電磁流量計(jì)在注聚井中的誤差分析及校正

由于聚合物對井下工具的腐蝕、套管結(jié)垢等因素的影響，導(dǎo)致聚和物注入井中的測試流量與實(shí)際注入流量有誤差。針對現(xiàn)場測試時所遇到的誤差問題, 本文結(jié)合現(xiàn)場測試資料，分析了電磁流量計(jì)在注聚合物井測試誤差的形成原因,并針對其原因提出了試驗(yàn)性的解決方法，取得了良好得效果。

2009年10月, 使用電磁流量計(jì)對喇6-3415 井進(jìn)行檢配測試時發(fā)現(xiàn), 全井井下流量為120 m3/d, 而地面計(jì)量流量為140 m3/d，差值20 m3/d。為此，對200口井進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)電磁流量計(jì)在注聚合物井檢配測試過程中，有120口井測試流量明顯少于水表流量。而電磁流量計(jì)測井項(xiàng)目同時也發(fā)現(xiàn)：相同排量的注聚井頻率數(shù)會較注清水中略小，由于電磁流量計(jì)的解釋是基于比例的算法，所以影響較小，但對于底部吸液少的層位影響較大，甚至將吸水低界提升。

1、基于測量原理、溶液物性的誤差分析

1.1 聚合物溶液磁導(dǎo)率微小于清水

根據(jù)電磁感應(yīng)原理，當(dāng)導(dǎo)電流體在磁場強(qiáng)度為B的磁場中以速度ν運(yùn)動時，切割磁力線而產(chǎn)生電場E，關(guān)系為：E=v×B。則在線性長度為L的a和b兩點(diǎn)之間產(chǎn)生感應(yīng)電動勢Eab：

兩接收電極之間的距離L為已知常數(shù)，B為已知的磁場強(qiáng)度。故Eab是v的函數(shù)，Eab隨v的變化而變化。而瞬間流量Q等于流速v與導(dǎo)管截面積S（常數(shù)）的乘積，因此有：Q=K×Eab。式中，K為儀器常數(shù)。因此，只要通過電路測得Eab，即可得到相應(yīng)的流量Q。由于“通過實(shí)驗(yàn)得出相同磁場強(qiáng)度聚合物（聚丙烯酰胺）溶液的磁通線密度小于清水中磁通線密度”[1]，所以，相同截面積情況下在聚合物溶液中磁場強(qiáng)度B要比水中小，而現(xiàn)場測試儀器都是在清水中進(jìn)行標(biāo)定的，所以在注聚合物井中顯示流量會較清水中小。相關(guān)產(chǎn)品：分體式電磁流量計(jì)。

1.2 聚合物溶液導(dǎo)電性發(fā)生改變

在液體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢后，通過溶液將感應(yīng)電動勢傳導(dǎo)至儀器的接收電極，在本公司研發(fā)中心2009年所做的聚合物溶液不同濃度的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)中證明隨著聚合物溶液濃度地不斷加大，溶液的電導(dǎo)率會不斷增大，尤其是在濃度由3000 mg/L增值5000mg/L時，增量較1000～3000 mg/L大得多。則在聚合物溶液中感應(yīng)電動勢要大于在清水中。相關(guān)產(chǎn)品：管道式電磁流量計(jì)。

1.3 溶液體積的改變

電磁流量計(jì)測量的是流體速度v，即電磁流量計(jì)測量的是體積流量，而溶液的混合并不是簡單的體積的疊加，由于分子間隙存在混合溶液通常體積會變小。所以，測量值不應(yīng)該是注聚泵流量計(jì)與注水泵流量計(jì)測量流量的簡單相加，但通常這個量略小。

1.4 聚合物溶液非均質(zhì)現(xiàn)象影響

現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn)，部分注入井中聚合物并未完全溶解，甚至有的自噴產(chǎn)液井產(chǎn)出的是塊狀聚合物團(tuán)，由此可以判斷部分聚合物經(jīng)過靜態(tài)混合器混合后也并未形成溶液，這樣注入液并不具有均一性，周圍磁感線并不均勻，測試結(jié)果波動大。相關(guān)產(chǎn)品：插入式電磁流量計(jì)。

2、針對誤差所采取的解決方法

2.1 檢配時現(xiàn)場校正電磁流量計(jì)

1）可以將流量計(jì)在井口進(jìn)行現(xiàn)場標(biāo)定，以井口流量、井口流量變化和井底零流量為3點(diǎn)刻度儀器，對比測試結(jié)果。

2）聯(lián)合礦場將混合后流經(jīng)單井管線的溶液進(jìn)行精確測量，找到真實(shí)注入流量與測試流量誤差所在，并將混合前聚合物溶液流量計(jì)重新在聚合物條件下標(biāo)定。

3）現(xiàn)場延長每個配注段測試時間，減少聚合物團(tuán)塊的影響。相關(guān)產(chǎn)品：污水電磁流量計(jì)。

2.2 通過電磁流量資料解釋校正方案

喇9-PS1104井，于2008年進(jìn)行了電磁流量計(jì)測試，但測試結(jié)果與所附帶的井溫曲線矛盾，井溫在所有射孔層的非常底部拐起，而電磁流量測試結(jié)果卻顯示吸水底界在薩39+10（1）的上部。為此，對該井進(jìn)行了集流式電磁流量計(jì)測試，其結(jié)果與井溫反應(yīng)相同。將該儀器在該區(qū)塊的電磁流量井中兩口注入量不同的井作為標(biāo)定井，按電磁流量算法公式代入方程：

Q=k(F-F0)

———Q為流量

———k為零流量以上每Hz所顯示的m3/d

———F 為總頻率

———F0 為零頻率值

喇8-PS1714注入量70m3/d，總頻率424.1 Hz；喇10-PS1732注入量60m3/d，總頻率409.1 Hz。帶入上式得到零流量頻率為319.7 Hz。

3、結(jié)論

1) 該算法屬粗略的將底部吸水做以計(jì)算，但為進(jìn)一步了解和研究電磁流量計(jì)在注聚井中低流量部分的解釋提供了很好的思路。

2) 由于底部濃度變大，零流量也隨之變大，區(qū)塊內(nèi)每口井因井況原因、注入效果不同而存在差異，不能代表區(qū)塊內(nèi)所有井，建議在井口進(jìn)行關(guān)井測量零流量，后進(jìn)行對比。

3) 檢配時現(xiàn)場校正電磁流量計(jì)及通過電磁流量計(jì)資料解釋進(jìn)行方案校正能夠很好地解決在注聚井中的測量誤差。