0、引言：

  Sondex全井眼渦輪流量計有多種類型, 在油田注入產(chǎn)出剖面測量時常常慣性地選用某種類型。在一般情況下該種流量計可能工作得很好, 但當(dāng)條件發(fā)生變化時, 測得的數(shù)據(jù)就沒有那么好, 甚至可能是無效數(shù)據(jù)。本文列舉了Sondex全井眼渦輪流量計的性能指標(biāo), 并通過一個很有啟發(fā)性的注入剖面測井實(shí)例, 說明了儀器類型選擇和測前設(shè)計的重要性。

1、儀器介紹：

  Sondex全井眼渦輪流量計利用液體流動推動葉片旋轉(zhuǎn)進(jìn)行測量, 所測曲線單位為rps (轉(zhuǎn)每秒) 。利用HALL效應(yīng), 旋轉(zhuǎn)被檢測到, 每一轉(zhuǎn)產(chǎn)生10個脈沖信號, 分辨率為0.1 rps。測量值進(jìn)而可以轉(zhuǎn)換為流速[1]。儀器外徑比較細(xì), 有1~11/16 in (1 in=2.54cm) 和1~1/2 in兩種, 可以收攏起來進(jìn)出油管, 然后在套管里打開進(jìn)行測量 (見圖1) ?？梢詼y量氣體、液體上行流動和下行流動[2]。

全井眼渦輪流量計渦輪葉片占井眼的面積大, 所以流速測量精度比較高, 流速的測量范圍也比較寬, 啟動門檻速度低。測量上限能達(dá)到500 ft/min (1ft=0.304 8 m) , 精度能達(dá)到正負(fù)2 ft/min, 分辨率為0.1 rps, 水中啟動門檻速度為1.7~2.5 ft/min[3]。

2、應(yīng)用實(shí)例：

  X-30是一口注水井, 測量段位于外徑為7 in, 內(nèi)徑為6.366 in的套管中, 共有6個射孔層段, 分布于1 251.5~1 316.5 m之間。測井目的是想搞清楚各射孔層段的吸水量多少, 得到注入剖面, 從而為油田優(yōu)化注采提供依據(jù)。

流量測量使用的Sondex全井眼渦輪流量計為CFBM-028 (Caged Full Bore Flowmeter) , 測量分為上測, 下測各5趟, 測速為10, 15, 20, 25, 30 m/min。測得的原始曲線如圖2所示。流量曲線的曲線名為CFB, 單位為rps。

  容易發(fā)現(xiàn), 第4道 (CFB道) 中, 在第1、第4、第5射孔段, CFB流量曲線均出現(xiàn)臺階狀變化, 反映吸水;在第2、第3、第6射孔段, CFB流量曲線沒有明顯的臺階狀變化, 反映吸水不多或者不吸。還有一個現(xiàn)象值得注意, 在第1個射孔段以上 (1 251.5m以上) , 上測5趟的CFB流量曲線重疊在一起。這5趟CFB流量曲線對應(yīng)的是不同的上測速度, 重疊在一起是不應(yīng)該的。同時對CFB曲線進(jìn)行刻度計算時發(fā)現(xiàn), 1 251.5 m之上刻度段對應(yīng)的數(shù)據(jù)明顯異常 (見圖3中虛線圈中的點(diǎn)) , 其線性關(guān)系明顯與一般理論規(guī)律[2]違背, 與其他幾組刻度段數(shù)據(jù)的趨勢也完全不同。因而后續(xù)計算時, 1 251.5 m之上這些上測時的異常數(shù)據(jù)點(diǎn)只能排除在外, 不能參與計算。

  因?yàn)楫惓＞l(fā)生在上測時, 而且位置均為所有射孔段之上儀器處于總注水的沖擊下, 因而懷疑在上測時, 由于儀器與注入水相對速度過大, 導(dǎo)致葉片受力超過極限發(fā)生收攏, 測量值不正常。

  后來查閱了文獻(xiàn)資料, 發(fā)現(xiàn)渦輪其實(shí)可以進(jìn)一步細(xì)分為測向上流動的渦輪葉片 (upflow spinner) 的和測向下流動的渦輪葉片 (downflow spinner的) [3]。兩種葉片對上、下流量都可以同時測量, 但因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)不一樣, 上測、下測方面各有側(cè)重。測向上流動的葉片, 也就是本井中使用的渦輪流量計葉片類型, 主要適用于測向上的流動, 儀器手冊中標(biāo)稱的7 in套管中能測量的***大流量是28 250 bbl/d (1 bbl=0.028 316 8 m3) 。但這里所說的***大測量流量是針對向上的流量說的;如果是注水井, 水流方向向下, 則儀器所能工作的流量上限應(yīng)該遠(yuǎn)低于28 250 bbl/d。也就是說, 當(dāng)水流方向向下時, 使用這種葉片, 儀器只會在較小范圍內(nèi)正常工作。