高 飛

(大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司 黑龍江 大慶 163453)

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·儀器設備與應用·

小直徑產出剖面測井儀在小環(huán)套井中的應用

高 飛

(大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司 黑龍江 大慶 163453)

針對油田某些生產井環(huán)套空間狹小，通用的Φ28 mm常規(guī)儀器在進行產出剖面測試中有時起下困難的實際情況，通過采用陣列電極傳感器設計和改動通用絲杠重新設計集流器的辦法，提出了Φ22 mm小直徑產出剖面測井儀，并通過室內標定實驗驗證了儀器的響應效果。該儀器起下靈活，可對油流量進行準確測量，在油田測試現場應用效果良好，為小環(huán)套空間低產液井產出剖面測試提供了另一種新的技術手段。

小直徑；測井儀；環(huán)套空間；現場應用

0 引 言

油田一些生產井中油管使用大節(jié)箍，另有其它原因造成環(huán)套空間狹小，通用的Φ28 mm產出剖面測井儀在小環(huán)套空間內無法正常起下，不能進行產出剖面測試。此外，油田某些生產井井況復雜，井下常伴有出砂、間歇產液等現象，因此給常規(guī)產出剖面測井帶來難度。針對上述問題，本文提出了Φ22 mm小直徑產出剖面測井儀，采用陣列電極傳感器設計和改動通用絲杠重新設計集流器的辦法，完成了小直徑測井儀的研制，該儀器可在環(huán)套空間有限情況下順利下井，并在出砂造成渦輪砂卡狀況下仍可準確測得油流量，為產出剖面測試提供了新的技術手段，很好地滿足了油田的測試需求[1-3]。

1 儀器簡介及部分設計

1.1 儀器簡介

小直徑產出剖面測井儀包括Φ22 mm含有自動油水相分流裝置的傘式集流器，用于油流量測量陣列電極的傳感器，用于測量總產液量的渦輪流量計，Φ22 mm的伽馬測量短接，Φ22 mm的井溫磁性定位短接及適用于8 mm或12 mm電纜的Φ22 mm電纜頭。儀器信號傳輸采用標準的5.729 kb/s曼碼傳輸技術。儀器結構如圖1所示。

圖1 儀器結構示意圖

1.2 陣列電極傳感器的設計

陣列電極傳感器采用軸向四電極環(huán)結構，四個金屬電極被安置在集流傘的中心管上，通過尼龍管與中心管絕緣，通過流體與儀器外殼或套管壁構成回路。當電極環(huán)處于水相中時，回路導通；當電極環(huán)處于油相中時，回路截止，如圖2所示。

圖2 陣列電極傳感器結構示意圖

當集流器工作時，在集流器驅動機構的作用下，集流傘被撐起，套管內的截面空間被封閉，向上流動的油、水兩相在集流傘下方匯聚，由于密度差異和重力的分離作用，由上而下依次為油相分離段和水相分離段，油相分離段和水相分離段之間存在油水界面。油水界面測量電極處于水相分離段時，其與儀器外殼之間構成的回路導通，測量信號輸出高電平；隨著油相不斷累積，油水界面不斷下移，油水界面測量電極依次處于油相分離段，其與儀器外殼之間構成的回路截止，測量信號輸出低電平。由油水界面測量電極輸出信號的高低電平的時間差，即可求出油流量[4]。

1.3 集流器的設計

儀器直徑小型化最難實現的部分即為集流器的設計，由于直徑的限制，將Φ28 mm傘式集流器按比例縮小的辦法行不通，而影響儀器直徑最關鍵的部件是直流電機的直徑。Φ28 mm儀器采用Φ19 mm直流電機，目前能采購到的直流電機最小Φ為16 mm，只能在采用Φ28 mm儀器的通用絲杠的基礎上做改制。傳動絲杠沒有小直徑產品，只能在采用Φ28 mm儀器的通用絲杠的基礎上做改制，以加長軸向長度的辦法解決徑向尺寸的縮小。集流器傳動部分如圖3所示。

圖3 集流器傳動部分示意圖

2 標定情況

2.1 伽馬標定

油田測試需用伽馬進行校深，為此研制的Φ22 mm的伽馬儀在標準井與Φ38 mm的注入剖面五參數伽馬儀進行了對比實驗。

如圖4所示，左側第一和第二條曲線為不同刻度下Φ38 mm伽馬響應曲線，右側曲線為Φ22mm伽馬響應曲線?？梢郧逦闯?，兩種伽馬曲線在不同深度下響應一致，特征峰一一對應，充分驗證了Φ22 mm伽馬的校深效果。

圖4 Φ22mm伽馬與Φ38mm伽馬對比圖

2.2 油水流量與油流量標定

為了刻度圖版和驗證儀器響應情況，在三采模擬井對小直徑產出剖面測井儀進行了室內實驗[5]。選用4支儀器進行綜合細化的標定實驗，給定油流量，調整水流量，記錄不同配比下油流量響應數據。油流量分別設定為：0.5、1、2、3、4、5、6 m3/d，油水總流量上限設定為10 m3/d。如圖5、圖6所示。

圖5 油流量刻度圖版

從圖5可以看出隨著油流量的增加，陣列電極傳感器任意兩電極組合油相累積時間越短。因此只要在測井曲線中確定四個電極環(huán)中任意一對組合的油相累積時間，便可以解釋計算出油相的體積流量。

圖6 渦輪刻度圖版

3 現場應用

對于產液量低于10 m3/d的低產液油井，使用小直徑產出剖面測井儀均可錄取到較為理想的數據，提供準確的解釋成果。以某油田躍XXXX井為例，該井一共有8個射孔層位，當天井口量油結果為產液2.6 m3/d，含水27%。

如圖7和圖8所示為第一測量層位渦輪響應曲線和油流量測量曲線，從圖中可以看出，渦輪轉動良好，油流量四個測量臺階明顯，經后期解釋計算，產液量2.89 m3/d，油流量2.28 m3/d。

圖7 第1測點渦輪響應曲線

圖8 第1測點油流量測量曲線

如圖9和圖10所示為第二測量層位渦輪響應曲線和油流量測量曲線，從油流量測量曲線看，四個測量臺階抬升時間比第一測點變長，說明第一測點有產油量，經后期解釋計算，總產液量為2.13 m3/d，油流量為1.68 m3/d。

圖9 第2測點渦輪響應曲線

圖10 第2測點油流量測量曲線

如圖11和圖12所示分別為第七測量層位和第八測量層位的油流量測量曲線，經后期解釋計算，總產液量為2.13 m3/d，油流量為1.68 m3/d。

圖11 第7測點油流量測量曲線

圖12 第8測點油流量測量曲線

成果表1中給出躍XXXX井總產液量為2.89 m3/d，含水為21.1%，與當天井口量油結果(產液2.6 m3/d，含水27%)基本吻合，驗證了儀器的可靠性。

再以某油田烏北XX-XXXX為例。當日井口量油為2.7 m3/d，含水為19.01%。如圖13和圖14所示為儀器在第一和第二測量層位測得的油流量臺階。

表1 躍XXXX井解釋成果表

圖13 第1測點油流量測量曲線

圖14 第1測點油流量測量曲線

從成果表2中可直觀看出V-14層為主產層，烏北XX-XXXX井總產液量為3.03 m3/d，含水為24.75%，與當天井口量油結果(產液2.7 m3/d，含水19.01%)基本吻合，再次驗證了儀器的可靠性。

表2 烏北XX-XXXX井解釋成果表

5 結 論

小直徑產出剖面測井儀外徑較常規(guī)環(huán)空儀器縮減6 mm，在油田一些管套空間狹窄的生產井中可以成功起下。獨特的陣列式四電極傳感器設計通過重力油水分離可獲取點測油流量。儀器在油田的成功測試表明，該方法為小環(huán)套空間低產液井產出剖面測量提供了另一種新的技術手段。

[1] 吳錫令.生產測井原理[M].北京：石油工業(yè)出版社，1997：57-61.

[2] 馮其紅，崔傳志，王衛(wèi)陽，等.油田開發(fā)與開采原理[M].東營：石油大學出版社，2012:161-172.

[3] 李 銳，王金鐘，張志文，等.分離式低產液產出剖面測井技術及應用[J].測井技術，1999，23(增刊 )：519-524.

[4] 賁 亮.一種低產液井油流量精確測量技術[J].石油儀器，2014，28(1)：59-64.

[5] 戴家才，郭海敏，侯月明，等.低流量三相流動生產測井試驗研究[J].測井技術，2004，28(6):482-483.

The Application of Slim Production Profile Logging Tool in the Slimhole Annulus

GAO Fei

(WellLoggingTechnologyServiceCompanyofDaqingOilfieldLimitedCompany,Daqing,Heilongjiang163453,China)

Because of small space around the casings, it is difficult to run the conventionalΦ28mm production logging tool in the slim hole annulus in some wells. In view of this situation, theΦ22mm slim production profile logging tool was designed by adopting the array electrode sensor and new diverter with changing general screw. The response results are verified by laboratory calibration experiment. The oil flow rate can be obtained accurately by the tool. The tool has the excellent effects, and can provide a new technical mean of production profile logging in low production slim annulus.

slim hole; logging tool; annulus; field application

高 飛，女，1967年生，工程師，1991年畢業(yè)于大慶石油學院測井專業(yè)，目前從事儀器研究工作。E-mail：dlts_gaofei@petrochina.com.cn

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2096-0077(2016)05-0047-04

2016-03-02 編輯：韓德林)