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    電磁流量計在油田注聚剖面測井中的測量特性解析

    發表時間:2019-11-07   點擊次數:430 技術支撑:1560-1403-222
      為了提高注入剖面聚合物測量的精確度,20世紀90 年代以來我國各大油田相繼引進同位素示蹤儀、渦輪流量計、超聲波流量計等多種流量測井儀,在很大程度上提高了測井資料的真實度,但由于實際情況的復雜,在應用中亦產生諸多問題。如使用渦輪流量計測井時,注入聚合物溶液黏度越高,測量誤差就越大;同位素示蹤法受地層污漬、地層孔道等因素影響很大,測試結果不能使人滿意。而井下電磁流量計的使用則可以有效地克服上述問題。

    利用電磁流量計測量注入剖面,不僅不受注入液密度和粘度的影響,并且其可靠耐用、準確性好、實效高,對測試環境無放射性污染。流量計對于分歧射開厚度的油層,或是同一油層,因为物性的差異會变成差别的吸液狀況,而電磁流量計測井能客觀的反映出其吸液的狀況。電磁流量計測井對厚油層能夠進行細分化釋,顯示出厚油層吸入聚合物的所在位置,以及吸入聚合物的厚度。電磁流量計在測井時,還可能反应出注聚合物的驅油成绩。

    電磁流量計

      1 電磁流量計工作原理
    電磁流量計的特點是壓損小,可測的流量范圍大;而且,zui大流量比zui小流量的值可以在20∶1 以上,適用的工業管徑范圍比較寬,zui大可達3 m。輸出的信號與被測流量成線性關系,精確度高,可測量電導率≥1 μs/cm 的酸、堿、鹽溶液,水、浑水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿的流體流量。但它不能測量氣體、蒸汽以及純凈水的流量[1]。
    在電磁流量計中,測量管內的導電介質相當于法拉第試驗中的導電金屬桿,上下兩端的兩個電磁線圈產生恒定磁場,使導體在磁場中進行切割磁力線運動時產生感應電勢。同理,流體在磁場中做垂直流動,當切割磁感應力線時會在管道兩邊的電極上產生出感應電勢來。感應電勢的大小由下式確定

    電磁流量計

    體積的流量計算是流體的流速與管道截面積相乘,將式 代入該公式得出

    電磁流量計

    所以可知,在管道直徑D 確定的情況保持磁感應強度B 不變的時候,被測體積流量與感應電勢呈現出一種線性關系。假设在管道的兩側各插入一根電極,可直接引入感應電勢Ex ,測量此電勢的巨细,不妨求出體積流量。

      2 井下四電極電磁流量計應用分析
    井下运用的四電極電磁流量計主要包含井下儀器和大地儀器兩個組成部门,个中井下儀器處于核心地位。井下儀器主要由磁性定位器、扶正器、電路筒、電極筒等部分構成。電路筒和電極筒主要用于測量和處理流量信號,它們是流量計的核心部门。電極筒引出比被測量正的感應電勢信號。其采取非導磁的不銹鋼原料制成,且要與襯里保持齊平,便于流體在流過的時候不受到阻礙。流量計應垂直于管道对象進行安裝,防止沉淀物沉積。磁性定位器用于確定流量計在井下的地方;上下扶正器固定流量計于套管中央的地点。地面儀器主要由計算機和數據回放線組成。計算機內置應用步骤,控制測量數據的回放及存儲處理。數據回放線用于井下儀器和計算機通訊,實現井下儀器存儲數據的接收工作,畫出測試卡片,用人機對話的方式完成數據處理和測試成效輸出[2]。

    當管道中的導電液體通過電磁流量計時,由于被測液體在磁場中做一種切割磁力線形式的運動,在導體中就會產生出感應電壓來。在具體測量流量時,因為引入了低頻磁電流,在流體流動的管道截面上產生一個磁場,而流體以垂直于流動方向的運動模式流過了該磁場,會讓導電性液體的流動感應出一個與平均流速成正比的電壓來,其感應電壓信號可以通過固定在測量管管壁上的兩個與液體直接接觸的電極檢測出來,再通過電路處理單元進行放大、采樣和抗干擾等相應處理后,就會獲得與流量值呈良好線性關系的具體信號。

    3 應用效果
    利用電磁流量計測量注入剖面,不僅不受注入液密度和粘度的影響,并且可靠耐用、準確性好、實效高,對測試環境無放射性污染。流量計對于差异射開厚度的油層,或是同一油層,因为物性的差異會形成区别的吸液狀況,而電磁流量計測井能客觀的响应出其吸液的狀況。電磁流量計測井對厚油層能夠進行細分化釋,顯示出厚油層吸入聚合物的所在位置,以及吸入聚合物的厚度[3]。電磁流量計在測井時,還可以反应出注聚合物的驅油效果。

    對于出廠檢定合格的電磁流量計,在具體的應用中它的準確度會受到许多身分的影響,包孕感應電動勢、磁場強度、測量管等。在實際測井中產生誤差身分主要有以下幾個方面:

    3.1 流場狀況引起的誤差
    被測介質在流量計的管內流動時,因为受到管路條件的影響,當電磁流量計的上游出現節門、三通等金屬管道的相應管件時,或是因為維護不到位造成異物進入了管路,會對測量酿成干擾,主要是對流量計的流速分布形成了影響,流量計測量的準確度不再精確。因此在測量的時候,應流量計盡量遠離流量調節閥門。

    3.2 工作介質方面造成的誤差
    在使用電磁流量計對一些特殊的介質進行檢測(例如對一些液態的化工產品或者是特殊處理的水等液體進行檢測) 時,一般情況下介質在工作時會經常產生結晶,不僅會影響到對電極的測量,也會在金屬管道內形成淤積,造成流量計內徑的改變。另外,對一些附著沉淀物的流體進行測量時,由于電極表面的污染,經常會有引起零點變動情況的出現。所以,在一些特殊的場合應用電磁流量計測量時,要做到加開清洗孔,清洗金屬管道,或是對流量計不定期進行清洗;同時在測量時,要使流經流量計的介質保證足夠大的流速,避免污染物的沉積。有條件的場合,要選用具有電極自清理功能的電容式等新型電磁流量計來避免這些不必要的影響。

    3.3 安裝不當及現場條件不當形成的誤差

    傳感器外殼未接地出現的誤差。一般情況下,傳感器是在金屬管道上進行安裝,而且金屬管道是在地下,许多人于是認為對于儀表的外殼就不必要再做接地處理了。但是,這么操作卻是了兩個重要問題:一方面是金屬管道做了防腐蝕處理,金屬管道與地不能大面積接觸;二是傳感器一般由膠皮墊連接著法蘭而與金屬管道分隔開,是以酿成了傳感器的接地電阻大大增加,影響了流量計的測量結果,進而形成了誤差。此外,因为電動勢檢測一般為幾毫伏左右,這便利形成雜散電流對檢測結果的影響。

    干擾環境下的輸出信號誤差解析。對于一般的電磁流量計來說,傳感器即電極與轉換器之間的連接電纜應做到盡可能短。因為傳送信號的電纜過長,電纜本身的分布電容酿成的負載效應會引起較大的測量誤差,同時對信號受到干擾的幾率大大增加。在測量時,還要注意走線方面,做到信號線與電源線分開走線,這樣能防备產生“寄生電容”的干擾。此刻很多場合用上了數字輸出儀表,以求獲得zui為準確的測量數據。

    強電、強磁環境下的誤差解析。流量計工作環境方面,要注意盡不妨的與強電、強磁等設備的距離遠一些。由于電磁流量計在接地后, 其周邊的附近倘若有少少其他的強電、強磁等設備也在接地,會变成流量計產生接地壓降,使電磁流量計接地電位變化,進而對測量結果酿成誤差。此外,流量計假使是在非常強的磁場下工作,比如變壓器等強電磁設備相近运用,周邊磁場環境的強度超過流量計電磁兼容的幅度時,會對測量結果的準確性造成很大的影響。


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