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閱讀：170發(fā)布時(shí)間：2021-12-21
脈沖互感式接箍檢測(cè)器在電磁流量計(jì)測(cè)井儀中的應(yīng)用
摘.. .. 要: 在電磁流量計(jì)測(cè)井中, 套管的接箍曲線作為常規(guī)的測(cè)井資料進(jìn)行測(cè)量, 用于測(cè)井曲線深度校正。由于電磁流量計(jì)的測(cè)井工藝所限, 使電磁流量計(jì)中磁性定位器的測(cè)井效果一直不好, 影響測(cè)井資料質(zhì)量。文章簡(jiǎn)述了磁性定位器和脈沖互感式接箍檢測(cè)器的測(cè)井原理, 說(shuō)明了傳統(tǒng)磁性定位器存在的弊端和脈沖互感式接箍檢測(cè)器的技術(shù)特點(diǎn), 并通過(guò)測(cè)井對(duì)比試驗(yàn), 展示了用脈沖互感式接箍檢測(cè)器取代電磁流量計(jì)中磁性定位器的應(yīng)用效果。
關(guān)鍵詞:電磁流量計(jì)測(cè)井儀; 脈沖互感式接箍檢測(cè)器; 磁性定位器; 測(cè)井對(duì)比
0 .. 引.. 言
電磁流量計(jì)測(cè)井儀用于聚合物驅(qū)注入剖面測(cè)井, 在油田生產(chǎn)開(kāi)發(fā)中發(fā)揮著重要作用。然而, 在電磁流量計(jì)測(cè)井中磁性定位器不能錄取到合格的磁性定位曲線, 這個(gè)問(wèn)題多年來(lái)一直是困擾在從事電磁流量計(jì)測(cè)井的現(xiàn)場(chǎng)操作人員和從事電磁流量計(jì)測(cè)井資料解釋人員的一個(gè)難題。為了解決這個(gè)難題, 我們從磁性定位器的測(cè)井原理入手, 找出磁性定位器在電磁流量測(cè)井工藝中所存在的弊端。傳統(tǒng)磁性定位器采用磁鋼加線圈的方法, 通過(guò)儀器相對(duì)井壁移動(dòng), 實(shí)現(xiàn)在接箍位置檢測(cè)線圈中的磁場(chǎng)重新分布, 被動(dòng)地使接收線圈產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì), 從而達(dá)到檢測(cè)接箍的目的, 這種方法受測(cè)速和儀器居中等因素的影響而無(wú)法克服。脈沖互感式接箍檢測(cè)器采用主動(dòng)的脈沖磁激勵(lì)互感方法, 達(dá)到檢測(cè)套管接箍的目的[ 1] 。這種方法受測(cè)速和居中的影響很小, 不僅滿足一般測(cè)井的需要, 也比較適用于電磁流量測(cè)井工藝中。
1 .. 傳統(tǒng)磁性定位器測(cè)井原理
常規(guī)磁性定位器是由兩個(gè)磁鋼和一個(gè)檢測(cè)線圈組成, 當(dāng)儀器沿井身移動(dòng)時(shí), 由于儀器周圍介質(zhì)的磁阻發(fā)生變化, 使通過(guò)線圈的磁力線重新分布, 磁通密度發(fā)生變化, 于是使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì), 大小根據(jù)電磁感應(yīng)定律為: ..= - d .. d t 即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于磁通量的時(shí)間變化率的負(fù)值, 它的大小與介質(zhì)磁阻的變化、測(cè)速、磁場(chǎng)強(qiáng)度及線圈尺寸有關(guān)[ 2]。
2 .. 傳統(tǒng)磁性定位器存在弊端
2. 1 .. 儀器居中的影響
當(dāng)測(cè)井工藝要求下井儀器居中測(cè)井時(shí), 儀器距井壁有一定的距離, 在測(cè)井速度一定的情況下, 儀器通過(guò)接箍時(shí)檢測(cè)線圈內(nèi)磁通量變化量要比貼靠井壁時(shí)的磁通量變化量小, 線圈輸出感生電動(dòng)勢(shì)的幅度低, 減小了信噪比, 降低了磁性定位器對(duì)接箍的分辨率。
2. 2 .. 管柱內(nèi)徑的影響
同樣是在居中和測(cè)井速度一定的情況下, 在直徑大的管柱內(nèi)測(cè)井時(shí), 線圈中磁通量的變化量要比在直徑小的管柱內(nèi)小, 線圈輸出的感生電動(dòng)勢(shì)幅度降低, 輸出信號(hào)的信噪比小, 接箍的分辨率差。
2. 3 .. 測(cè)井速度的影響
不管是貼近井壁的測(cè)井工藝還是居中的測(cè)井工藝, 如果測(cè)井速度快, 磁性定位器通過(guò)接箍時(shí), 其線圈內(nèi)部磁通量變化率大, 輸出感生電動(dòng)勢(shì)高; 反之測(cè)井速度慢, 磁通量變化率小, 輸出感生電動(dòng)勢(shì)低。因此, 測(cè)井速度不同、磁性定位器的分辨率也不同。在測(cè)井過(guò)程中, 當(dāng)管柱狀況、測(cè)井速度、靠近井壁和儀器居中等因素發(fā)生變化時(shí), 這種磁性定位器對(duì)接箍的分辨率也隨之發(fā)生變化, 改變了信噪比, 影響測(cè)井資料的質(zhì)量。這就是磁鋼加線圈檢測(cè)方法的弊端所在。
3 .. 脈沖互感式接箍檢測(cè)器測(cè)井原理
脈沖互感式接箍檢測(cè)器的物理基礎(chǔ)是法拉第電磁感應(yīng)定律, 其檢測(cè)方法是: 給傳感器激勵(lì)線圈提供一個(gè)直流電脈沖, 在脈沖維持期, 激勵(lì)線圈周圍產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定磁場(chǎng), 當(dāng)直流脈沖停止后, 這個(gè)穩(wěn)定磁場(chǎng)在油管和套管中便產(chǎn)生沿套管壁旋轉(zhuǎn)的環(huán)形感生電流, 該感生電流在套管內(nèi)部產(chǎn)生次生磁場(chǎng), 這個(gè)次生磁場(chǎng)便使傳感器檢測(cè)線圈產(chǎn)生一個(gè)隨時(shí)間而衰減的感生電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)激勵(lì)線圈的直流電流一定時(shí), 檢測(cè)線圈中感生電動(dòng)勢(shì)的大小和線圈周圍油管或套管的厚度、形狀、幾何位置以及磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率有關(guān)。當(dāng)管柱的幾何位置、磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率相對(duì)不變時(shí), 而在接箍位置管柱的形狀( 厚度增加) 有明顯的變化, 降低了磁阻, 增加了沿套管壁旋轉(zhuǎn)的環(huán)形感生電流強(qiáng)度, 由感生電流產(chǎn)生的次生磁場(chǎng)強(qiáng)度加強(qiáng), 提高了檢測(cè)線圈中感生電動(dòng)勢(shì)的幅度, 因此對(duì)檢測(cè)線圈感生電動(dòng)勢(shì)的處理和記錄, 便可獲得接箍曲線。
4 .. 脈沖互感式接箍檢測(cè)器技術(shù)特點(diǎn)
( 1) 在儀器居中和測(cè)井速度比較慢( 50 m/ h~ 100 m/ h) 的條件下, 該儀器對(duì)油套管接箍具有較好的分辨率, 因此, 可應(yīng)用到低速居中的測(cè)井工藝中。
( 2) 該儀器能夠?qū)苤苌頎顩r進(jìn)行檢查, 能夠定性地給出管柱的變形、腐蝕、裂縫、管壁厚度和內(nèi)徑變化等信息。
( 3) 適應(yīng)于范圍較寬的測(cè)井速度( 50 m/ h ~ 1 200 m/ h) 。
( 4) 適應(yīng)于管柱直徑: 50 mm~ 320 mm。
( 5) 適應(yīng)于管壁厚度: 3 mm~ 12 mm。
5 .. 測(cè)井對(duì)比試驗(yàn)
為了能充分說(shuō)明脈沖互感式接箍檢測(cè)器在智能電磁流量計(jì)中的應(yīng)用效果, 我們分別在三種不同管柱類型的井中進(jìn)行了測(cè)井對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程是先用帶有磁性定位器的電磁流量計(jì)進(jìn)行測(cè)井, 磁性定位器用模擬量輸出; 然后用脈沖互感式接箍檢測(cè)器替換電磁流量計(jì)中的磁性定位器, 檢測(cè)器用正脈沖輸出, 分別以100 m/ h、500 m/ h、800 m/ h 和1 200 m/ h 的測(cè)速進(jìn)行測(cè)井, 錄取多條曲線。從測(cè)井結(jié)果看, 脈沖互感式接箍檢測(cè)器分辨率比較高, 曲線重復(fù)性比較好。
5. 1 .. 在套管井中測(cè)井對(duì)比試驗(yàn)
圖1 是在拉15- 丙XXX 套管井中的測(cè)井曲線對(duì)比圖。圖1 .. 在套管井中的測(cè)井曲線對(duì)比圖測(cè)井條件是套管內(nèi)徑124. 6 mm, 平均測(cè)速90 m/ h, 儀器居中測(cè)井。圖1 中右側(cè)是原磁性定位器測(cè)井曲線, 左側(cè)是用脈沖互感式接箍檢測(cè)器替換電磁流量計(jì)中磁性定位器后的測(cè)井曲線。左側(cè)曲線套管接箍顯示清楚, 管外扶正器也從曲線中顯示出來(lái), 在799 m ~ 803 m 之間是個(gè)套管短接。右側(cè)曲線有干擾, 接箍多處丟失, 如果沒(méi)有對(duì)比是很難確定曲線上哪個(gè)是接箍。
5. 2 .. 在配注中測(cè)井對(duì)比試驗(yàn)
圖2 是在中40- PXX 配注井中的測(cè)井曲線。測(cè)試條件是儀器在油管和配注工具內(nèi)居中測(cè)井。左側(cè)圖2.. 在配注井中測(cè)井曲線對(duì)比圖是原磁性定位曲線, 測(cè)井速度90 m/h, 曲線干擾嚴(yán)重, 無(wú)法辨別出接箍和工具的設(shè)置情況。右側(cè)是更換后的接箍曲線, 測(cè)井速度1 200 m/ h, 在997 m 以上是油管段, 各接箍位置清楚, 在997 m 以下是工具段, 各工具顯示清楚。在1 006 m~ 1 007 m 和1 032 m~ 1 034 m 兩處是.. 114 mm 封堵器; 在1 016 m ~ 1 018 m 和1 043 m~ 1 045 m兩處分別是..54 mm 和.. 56 mm 的
配水器短接, 因其內(nèi)徑小而幅度高; 1 018 m~ 1 023 m 是5 個(gè)配接短接。
5. 3 .. 在籠統(tǒng)聚驅(qū)井中測(cè)井對(duì)比試驗(yàn)
圖3 是在中31- PXX 籠統(tǒng)聚驅(qū)井中的測(cè)井曲線。測(cè)試條件是井內(nèi)既有油管又有套管, 在1 124 m 以上是內(nèi)徑為62 mm 油管段, 以下是內(nèi)徑為124. 6 mm 的套管段, 儀器居中測(cè)井。左側(cè)是原磁性定位曲線, 在油管段測(cè)速是900 m/ h, 曲線有部分干擾; 在套管段測(cè)速是90 m/ h, 接箍曲線幅度低, 部分接箍不能確定其具體位置。右側(cè)是更換后的接箍曲線, 測(cè)井速度100 m/ h, 在油管段由于管柱內(nèi)徑小, 曲線整體幅度高, 接箍顯示清楚, 1 113 m~ 1 115m 之間是封堵器, 1 124 m 處是油管喇叭口; 在套管段由于管柱內(nèi)徑大, 曲線整體幅度圖3 .. 在籠統(tǒng)聚驅(qū)井中的測(cè)井曲線對(duì)比圖低, 接箍顯示清楚。圖中不僅清楚地顯示出油管和套管的接箍位置, 而且還能通過(guò)管柱內(nèi)徑的變化反映出不同的管柱結(jié)構(gòu)。
6 .. 結(jié)束語(yǔ)
傳統(tǒng)磁性定位器和脈沖互感式接箍檢測(cè)器的物理基礎(chǔ)都是法拉第電磁感應(yīng)定律, 但二者的檢測(cè)方式不同。前者通過(guò)儀器和井壁的相對(duì)移動(dòng), 使線圈中的磁通量發(fā)生變化來(lái)產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì); 后者是通過(guò)激勵(lì)線圈在管柱周身產(chǎn)生感生電流, 再由感生電流產(chǎn)生的二次磁場(chǎng)在檢測(cè)線圈中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)。前者是被動(dòng)的檢測(cè)方式, 后者是主動(dòng)的檢測(cè)方式。測(cè)速和居中等影響前者分辨率的因素, 對(duì)后者幾乎沒(méi)有影響。通過(guò)上述測(cè)井對(duì)比實(shí)驗(yàn), 說(shuō)明脈沖互感式接箍檢測(cè)器有效地克服了傳統(tǒng)磁性定位器存在的弊端, 并在智能電磁流量計(jì)測(cè)井儀中得到了很好的應(yīng)用, 是傳統(tǒng)磁性定位器的更新?lián)Q代產(chǎn)品。--擴(kuò)展閱讀：開(kāi)封中儀流量?jī)x表有限公司專業(yè)生產(chǎn)電磁流量計(jì)、孔板流量計(jì)、渦街流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、v錐流量計(jì)、v型錐流量計(jì)、噴嘴流量計(jì)、插入式電磁流量計(jì)、智能電磁流量計(jì)、分體式電磁流量計(jì)、一體式電磁流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)孔板、一體化孔板流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴流量計(jì)、長(zhǎng)徑噴嘴流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、長(zhǎng)徑噴嘴、插入式渦街流量計(jì)、智能渦街流量計(jì)、錐型流量計(jì)、v錐型流量計(jì)、節(jié)流裝置、節(jié)流孔板、限流孔板等流量產(chǎn)品，更多有關(guān)電磁流量計(jì)、孔板流量計(jì)、渦街流量計(jì)的信息請(qǐng)?jiān)L問(wèn)開(kāi)封中儀網(wǎng)站：
參考文獻(xiàn)
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