖面测井技术ꎬ进行了现场试验并获得成功ꎬ为水平井注入剖面的动态监测提供了有效的技术手段ꎮ
１㊀水平井注入剖面测井组合仪
水平井注入剖面测井组合仪是针对水平井笼统注水井注入剖面测井专门研制的ꎬ仪器结构如图１所示ꎮ井下仪器主要包括通用短节(遥测㊁温度㊁压力和ＣＣＬ)㊁电磁流量计和滚轮式扶正器ꎮ测量参数包括流量㊁温度㊁压力㊁自然伽马和深度ꎮ流量计采用的是非集流电磁流量计和集流型电磁流量计ꎬ对于注入量较大的井采用非集流电磁流量计ꎬ注入量较小的井采用集流型电磁流量计[１１]ꎬ测量方式采用定点测量ꎮ仪器采用遥测技术实现了多参数同时测量和传输ꎬ仪器外径３８ｍｍꎬ耐压
８０ＭＰａꎬ耐温１５０ħꎬ流量测量范围为１~８００ｍ３/ｄꎬ测量精度ʃ５％
ꎮ
图１㊀水平井注入剖面测井组合仪结构示意图
２㊀不同角度情况下的室内实验
为了考察井眼斜度变化对电磁流量计测量流量的影响ꎬ开展了非集流电磁流量计在不同斜度情况下的流量测量模拟实验ꎮ模拟实验在大庆油田多相流实验室进行ꎬ仪器外径３８ｍｍꎬ模拟井筒内径为１２４ｍｍꎬ实验介质是水ꎬ倾斜角度分别为０ʎ㊁４０ʎ㊁８０ʎ和９０ʎ(水平)ꎬ流量范围为５~８５０ｍ３/ｄꎮ实验结果表明ꎬ在仪器居中条件下ꎬ井眼斜度变化对电磁流量计的仪表常数没有影响ꎬ
满量程误差不大于４％ꎬ因此可以应用电磁流量计进行水平井注水剖面测量ꎮ不同角度情况下的实验结果如图２所示
ꎮ
图２㊀不同角度情况下的流量标定结果
３㊀水平井注入剖面测井工艺
水平井注水井注入剖面测井工艺原理如图３所示ꎮ在垂直井段ꎬ仪器在重力作用下可以通过注入管柱下入到井内ꎬ注入管柱下端须装有喇叭口ꎬ且喇叭口应在造斜点以上ꎬ保证测井完成后仪器顺利起出ꎬ不发生卡仪器问题ꎮ仪器通过喇叭口以后在重力作用下继续向下移动ꎬ当仪器不能靠重力下移时ꎬ启动牵引器ꎬ利用牵引器将仪器推送到井底ꎬ上提电缆过程中进行测井
ꎮ
图３㊀注入剖面测井工艺原理示意图
牵引器采用的是Ｓｏｎｄｅｘ公司的牵引器[１２]ꎬ如图４
所示ꎮ仪器外径５４ｍｍꎬ长度７.４ｍꎬ牵引力２７３ｋｇꎬ耐压
１０３ＭＰａꎬ耐温１５０ħꎬ牵引速度５４０ｍ/ｈꎮ牵引器连接于电缆头和测井仪器之间ꎮ在水平段和造斜段仪器不能靠自重下放ꎬ利用牵引器可以将仪器推送到测井目的层段ꎮ井下牵引器由两组呈９０ʎ交叉分布的驱动臂和扶正器组成ꎮ在进行井下仪器牵引时ꎬ首先打开牵引器驱动臂ꎬ使驱动臂端部的驱动轮支撑到套管壁并保持足够的正压力ꎬ然后驱动轮旋转实现对仪器的推送ꎮ井下仪器牵引过程可在地面进行人工控制ꎬ通过控制命令和调整供电电压可控制井下牵引速度和方向ꎮ该牵引器提供了多种井下测量参数ꎬ包括电缆头电压和张力㊁牵引速度㊁接箍深度等数据ꎬ所有这些沿井身测量到的参数均可在地面显示出来ꎬ使施工具有安全性和可操作性ꎮ当断开电源时ꎬ驱动臂在外力作用下可收回ꎬ保证仪器安全取出
ꎮ
图４㊀井下牵引器结构示意图
４４ ２０１９年１０月
㊀
牛小希：水平注水井电磁流量计注入剖面测井技术试验研究４㊀现场试验及分析
２０１７年９月在大庆油田采油八厂肇Ｘ－平Ｘ水平
井注水井中首次进行了水平井注入剖面测井现场试验ꎮ
该井斜深２０５５.４２ｍꎬ水平段长度为５６８.４６ｍꎬ试验目的
是通过注入剖面测井了解该井各层段的注水情况ꎬ同时
对水平井测井工艺㊁仪器的适用性㊁井下牵引器及井口
辅助装置等设备的工作有效性和可靠性进行评价ꎮ现
场试验中ꎬ在密闭条件下录取到了该井的注入剖面测井
资料ꎬ进行了重复测量ꎬ重复测量结果在误差允许范围
内ꎬ测井成果见表１ꎮ该井施工压力６.０ＭＰａꎬ注入量
４５.４ｍ３/ｄꎬ有７个射孔层ꎬ分８个测点测量ꎬ２个层有吸
入显示ꎬ其中ꎬＰ１３(１)(１７３４~１７６７ｍ)层绝对吸入量
４.５ｍ３/ｄꎬ相对吸入量为９.９１％ꎬＰ１３(１)(１８９９~１９４３ｍ)
层绝对吸入量４０.９ｍ３/ｄꎬ相对吸入量为９０.０９％ꎬ测井
成果见表１ꎮ通过与甲方的交流ꎬ再结合该井的动静态
资料及周围井的工作状况ꎬ采油厂的地质人员认为本次
测井结果能比较准确地反映该井的注入情况ꎮ
表１㊀肇Ｘ－平Ｘ电磁流量计注入剖面测井解释成果表
序号层位
测点
深度/ｍ
合层注入量/
(ｍ３ ｄ－１)分层注入量/
(ｍ３ ｄ－１)相对注
入量/％
１ＰＩ２(１)１５５６.０４５.４０.００.００２ＰＩ２(２)１６１３.０４５.４０.００.００３ＰＩ３(１)１６６５.０４５.４４.５９.９１４ＰＩ３(２)１７７１.０４０.９０.００.００５ＰＩ３(２)１７８１.０４０.９０.００.００６ＰＩ３(２)１８１５.０４０.９０.００.００７ＰＩ３(１)１８９５.０４０.９４０.９９０.０９８１７９２.００.００.００.００５㊀结㊀论
１)室内实验表明ꎬ在仪器居中条件下ꎬ单相水流随着井眼斜度变化对电磁流量计的仪表常数没有影响ꎬ即井眼斜度变化对电磁流量计的流量测量结果没有明显影响ꎬ电磁流量计能够满足水平注水井注入剖面测井要求ꎮ
注入
２)现场试验证明ꎬ本文所研究的测井工艺和测井仪器能够满足水平井笼统注水井注入剖面的测井要求ꎬ目前现场已投入小规模应用ꎬ为水平井开发提供了有效的注入剖面监测手段ꎮ
参考文献
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(编辑：姜㊀婷)
５４
２０１９年㊀第５卷㊀第５期

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