通过改变仪器外径校正管壁变径对流量测量影响的理论探讨

来源 :石油研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiawei0018
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  摘要:通过仪器控制定量改变仪器外径,对两次测量结果进行对比分析,从而计算出测量点井壁变径面积,进而对所测流量进行校正,提升流量测量精确度。
  关键词:注入剖面测井;变径;流量;校正
  引 言
  目前,在生产测井中,流量测量主要是基于速度-体积模型,如超声流量计、电磁流量计、FCP测井流量测量,均是通过测量流体速度,跟据油管内截面与仪器外截面所形成的环形空间面积,进而换算出流体体积,但在实际生产中,由于管壁粘污、变形等因素,例如注聚井井壁的聚合物粘污,造成环形空间面积发生改变,但在计算过程中依然以标准环形空间面积计算,便在流量测量过程中产生误差,影响流量测量精度。本文探讨通过仪器外径的定量改变,两次测量并分析,进而得出变径面积,从而对流量的测量结果进行校正,提升流量测量精度。
  一、理论假设
  在流量测量的速度-体积模型中,测井仪主要通过测量流体速度,根据不同原理,形成工程值,再依据仪器标定数据,结合环形空间面积,从而计算出流量。不同仪器测量原理虽有不同,所形的工程值意义也不相同,但根本原理均为通过流体速度测流体体积,所以本文仅以超声流量计为例进行讨论,其它测量方法就不一一叙述了。同时,连续测量与点测的区别主要在于仪器运行的速度,所以本文只讨论点测情况下流量的校正,连续流量测量仅需将仪器运行速度引入相关计算便可。
  本文理论探讨的假设基础为:
  1、测量仪外径可定量改变,进而改变环形空间面积
  2、超声流量计
  3、测量环形空间及标定环境为:油管内径62mm,仪器外径38mm
  4、测量方式为点测
  二、理论推导
  1、仪器外径定量变化对流体速度的影响
  仪器外径与流速变化对照表(油管内径0.062m)
  通过上表可知,仪器的外径发生变化,即油管与仪器形成的环形空间发生变化,流体流速也会跟随仪器外径的变化发生较大变化,进而大幅影响仪器测量的工程值,保证后期计算的精度。
  2、推导过程
  本文的数据推导,以仪器刻度方程依据,进而推导出相关参数。
  公式一(流量方程):   F=bk+c;
  F:流量
  K:仪器测量工程值
  b、c:仪器刻度常数
  公式二:              F=(S油管-S仪器)*P;
  F:流量
  S油管:油管截面积(内径62MM为例)
  S仪器:仪器截面积(仪器外径38MM为例)
  P:流体速度
  由公式一、公式二可知:
  公示三:      
  儀器不变径情况下,点测,设该点流量为X,井壁粘污变径面积为S,则有该点流体流速P1为:
  则有该点仪器测得工程值K1由公示三可知:
  公示四:
  
  仪器变径情况下,点测,设仪器定量变径S,则有该点流体流速P2为:
  
  则有该点仪器测得工程值K1由公示三可知:
  公示五:
  
  由公示四、公示五可知,两式均为二元一次方程,其中不可知变量只有该点流量X、井壁粘污变径面积S,其余各量均为已知量或测量值,可知
  
  
  3、其它实现方法
  根据以上推论,如果仪器能实现在井下可控变径,可以引入流量计标校体系,对变径前后分别标定,即实现一次下井,用不同直径两支仪器进行流量测量,可更高精度的提供变径情况及流量测量。
  三、结 论
  1、仪器外径的微小改变,就会引起所测流体速度的大幅变化。
  2、通过改变仪器外径,即改变测量环形空间截面积,经过两次测量,可以方便快捷的给出所测点的变形截面积,进而对流量进行校正,排除油管变径的干扰。
  3、加入连续测量计算后,可给出全井的粘污变径情况,为采油厂提供新的更可靠的数据支持。
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