邸士瑩，劉釋俊，繆立南

(大慶油田有限責(zé)任公司測試技術(shù)服務(wù)分公司　黑龍江　大慶　163114)

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溢氣型集流器在喇嘛甸油田的應(yīng)用

邸士瑩，劉釋俊，繆立南

(大慶油田有限責(zé)任公司測試技術(shù)服務(wù)分公司黑龍江大慶163114)

摘要:地層壓力的降低使油井脫氣現(xiàn)象非常嚴(yán)重，很多油井從油水兩相流發(fā)展到油水氣三相流。為解決三相流測量問題，適應(yīng)喇嘛甸油田流飽壓差絕對(duì)值大于7 MPa產(chǎn)出井測試要求，采用溢氣型集流器測井能有效降低氣相對(duì)產(chǎn)出井測試結(jié)果的影響。

關(guān)鍵詞:三相流;流飽壓差;溢氣型集流器

0　引言

喇嘛甸油田進(jìn)入高含水期后，油井內(nèi)脫氣或產(chǎn)氣比較嚴(yán)重［1］，用兩相流儀器測三相流體會(huì)產(chǎn)生一定誤差。氣體對(duì)儀器的全水及混相值頻率響應(yīng)影響較大，降低了過環(huán)空找水測井資料測試的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致過環(huán)空找水測井資料的利用率不高，突出表現(xiàn)在產(chǎn)液量和含水測量資料利用上［2］。如何適應(yīng)喇嘛甸油田兩相流向三相流的轉(zhuǎn)變，滿足油田監(jiān)測開發(fā)的需要，是迫切需要研究和解決的問題。本文提出采用溢氣型集流器對(duì)流飽壓差絕對(duì)值大于7 MPa的油井進(jìn)行測試，并對(duì)其在喇嘛甸油田現(xiàn)場應(yīng)用進(jìn)行了分析。

1　溢氣型集流器的原理

1.1溢氣型集流器工作原理

溢氣型集流器能工作在兩種狀態(tài):

氣液不分離(即常規(guī)集流傘)，測量油水氣混合狀態(tài)下的流量和含水率;

氣液分離(即溢氣型集流器)，測量液相狀態(tài)下的流量和含水率。

1.2溢氣集流傘的測量原理

集流傘的機(jī)械結(jié)構(gòu)剖面如圖1所示，它由中心管、傘筋和傘布組成。

圖1　改進(jìn)前后集流傘結(jié)構(gòu)對(duì)比圖

集流器是都是呈傘形狀，集流器的一部分材料是防水布。溢氣型集流器的最主要變化之處在于其將儀器進(jìn)液口的位置從距傘頂2 cm處下移一定的距離，使得當(dāng)集流器傘打開時(shí)，進(jìn)液口上沿位于傘布的底沿所圍成的平面的下方。由于油、氣、水三相流到達(dá)集流傘時(shí)密度不同，使得油、氣、水有不同的流動(dòng)方向，通過改變集流器內(nèi)進(jìn)液口的位置，達(dá)到將氣體溢出的目的。溢氣型集流器集流時(shí)氣、液流動(dòng)過程示意圖如圖2所示。

圖2　溢氣型集流器集流時(shí)氣、液流動(dòng)過程示意圖

2　使用溢氣型集流器的必要性

大多機(jī)采井處于低飽和壓力下開采，在不同流壓生產(chǎn)條件下，油流從低于飽合壓力的井筒深度起，溶解氣開始從油中分離出來，油流在垂直管中可能出現(xiàn)泡流、段塞流、環(huán)流等流態(tài)變化［3］。井內(nèi)多相流態(tài)的變化會(huì)影響過環(huán)空找水測井資料測試的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致過環(huán)空找水測井資料的利用率不高。氣體是影響過環(huán)空找水測井精度的主要因素，突出表現(xiàn)在含水測量資料利用上［4］。那么，到底流飽壓差的大小會(huì)對(duì)過環(huán)空找水測井資料精度有怎樣的影響，以及它們之間的關(guān)系如何，為此，我們開展了流飽壓差與過環(huán)空找水測井精度關(guān)系測試實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)一共20口井，用常規(guī)集流傘測試。經(jīng)過對(duì)過環(huán)空找水測井試驗(yàn)前、中、后期的產(chǎn)液取樣化驗(yàn)含水測定結(jié)果的統(tǒng)計(jì)，含水率、產(chǎn)液量結(jié)果對(duì)比以及流飽壓差的計(jì)算，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明化驗(yàn)含水值與實(shí)測含水值對(duì)比差值較大時(shí)，現(xiàn)場量油與實(shí)測的產(chǎn)液對(duì)比誤差也較大［5］。找到流飽壓差與過環(huán)空找水測井精度關(guān)系，以化驗(yàn)含水值與實(shí)測含水值對(duì)比差值作縱坐標(biāo)，流飽壓差為橫坐標(biāo)繪制出流飽壓差與含水測量精度關(guān)系曲線，如圖3所示。從趨勢(shì)線分析結(jié)果上看，隨著流飽壓差的增大，流壓變大，實(shí)測含水值誤差將會(huì)隨之減小。

圖3　流飽壓差與含水測量精度關(guān)系曲線

由圖3分析可知，當(dāng)流飽壓差的絕對(duì)值大于7 MPa左右時(shí)，實(shí)測含水值誤差會(huì)出現(xiàn)突增，在取樣化驗(yàn)含水值與實(shí)測含水值對(duì)比差值大于5％的11口井中，有10口的流飽壓差絕對(duì)值大于7 MPa。據(jù)統(tǒng)計(jì)，喇嘛甸油田目前流飽壓差絕對(duì)值大于7 MPa的油井大于30％，而兩相流測試儀器已經(jīng)無法滿足我們對(duì)動(dòng)態(tài)情況資料的監(jiān)測，為此，我們采用三相流測試儀器——溢氣型集流器對(duì)流飽壓差絕對(duì)值大于7 MPa的油井進(jìn)行測試。

分別用常規(guī)集流傘和溢氣型集流器，在水量分別為5 m3/d、10 m3/d和15 m3/d情況下，調(diào)節(jié)氣量分別為0.6 m3/d、0.8 m3/d、1.0 m3/d、1.2 m3/d、1.5 m3/d進(jìn)行試驗(yàn)，并將數(shù)據(jù)做成圖版形式進(jìn)行對(duì)比，如圖4所示。由圖4可以看出，用溢氣型集流器測試得到的曲線基本上呈線性增加，而常規(guī)集流傘得到的曲線隨氣體流量增加幅度變化非常大。

圖4　常規(guī)普通集流器與溢氣型集流器流量結(jié)果對(duì)比圖

從數(shù)學(xué)角度進(jìn)行橫向分析。以氣量為橫坐標(biāo)，以渦輪的響應(yīng)值為縱坐標(biāo)，分別對(duì)水量為5 m3/d、10 m3/d、15 m3/d的時(shí)進(jìn)行標(biāo)定，兩種集流傘渦輪受氣體影響曲線變化斜率對(duì)比，見表1。

表1　常規(guī)傘和溢氣型集流器渦輪受氣體影響曲線變化斜率對(duì)比

從表1可以明顯地看出，溢氣型集流器受氣體影響的程度比常規(guī)集流傘要小得多。而且，隨著水量的增加渦輪受氣體的影響逐漸減小，符合規(guī)律，進(jìn)一步驗(yàn)證了溢氣型集流器更適合喇嘛甸油田流飽壓差絕對(duì)值大于7 MPa生產(chǎn)的需要。為此，我們把溢氣型集流器應(yīng)用到六廠，并且與常規(guī)集流傘測試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，尋找解決問題的辦法。

3　資料解釋應(yīng)用效果分析

3.1兩種集流器產(chǎn)液對(duì)比

喇6－PS1723井，井口量油63.58 m3/d，化驗(yàn)含水99.2％。對(duì)比分析常規(guī)測井和溢氣集流傘測井。由于兩種測井方法測點(diǎn)深度不同，為避免更大的誤差，選擇了測點(diǎn)深度相近的幾個(gè)點(diǎn)作比較，見表2。

表2　常規(guī)集流傘、溢氣型集流器產(chǎn)液對(duì)比分析

溢氣型集流測井的第一狀態(tài)和常規(guī)集流測井原理一致，集流傘中間的進(jìn)液口打開進(jìn)行測量，此時(shí)油、氣、水三相都經(jīng)過渦輪流量計(jì)，合層產(chǎn)液既有油水也有氣體含量［6］。上表中看出兩種測井情況下，分層、合層產(chǎn)液之間的誤差分別是3.6％和2％，在誤差允范圍內(nèi)。同時(shí)也驗(yàn)證了合層產(chǎn)液測量結(jié)果是準(zhǔn)確的。

在第二狀態(tài)測井時(shí)，下進(jìn)液口得到的流量值是不含氣體的。這樣我們?cè)诘谝粻顟B(tài)得到了三相產(chǎn)液量，在第二狀態(tài)時(shí)得到了兩相產(chǎn)液量，兩者的差值就是氣體的含量，也可以用這種方法草算地下原油中氣體儲(chǔ)量。

由表中得到，溢氣集流傘測井得到的合層產(chǎn)液量70.5 m3/d，誤差是9.8％，常規(guī)集流傘測井72.0 m3/d，誤差是13％。溢氣集流傘測井更接近井口量油63.58 m3/d。

3.2兩種集流器含水對(duì)比

同理，在常規(guī)集流傘測井時(shí)，由于產(chǎn)液中含有氣體所以含水率會(huì)變小，小于化驗(yàn)含水，而且誤差會(huì)很大。溢氣集流傘測井把氣體慮掉，得到的含水率就是水在油水兩相中的百分比，此時(shí)含水率接近化驗(yàn)含水值，誤差很小。見表3。

表3　6－PS1723常規(guī)集流傘、溢氣型集流器含水對(duì)比分析

由原始資料對(duì)比分析可知，常規(guī)集流傘油井產(chǎn)氣將會(huì)對(duì)油井流量測量和含水率測量產(chǎn)生不可忽視的影響，溢氣型集流器在溢氣狀態(tài)下測得的數(shù)據(jù)更接近于井口測量值，所以需要采用溢氣型集流器降低油井產(chǎn)氣的影響，確保過環(huán)空找水儀所測得的流量和含水率的可信度，所以應(yīng)該運(yùn)用溢氣型集流器溢氣狀態(tài)下的測試結(jié)果對(duì)各產(chǎn)層產(chǎn)量和含水率進(jìn)行相關(guān)解釋［4］。

3.3兩種集流器測井的成果圖對(duì)比

兩種測井方法的成果圖和成果表對(duì)比分析如圖5所示。通過成果圖確定使用哪一種集流器測井時(shí)更接近井口量油的準(zhǔn)確值。

圖5　常規(guī)型和溢氣型集流器集流測井對(duì)比分析

圖5中黑色部分表示產(chǎn)液的剖面，用橢圓線標(biāo)記的部分是兩圖著重區(qū)別的地方。圖5(a)所示剖面比較寬，表示產(chǎn)液比較多，而這里面也把氣體算在了產(chǎn)液里面，不是真實(shí)的產(chǎn)液。圖5(b)剖面顯示比較細(xì)小，表示把氣體溢出后測到的產(chǎn)液?？梢钥吹剑瑢?duì)比兩種測井方法得到的產(chǎn)液，溢氣型集流器測井結(jié)果更接近井口量油，比較真實(shí)準(zhǔn)確。

同時(shí)，在對(duì)兩種流量波形和混相波形的沖程、沖次對(duì)比時(shí)發(fā)現(xiàn)，前者都很雜亂、毛刺多，這就說明了這口生產(chǎn)井在產(chǎn)出過程中伴有氣相，而且對(duì)流量和含水率的測量結(jié)果造成一定程度上的影響［7］。而后者沖程、沖次較為明顯、毛刺也已經(jīng)很少了，因此，氣相的影響已經(jīng)得到了很大程度上的降低，分離效果顯著。

4　結(jié)論

1)喇嘛甸油田流飽壓差絕對(duì)值小于7 MPa時(shí)，用常規(guī)集流傘測試。大于7 MPa時(shí)，井內(nèi)脫氣或產(chǎn)氣比較嚴(yán)重，用溢氣型集流器測試，通過氣液分離的方式，將油水氣三相流轉(zhuǎn)換為油水兩相流狀態(tài)下測量液相的流量和含水率，減小氣相對(duì)液相流量和含水率測量的影響，提高產(chǎn)層特性判斷的準(zhǔn)確性。

2)通過對(duì)溢氣型集流器兩種工作狀態(tài)下脈沖、流量和含水率響應(yīng)值的比較，可以定性地判斷產(chǎn)層含氣量的多少，甚至可以提供定性解釋結(jié)果，從而在油水氣三相流的油井中真正實(shí)現(xiàn)油水兩相的定量化、氣相的定性化。

3)溢氣型集流器的結(jié)構(gòu)也有局限性，在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，氣量不大的情況下受氣體的影響很小;當(dāng)氣體量很大時(shí)，渦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)使一部分氣體隨液流進(jìn)入測量儀器，對(duì)測試結(jié)果的流量和含水率測量產(chǎn)生一定的影響，這是迫切需要解決的問題。

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The Application of Overflow Type Gas Collector in Lamadian Oil Field

DI Shiying，LIU Shijun，MIAO Linan
(Logging＆Testing Services Company of Daqing Oilfield Company Ltd，Daqing，Heilongjiang 163114，China)

Abstract:The formation pressure decreasing would cause severe degasification resulted in the original oil-water two-phase flow change to oilair-water three－phase flow in oil wells.Using the overflow type gas collector can effectively reduce the influence of gas phase in the production wells，which can solve the problem of measuring 3－phase flow and meet the production demand of the wells in the Lamadian oil field requiring the absolute value of the flow saturation pressure difference to be higher than 7 MPa.

Key words:three-phase flow; flow saturation pressure; overflow type gas collector

(收稿日期:2015－03－14編輯:姜婷)

第一作者簡介:邸士瑩，女，1982年生，工程師，2013年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(北京)油氣田開發(fā)工程專業(yè)，獲得碩士學(xué)位，目前在大慶油田有限責(zé)任公司測試技術(shù)服務(wù)分公司從事油藏評(píng)價(jià)工作。E-mail: dishiying_320@163.com

中圖法分類號(hào):P631.8+1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):2096－0077(2016)01－0088－04