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        通過改變儀器外徑校正管壁變徑對流量測量影響的理論探討

        2019-09-10 07:22:44韓慶峰趙興達(dá)
        石油研究 2019年12期
        關(guān)鍵詞:變徑校正流量

        韓慶峰 趙興達(dá)

        摘要:通過儀器控制定量改變儀器外徑,對兩次測量結(jié)果進(jìn)行對比分析,從而計(jì)算出測量點(diǎn)井壁變徑面積,進(jìn)而對所測流量進(jìn)行校正,提升流量測量精確度。

        關(guān)鍵詞:注入剖面測井;變徑;流量;校正

        引 言

        目前,在生產(chǎn)測井中,流量測量主要是基于速度-體積模型,如超聲流量計(jì)、電磁流量計(jì)、FCP測井流量測量,均是通過測量流體速度,跟據(jù)油管內(nèi)截面與儀器外截面所形成的環(huán)形空間面積,進(jìn)而換算出流體體積,但在實(shí)際生產(chǎn)中,由于管壁粘污、變形等因素,例如注聚井井壁的聚合物粘污,造成環(huán)形空間面積發(fā)生改變,但在計(jì)算過程中依然以標(biāo)準(zhǔn)環(huán)形空間面積計(jì)算,便在流量測量過程中產(chǎn)生誤差,影響流量測量精度。本文探討通過儀器外徑的定量改變,兩次測量并分析,進(jìn)而得出變徑面積,從而對流量的測量結(jié)果進(jìn)行校正,提升流量測量精度。

        一、理論假設(shè)

        在流量測量的速度-體積模型中,測井儀主要通過測量流體速度,根據(jù)不同原理,形成工程值,再依據(jù)儀器標(biāo)定數(shù)據(jù),結(jié)合環(huán)形空間面積,從而計(jì)算出流量。不同儀器測量原理雖有不同,所形的工程值意義也不相同,但根本原理均為通過流體速度測流體體積,所以本文僅以超聲流量計(jì)為例進(jìn)行討論,其它測量方法就不一一敘述了。同時,連續(xù)測量與點(diǎn)測的區(qū)別主要在于儀器運(yùn)行的速度,所以本文只討論點(diǎn)測情況下流量的校正,連續(xù)流量測量僅需將儀器運(yùn)行速度引入相關(guān)計(jì)算便可。

        本文理論探討的假設(shè)基礎(chǔ)為:

        1、測量儀外徑可定量改變,進(jìn)而改變環(huán)形空間面積

        2、超聲流量計(jì)

        3、測量環(huán)形空間及標(biāo)定環(huán)境為:油管內(nèi)徑62mm,儀器外徑38mm

        4、測量方式為點(diǎn)測

        二、理論推導(dǎo)

        1、儀器外徑定量變化對流體速度的影響

        儀器外徑與流速變化對照表(油管內(nèi)徑0.062m)

        通過上表可知,儀器的外徑發(fā)生變化,即油管與儀器形成的環(huán)形空間發(fā)生變化,流體流速也會跟隨儀器外徑的變化發(fā)生較大變化,進(jìn)而大幅影響儀器測量的工程值,保證后期計(jì)算的精度。

        2、推導(dǎo)過程

        本文的數(shù)據(jù)推導(dǎo),以儀器刻度方程依據(jù),進(jìn)而推導(dǎo)出相關(guān)參數(shù)。

        公式一(流量方程):???F=bk+c;

        F:流量

        K:儀器測量工程值

        b、c:儀器刻度常數(shù)

        公式二:??????????????F=(S-S)*P;

        F:流量

        S:油管截面積(內(nèi)徑62MM為例)

        S:儀器截面積(儀器外徑38MM為例)

        P:流體速度

        由公式一、公式二可知:

        公示三:??????

        儀器不變徑情況下,點(diǎn)測,設(shè)該點(diǎn)流量為X,井壁粘污變徑面積為S,則有該點(diǎn)流體流速P1為:

        則有該點(diǎn)儀器測得工程值K1由公示三可知:

        公示四:

        儀器變徑情況下,點(diǎn)測,設(shè)儀器定量變徑S,則有該點(diǎn)流體流速P2為:

        則有該點(diǎn)儀器測得工程值K1由公示三可知:

        公示五:

        由公示四、公示五可知,兩式均為二元一次方程,其中不可知變量只有該點(diǎn)流量X、井壁粘污變徑面積S,其余各量均為已知量或測量值,可知

        3、其它實(shí)現(xiàn)方法

        根據(jù)以上推論,如果儀器能實(shí)現(xiàn)在井下可控變徑,可以引入流量計(jì)標(biāo)校體系,對變徑前后分別標(biāo)定,即實(shí)現(xiàn)一次下井,用不同直徑兩支儀器進(jìn)行流量測量,可更高精度的提供變徑情況及流量測量。

        三、結(jié) 論

        1、儀器外徑的微小改變,就會引起所測流體速度的大幅變化。

        2、通過改變儀器外徑,即改變測量環(huán)形空間截面積,經(jīng)過兩次測量,可以方便快捷的給出所測點(diǎn)的變形截面積,進(jìn)而對流量進(jìn)行校正,排除油管變徑的干擾。

        3、加入連續(xù)測量計(jì)算后,可給出全井的粘污變徑情況,為采油廠提供新的更可靠的數(shù)據(jù)支持。

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