摘要(yao):針對(dui)目前(qian)油田(tian)分層(ceng)配注(zhu)井注(zhu)人量(liang)的監(jian)測需(xu)求,研(yan)制♈一(yi)種🧑🏽‍🤝‍🧑🏻基(ji)于電(dian)磁感(gan)應原(yuan)理的(de)電磁(ci)流量(liang)計 ,該(gai)流量(liang)計可(ke)長期(qi)置于(yu)油田(tian)智能(neng)配注(zhu)井,進(jin)行注(zhu)人☎️量(liang)測量(liang)。介😘紹(shao)儀器(qi)工作(zuo)原理(li)、結構(gou)設計(ji)及儀(yi)器技(ji)術指(zhi)标。室(shi)内實(shi)驗表(biao)明,智(zhi)能配(pei)注井(jing)井下(xia)電磁(ci)流量(liang)計在(zai)清水(shui)中标(biao)定具(ju)有很(hen)好的(de)線性(xing)響應(ying),儀器(qi)輸出(chu)穩定(ding),重複(fu)性好(hao),測量(liang)結果(guo)正确(que)。現場(chang)試驗(yan)表明(ming)，應用(yong)電磁(ci)流量(liang)計進(jin)行智(zhi)能配(pei)注井(jing)配注(zhu)量監(jian)♻️測,測(ce)試精(jing)度高(gao),測量(liang)結果(guo)正🚶‍♀️确(que)可靠(kao),可真(zhen)實反(fan)應井(jing)下注(zhu)人情(qing)況,可(ke)以長(zhang)期置(zhi)于井(jing)下進(jin)行流(liu)量監(jian)測,能(neng)夠滿(man)足測(ce)試需(xu)求。
0引(yin)言
　　當(dang)油田(tian)開發(fa)進入(ru)中後(hou)期,分(fen)層注(zhu)水驅(qu)油成(cheng)爲重(zhong)要的(de)開采(cai)手💘段(duan)。針對(dui)不同(tong)井況(kuang),采用(yong)分層(ceng)開采(cai)技術(shu)，根據(ju)需要(yao)對多(duo)個油(you)層同(tong)時🤩注(zhu)水,對(dui)不同(tong)的油(you)層進(jin)行定(ding)量的(de)👌配注(zhu)。在現(xian)有的(de)采油(you)技術(shu)中,偏(pian)心注(zhu)水是(shi)目前(qian)油田(tian)采用(yong)的最(zui)主要(yao)方法(fa)，雖然(ran)偏心(xin)注水(shui)工藝(yi)可以(yi)解決(jue)多級(ji)🤩分層(ceng)注水(shui)的問(wen)題,但(dan)傳統(tong)🛀的測(ce)調工(gong)藝方(fang)法工(gong)作量(liang)大、效(xiao)率低(di),已經(jing)嚴重(zhong)制約(yue)了注(zhu)水技(ji)術的(de)發展(zhan)。智🌈能(neng)配注(zhu)🌈是利(li)用機(ji)電--體(ti)化技(ji)術,将(jiang)流量(liang)監測(ce)、通信(xin)及自(zi)動控(kong)制❓系(xi)統置(zhi)于井(jing)下智(zhi)能配(pei)水器(qi)中,可(ke)對層(ceng)段注(zhu)人量(liang)、累積(ji)注人(ren)量實(shi)時監(jian)控,将(jiang)注人(ren)量㊙️測(ce)試和(he)調整(zheng)結合(he)起來(lai),實現(xian)井下(xia)各層(ceng)流量(liang)測試(shi)和自(zi)動調(diao)配-2。井(jing)下各(ge)層流(liu)量的(de)正确(que)測量(liang)是實(shi)現科(ke)學🔆調(diao)配的(de)關鍵(jian)。
　　近年(nian)來電(dian)子流(liu)量計(ji)的推(tui)廣使(shi)用,使(shi)注水(shui)井的(de)分層(ceng)測試(shi)效率(lü)、測🌏試(shi)資料(liao)的正(zheng)确性(xing)等都(dou)有很(hen)大提(ti)高。相(xiang)對于(yu)其他(ta)的電(dian)子流(liu)量計(ji),電磁(ci)流量(liang)計結(jie)構簡(jian)單、無(wu)機械(xie)活動(dong)部件(jian)、無節(jie)流部(bu)件、測(ce)量範(fan)圍✏️寬(kuan)、測量(liang)結果(guo)精度(du)高[34。在(zai)油田(tian)生産(chan)中,電(dian)磁流(liu)量計(ji)被廣(guang)🏃🏻泛應(ying)用于(yu)注水(shui)井、注(zhu)聚🔞井(jing)的注(zhu)人剖(pou)面測(ce)井,目(mu)前，電(dian)磁流(liu)量計(ji)🔞也被(bei)用于(yu)油水(shui)兩相(xiang)流産(chan)出剖(pou)面測(ce)井,儀(yi)器工(gong)作穩(wen)定,測(ce)量數(shu)據重(zhong)複性(xing)好測(ce)量結(jie)果正(zheng)确可(ke)靠[5。因(yin)此,研(yan)制應(ying)用于(yu)油田(tian)智能(neng)📧配注(zhu)井流(liu)量測(ce)試的(de)電磁(ci)流量(liang)計尤(you)爲重(zhong)要,可(ke)爲智(zhi)能調(diao)配提(ti)供可(ke)靠的(de)流量(liang)數據(ju)🏃‍♂️。本文(wen)研制(zhi)了一(yi)種可(ke)長期(qi)👄放置(zhi)于智(zhi)能配(pei)注井(jing)中的(de)🈲電磁(ci)流量(liang)計㊙️,該(gai)流量(liang)計能(neng)進行(hang)注人(ren)量測(ce)量，對(dui)其工(gong)作性(xing)能進(jin)行室(shi)内檢(jian)測并(bing)🐆進行(hang)水域(yu)中的(de)标定(ding)。室内(nei)檢測(ce)及現(xian)場應(ying)用試(shi)驗表(biao)明,所(suo)研制(zhi)的智(zhi)能配(pei)注井(jing)電磁(ci)流量(liang)計具(ju)有良(liang)😘好的(de)穩定(ding)性、重(zhong)複性(xing),線性(xing)響應(ying)好，可(ke)以長(zhang)期置(zhi)于井(jing)下定(ding)時的(de)監測(ce)注水(shui)情況(kuang)。
1儀器(qi)結構(gou)設計(ji)及測(ce)調工(gong)藝
1.1總(zong)體方(fang)案設(she)計及(ji)測調(diao)工藝(yi)
　　在油(you)田井(jing)下流(liu)體流(liu)量測(ce)量中(zhong),由于(yu)井下(xia)注人(ren)流體(ti)🌈複雜(za),管壁(bi)結垢(gou)現象(xiang)嚴重(zhong),外流(liu)式電(dian)磁流(liu)量計(ji)受井(jing)壁變(bian)徑影(ying)響，因(yin)此,儀(yi)器設(she)計爲(wei)内流(liu)式的(de)電磁(ci)流量(liang)計結(jie)構[6],整(zheng)體結(jie)構示(shi)意圖(tu)見圖(tu)🤞1。将儀(yi)器🌂與(yu)電纜(lan)相連(lian)接,電(dian)纜與(yu)井下(xia)管柱(zhu)固定(ding),儀器(qi)坐人(ren)配水(shui)器中(zhong),整體(ti)🙇‍♀️跟随(sui)管柱(zhu)下人(ren)井下(xia)指定(ding)位置(zhi),通過(guo)配水(shui)器閥(fa)門開(kai)度調(diao)節注(zhu)人量(liang)大小(xiao)。對注(zhu)水井(jing)進行(hang)測調(diao)時，給(gei)儀器(qi)供電(dian),注水(shui)井中(zhong)流體(ti)通過(guo)進液(ye)口流(liu)人儀(yi)器測(ce)量通(tong)道♌内(nei),流經(jing)電磁(ci)流量(liang)傳感(gan)器,電(dian)磁流(liu)量傳(chuan)感器(qi)随流(liu)量不(bu)同有(you)相應(ying)的頻(pin)率輸(shu)出,流(liu)體經(jing)電磁(ci)流量(liang)傳感(gan)器檢(jian)測後(hou),通過(guo)配水(shui)器水(shui)嘴流(liu)人地(di)層。電(dian)磁流(liu)量計(ji)的測(ce)量信(xin)号經(jing)由測(ce)量電(dian)🌈路處(chu)理,再(zai)通過(guo)電纜(lan)傳人(ren)⛱️地面(mian)采集(ji)系統(tong)中,經(jing)地面(mian)采集(ji)軟件(jian)處理(li)可以(yi)直接(jie)讀出(chu)流量(liang)測量(liang)結果(guo)。
　　儀器(qi)進液(ye)口采(cai)用防(fang)護網(wang)設計(ji),目的(de)是防(fang)止井(jing)下雜(za)✍️物進(jin)人測(ce)量通(tong)道,可(ke)以避(bi)免大(da)塊雜(za)物堵(du)塞調(diao)節水(shui)嘴,同(tong)時消(xiao)除雜(za)物對(dui)感應(ying)電極(ji)的磨(mo)損，保(bao)證測(ce)量結(jie)果的(de)正确(que)性。考(kao)慮儀(yi)器需(xu)要長(zhang)👅期放(fang)置于(yu)井下(xia)，爲适(shi)😘應井(jing)下惡(e)🐕劣的(de)條件(jian),儀器(qi)外殼(ke)及感(gan)應電(dian)極等(deng)部件(jian)選用(yong)耐腐(fu)蝕🈲材(cai)質,以(yi)提高(gao)井下(xia)儀器(qi)長🌂期(qi)工作(zuo)的穩(wen)🈲定性(xing),保證(zheng)測量(liang)精度(du)。
 
1.2測(ce)量傳(chuan)感器(qi)結構(gou)設計(ji)
　　通過(guo)建立(li)仿真(zhen)模型(xing),利用(yong)測量(liang)區域(yu)的樣(yang)本平(ping)均值(zhi)樣本(ben)标準(zhun)差、變(bian)異系(xi)數、磁(ci)場均(jun)勻長(zhang)度和(he)均勻(yun)區域(yu)等相(xiang)關概(gai)念對(dui)電磁(ci)流量(liang)計内(nei)部磁(ci)場分(fen)布情(qing)況進(jin)行分(fen)析,對(dui)傳感(gan)器的(de)結構(gou)參數(shu)與内(nei)部磁(ci)場的(de)關系(xi)進行(hang)研究(jiu),确定(ding)傳感(gan)🚶器的(de)優化(hua)設計(ji)結構(gou)👌[7-8]。傳感(gan)器結(jie)構示(shi)意圖(tu)見💛圖(tu)2,傳感(gan)器采(cai)💁用雙(shuang)發射(she)磁極(ji)與雙(shuang)測量(liang)電極(ji)的結(jie)構。測(ce)量電(dian)極與(yu)發射(she)🔅磁極(ji)兩兩(liang)相對(dui)均勻(yun)❄️分布(bu)在管(guan)道圓(yuan)周✉️上(shang),測量(liang)電極(ji)與儀(yi)器外(wai)殼相(xiang)絕緣(yuan),與流(liu)體直(zhi)接接(jie)觸,磁(ci)極的(de)勵磁(ci)線圈(quan)内部(bu)包裹(guo)鐵芯(xin),用來(lai)産生(sheng)交變(bian)磁場(chang),導🈚電(dian)流體(ti)㊙️從傳(chuan)感器(qi)測量(liang)通道(dao)内流(liu)過時(shi)切割(ge)磁👄力(li)線并(bing)産生(sheng)感應(ying)電動(dong)勢。
 
1.3流(liu)道内(nei)徑優(you)化設(she)計
　　電(dian)磁流(liu)量計(ji)測量(liang)範圍(wei)大,對(dui)于地(di)面用(yong)電磁(ci)流量(liang)計(相(xiang)📐同直(zhi)徑的(de)傳感(gan)器),滿(man)量程(cheng)流速(su)爲0.3~15.0m/s,推(tui)薦的(de)測量(liang)速度(du)爲1~5m/s。計(ji)算不(bu)同管(guan)徑電(dian)磁流(liu)量計(ji)測量(liang)的流(liu)量範(fan)圍,根(gen)據計(ji)算結(jie)果選(xuan)定合(he)适的(de)電磁(ci)流量(liang)計設(she)計管(guan)徑,電(dian)磁流(liu)量計(ji)管徑(jing)、流速(su)與流(liu)量✊關(guan)系計(ji)算結(jie)果見(jian)表1。由(you)表1可(ke)見，爲(wei)滿足(zu)1~100m³/d流量(liang)測🔱量(liang)範圍(wei)要求(qiu)，較佳(jia)的電(dian)磁流(liu)量計(ji)流道(dao)🌈管👈徑(jing)應該(gai)選擇(ze)爲10mm。爲(wei)擴大(da)流量(liang)測量(liang)範圍(wei),此次(ci)流道(dao)内徑(jing)設計(ji)爲🏃‍♂️12mm。根(gen)據流(liu)量的(de)測量(liang)範圍(wei)優化(hua)電磁(ci)流量(liang)傳感(gan)器的(de)結構(gou),保證(zheng)傳感(gan)器的(de)穩流(liu)長度(du)。
 
1.4主要(yao)技術(shu)指标(biao)與性(xing)能特(te)點
　　電(dian)磁流(liu)量計(ji)的主(zhu)要技(ji)術指(zhi)标:外(wai)徑28mm,長(zhang)度650mm,耐(nai)溫80℃,耐(nai)壓🌈35MPa,流(liu)量測(ce)量範(fan)圍爲(wei)0.5~120.0m³/d、精度(du)爲±3%。電(dian)磁流(liu)量計(ji)的主(zhu)要性(xing)能特(te)點:①采(cai)用内(nei)流⚽式(shi)結構(gou)設計(ji),不受(shou)井壁(bi)結垢(gou)及變(bian)徑影(ying)響,測(ce)試結(jie)果更(geng)正确(que)可靠(kao);②電磁(ci)流量(liang)計電(dian)極采(cai)用防(fang)腐設(she)計🙇🏻,可(ke)以提(ti)高井(jing)下儀(yi)器長(zhang)期工(gong)作💘的(de)穩定(ding)性☀️,保(bao)證測(ce)量精(jing)度;③進(jin)液口(kou)采用(yong)防護(hu)網設(she)🏃‍♂️計，防(fang)止異(yi)物進(jin)人測(ce)量通(tong)📧道對(dui)測量(liang)結果(guo)的✏️影(ying)響,提(ti)高測(ce)量可(ke)靠🆚性(xing);④充分(fen)考慮(lü)測量(liang)電極(ji)前後(hou)的穩(wen)流段(duan)長度(du)，避免(mian)流體(ti)流态(tai)對測(ce)量結(jie)果造(zao)成影(ying)響。
2室(shi)内檢(jian)測及(ji)标定(ding)結果(guo)
2.1測量(liang)穩定(ding)性檢(jian)測
　　爲(wei)了檢(jian)測儀(yi)器工(gong)作性(xing)能，在(zai)現場(chang)應用(yong)前對(dui)儀器(qi)進行(hang)水域(yu)的标(biao)🥰定及(ji)檢測(ce)。将經(jing)過耐(nai)壓檢(jian)測後(hou)的儀(yi)器傳(chuan)感器(qi)全部(bu)浸人(ren)水中(zhong),通過(guo)室内(nei)給儀(yi)器供(gong)電，間(jian)隔10min記(ji)錄儀(yi)器輸(shu)出頻(pin)率。儀(yi)器工(gong)作🤞穩(wen)定性(xing)檢測(ce)結果(guo)見表(biao)2,儀器(qi)在🤟水(shui)中輸(shu)出頻(pin)率穩(wen)定,工(gong)作狀(zhuang)态良(liang)好。
 
2.2儀(yi)器在(zai)室内(nei)水域(yu)中标(biao)定結(jie)果
　　将(jiang)儀器(qi)連接(jie)封隔(ge)裝置(zhi)放人(ren)标定(ding)井簡(jian)中,封(feng)隔裝(zhuang)置密(mi)封儀(yi)器外(wai)璧與(yu)井簡(jian)内壁(bi)形成(cheng)的環(huan)形空(kong)間,保(bao)證流(liu)體完(wan)全進(jin)人測(ce)量通(tong)道。給(gei)儀器(qi)供電(dian)進行(hang)流量(liang)調節(jie)，流量(liang)💯調節(jie)爲0.5.1.0.3.0、5.0、8.0、10.0、20.0、40.0、60.0、70.0、80.0、100.0、120.0m3/d,記(ji)錄每(mei)一流(liu)量✊點(dian)時的(de)✂️儀器(qi)輸出(chu)頻率(lü),記錄(lu)時間(jian)爲2min。計(ji)算每(mei)一流(liu)量點(dian)時的(de)儀🏒器(qi)輸出(chu)頻率(lü)平均(jun)值,将(jiang)數據(ju)進行(hang)線性(xing)拟合(he),得到(dao)儀器(qi)的标(biao)定🐇檢(jian)測結(jie)果圖(tu)見圖(tu)3,儀器(qi)的檢(jian)測數(shu)據結(jie)果(見(jian)表3)。由(you)圖3可(ke)見，随(sui)着流(liu)量的(de)增大(da),儀器(qi)輸出(chu)頻率(lü)線性(xing)增加(jia),線性(xing)相關(guan)系數(shu)爲0.9999979,顯(xian)示✊出(chu)儀器(qi)具有(you)良好(hao)的線(xian)性響(xiang)應。由(you)表3可(ke)見,在(zai)0.5~120.0m³/d流量(liang)範圍(wei)内,儀(yi)器🙇🏻測(ce)量誤(wu)差在(zai)±1%之内(nei)。
 
 
2.3儀器(qi)在室(shi)内水(shui)域重(zhong)複性(xing)檢測(ce)
　　記錄(lu)每一(yi)流量(liang)點時(shi)的儀(yi)器輸(shu)出頻(pin)率,在(zai)水中(zhong)進行(hang)3次測(ce)量,儀(yi)器測(ce)量重(zhong)複性(xing)結果(guo)見圖(tu)4。由圖(tu)4可見(jian),3次測(ce)量結(jie)果基(ji)本重(zhong)🌈複。計(ji)算重(zhong)複性(xing)誤差(cha),對同(tong)--流量(liang)點的(de)3次測(ce)量🔞儀(yi)器輸(shu)💰出頻(pin)率取(qu)平均(jun)值,以(yi)各流(liu)量點(dian)的平(ping)均輸(shu)出頻(pin)率值(zhi)爲橫(heng)👉坐标(biao),以流(liu)量爲(wei)縱坐(zuo)㊙️标進(jin)行線(xian)⭕性拟(ni)合,得(de)到線(xian)性拟(ni)合結(jie)果,将(jiang)每一(yi)-次🌈各(ge)流量(liang)點的(de)👈輸出(chu)頻率(lü)代人(ren)拟合(he)公式(shi)中進(jin)行測(ce)量流(liu)量的(de)計算(suan)，将測(ce)量的(de)🏃流量(liang)與标(biao)準流(liu)量對(dui)比,計(ji)算滿(man)量程(cheng)誤差(cha),得到(dao)誤差(cha)分布(bu)(見圖(tu)5)。最大(da)重複(fu)性誤(wu)差🈲爲(wei)0.65%，顯示(shi)清水(shui)中3次(ci)測量(liang)👨‍❤️‍👨結果(guo)具有(you)良好(hao)的重(zhong)🔅複性(xing)。
 
3現場(chang)試驗(yan)應用(yong)
　　将儀(yi)器置(zhi)人配(pei)水器(qi)中跟(gen)随管(guan)柱下(xia)人井(jing)下指(zhi)定位(wei)置💘。注(zhu)🛀🏻水井(jing)測調(diao)時,根(gen)據電(dian)磁流(liu)量計(ji)給出(chu)的實(shi)時測(ce)量結(jie)果調(diao)節注(zhu)水井(jing)各層(ceng)段的(de)配注(zhu)量。在(zai)大慶(qing)油田(tian)進行(hang)了現(xian)場測(ce)調試(shi)驗,表(biao)4、表5分(fen)别爲(wei)高XX-YY井(jing)、高AA-BB井(jing)7個層(ceng)🏃🏻‍♂️段的(de)測調(diao)試驗(yan)結果(guo)。表4中(zhong),高XX-YY井(jing)單層(ceng)測調(diao)流量(liang)相對(dui)誤差(cha)最大(da)爲🙇🏻5.25%,全(quan)井流(liu)量相(xiang)對誤(wu)差爲(wei)4.13%;表5中(zhong),高AA-BB井(jing)單層(ceng)測調(diao)流量(liang)相對(dui)誤差(cha)最大(da)爲6.70%,全(quan)井流(liu)量相(xiang)對誤(wu)差爲(wei)🙇🏻2.50%。2口井(jing)單層(ceng)測調(diao)誤差(cha)和合(he)層誤(wu)差.均(jun)滿足(zu)測調(diao)要求(qiu)。
 
　　儀器(qi)于2025年(nian)11月随(sui)井下(xia)工具(ju)下井(jing)進行(hang)注人(ren)量調(diao)配測(ce)量,2025年(nian)11月✍️22日(ri)從井(jing)下提(ti)出儀(yi)器,儀(yi)器在(zai)井下(xia)曆經(jing)近1年(nian)⭐時間(jian)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼,工作(zuo)🙇🏻狀态(tai)穩定(ding),測量(liang)數據(ju)可靠(kao),表明(ming)智能(neng)注人(ren)井電(dian)磁流(liu)量計(ji)可以(yi)長期(qi)放置(zhi)于井(jing)下配(pei)水器(qi)中,對(dui)☁️注水(shui)情況(kuang)進行(hang)實時(shi)監測(ce)。流量(liang)測量(liang)結果(guo)可以(yi)真實(shi)反應(ying)井下(xia)流量(liang)情況(kuang)，精度(du)高,可(ke)以配(pei)合🌈注(zhu)人井(jing)測調(diao)🚶‍♀️實現(xian)智能(neng)配注(zhu)。
4結論(lun)
(1)實驗(yan)表明(ming),智能(neng)配注(zhu)井井(jing)下電(dian)磁流(liu)量計(ji)在清(qing)水中(zhong)具有(you)很✂️好(hao)的線(xian)性響(xiang)應,儀(yi)器輸(shu)出穩(wen)定、重(zhong)複性(xing)好,測(ce)量結(jie)果正(zheng)确,滿(man)量程(cheng)誤差(cha)在±1%之(zhi)内。
(2)應(ying)用電(dian)磁流(liu)量計(ji)進行(hang)智能(neng)配注(zhu)井配(pei)注量(liang)監測(ce)，可以(yi)真實(shi)反應(ying)井下(xia)情況(kuang),測量(liang)結果(guo)正确(que)且測(ce)試精(jing)度高(gao)，可以(yi)滿🧑🏽‍🤝‍🧑🏻足(zu)測試(shi)需求(qiu)。
(3)現場(chang)試驗(yan)中，電(dian)磁流(liu)量計(ji)在井(jing)下穩(wen)定工(gong)作時(shi)間1年(nian)左右(you),初步(bu)達到(dao)設計(ji)要求(qiu)。需要(yao)繼續(xu)進行(hang)現場(chang)試驗(yan)💛,進--步(bu)驗證(zheng)電磁(ci)流量(liang)計在(zai)井下(xia)穩定(ding)工作(zuo)的時(shi)間,研(yan)究井(jing)下環(huan)境對(dui)電磁(ci)流量(liang)計的(de)影響(xiang)。

以上(shang)内容(rong)源于(yu)網絡(luo)，如有(you)侵權(quan)聯系(xi)即删(shan)除!