智能高温水流量计在射孔层上笼统注聚井测试技术应用

摘要: 为了实现喇叭口位于射孔层上、低注入量、笼统正注井注入剖面的精确测试，在普通防喷装置和 DLFP14 － 70T 注脂防喷装置的基础上，研究了轻型注脂喷装置与内流式集流智能高温水流量计配套技术。对比分析测试资料，结果表明使用轻型注脂电缆防喷装置与内流式集流智能高温水流量计配套技术，可以精确测试注入量低于 5 m3 /d、喇叭口位于射孔层上的笼统正注井。内流式集流智能高温水流量计克服了脉冲中子氧活化测井在套注井中测量下限较高的缺点。但内流式集流智能高温水流量计受管柱结构限制，只适合于测量喇叭口位于射孔层上的笼统正注井。
引言
某油田主力油层发育差，采用聚驱提高采收率。聚驱试验开发初期，大部分管柱结构为喇叭口位于射孔层上的笼统正注井，测试仪器连接扶正器( 套管) 在喇叭口处易遇阻掉井，掉井打捞困难。注入量小于 5 m3 /d的井占 30． 66% ，低于 10 m3 /d 的井占 56． 60% ，使用普通防喷装置，日溢流量远大于 2 m3 /d，放射性相关测井测试困难。而且普通防喷装置更换橡胶盘根、阻流管后，仪器下井困难。DLFP14 － 70T 注脂防喷装置比较笨重，需要大型井架车吊装。而且油田注入剖面测井井口压力均低于 20 MPa，使用工作压力 70 MPa、耐压105 MPa 的 DLFP14 － 70T 注脂防喷装置劳动强度大。此外，用于驱油的聚合物母液粘度高，导致 Ba131( I131) 微球抱团，放射性示踪五参数测井无法测试。聚合物母液结垢凝结，导致流动截面积变化较大，外流式智能高温水流量计、氧活化、放射性相关等测井采用面积法计算体积流量误差变大。综上所述，放射性示踪五参数测井、放射性相关测井、氧活化测井、外流式智能高温水流量计不能精确测量喇叭口位于射孔层上的低注入量笼统正注井。本文研究轻型注脂电缆防喷装置和内流式集流智能高温水流量计测试喇叭口位于射孔层上的低注入量笼统正注井，既能实现零溢流量小流量测试，又能提高劳动生产率和降低成本。
1 测试配套技术工作原理与结构
1． 1 防喷装置对比优化
1． 1． 1 普通电缆防喷装置
注入剖面测试中，溢流量对测量结果影响至关重要。如图 1 所示，测井普通防喷盒采用 3 级密封: 第 1 级密封为阻流管( 6) ，测 20 井次左右阻流管内径变大，溢流量增加; 第 2 级为橡胶盘根和钢垫( 15) ; 第 3 级为橡胶盘根( 10) ，调整压帽( 11) 松紧程度，橡胶盘根抱紧电缆; 第 2 级和第 3 级密封更换一次橡胶盘根测试 3 ～ 5 井次溢流量增加。普通防喷盒无法实现溢流量，没有捕捉器、防喷器和放喷组装件。普通电缆防喷装置工作压力20 MPa，耐压 40 MPa。

1． 1． 2 DLFP14 － 70T 注脂防喷装置
如图 2 所示，DLFP14 － 70T 注脂防喷盒有 1 个注脂口、1 个回脂口、1 个防喷盒液控口、1 个刮缆器液控口及1 个溢流口，主体内装有 6 根阻流管。DLFP14 － 70T 注脂防喷盒采用 4 级密封: 第 1 级密封采用注脂密封，撬装注脂泵从注脂口注入高压高粘度密封脂于 6 根阻流管与电缆间隙; 第 2 级密封采用液压密封，气动液压泵主加压和手压泵补加压结合从防喷盒液控口注入液压油，推动活塞挤压胶芯压筒; 第 3 级密封采用液压密封，手压泵加压从刮缆器液控口注入液压油，推动活塞挤压胶芯压筒实现密封和刮油作用; 第 4 级密封油杯、橡胶盘根和刮油环( 钢 垫) 。DLFP14 － 70T 注脂防喷装置配有液控上、下捕捉器、液控双闸板防喷器和放喷组件，根据实际可以调整溢流量，实现零溢流密闭测井施工。 DLFP14 － 70T 注脂防喷装置工作压力 70 MPa，耐压105 MPa。

1． 1． 3 轻型注脂防喷装置
综上所述，结合普通防喷装置和 DLFP14 － 70T 注脂防喷装置的结构特点，研究设计轻型注脂防喷装置。如图 3 所示，轻型注脂防喷盒有 1 个注脂口、1个回脂口、1 个防喷盒液控口、及 1 个溢流口，主体内装有 2 根阻流管，但阻流管没有护管。轻型注脂防喷盒采用 3 级密封: 第 1 级密封采用注脂密封，注脂泵从注脂口注入高压高粘度密封脂于 2 根阻流管与电缆间隙; 第 2级密封采用液压密封，手压泵补加压结合从防喷盒液控口注入液压油，推动活塞挤压胶芯压筒; 第 3 级密封采用压帽、橡胶盘根和钢垫。轻型注脂防喷装置。与 DLFP14 － 70T 注脂防喷装置比较: 没有液控上、下捕捉器和液控防喷器; 液压密封采用手压泵; 注脂泵采用小型气动液压泵; 防喷盒没有刮缆器密封和刮油部分; 阻流管壁厚加厚，没有护管。轻型注脂防喷装置工作压力 21 MPa，耐压 42 MPa。

通过现场应用，轻型注脂防喷装置相比普通防喷装置有以下优点: 调整气动液压泵、手压泵压力，可实现零溢流量密闭测井施工，确保施期间注入井工作制度不改变; 通过调整气动液压泵、手压泵压力及回脂管上的阀门，可改变防喷盒内压力，保证仪器顺利下井。轻型注脂防喷装置相比 DLFP1 － 70T 注脂防喷装置优点提高了生产效率，降低了劳动强度。但三者的防喷盒结冰及注脂防喷装置回脂管线冬季施工点测时存在结冰现象。
1． 2 内流式集流智能高温水流量计如图 4 所示，内流式集流电磁组合测井仪主要采用内流式集流智能高温水流量计，并组合了井温压力磁定位仪。利用电磁感应原理测量平均流速，体积流量计算公为:


式中，Q 为体积流量，m3 /s; K 为仪器常数，无量纲; B为磁场强度，T; Ue 为感应电压，V; D内为内流道内径，m。内流式克服了注聚条件下，井筒内壁聚合物胶结物不规则导致流动横截面积无规律变化的影响，集流式提高了内流道流体流速，从而提高了流量的测量准确度和测量下限，测量范围为 0 ～ 140 m3 /d。
2 轻型注脂防喷装置与内流式集流智能高温水流量计配套技术应用
在实际应用中，使用轻型注脂防喷装置与内流式集流智能高温水流量计配套技术对喇叭口在射孔层上注聚井进行测试。轻型注脂防喷装置与内流式集流智能高温水流量计配套技术施工工艺参见文献，测试情况见表 1 所示，低注入量井( ≤10 m3 /d) 占到 56． 60% 。

2． 1 内流式集流电磁流量与氧活化测井对比
表 2 为 X 井内流式集流电磁流量与氧活化测井 2 种测试方式点测结果。X 井全井注聚30 m3 /d，内流式集流电磁流量测井反映 6 个吸液层，氧活化测井反映 2 个层吸液。在 1 098． 2 m 处，氧活化测井合层 20． 4 m3 /d，内流式集流电磁流量测井合层 17． 5 m3 /d，液量相近; 而在1 104． 0 m 内流式集流电磁流量测井合层吸液量10． 2 m3 /d，氧活化测井合层吸液量 0 m3 /d; 在 1 110． 0、1 112． 1 m处氧活化测井无吸液量显示，但内流式集流电磁流量测井均有吸液量显示。
表 2 结果表明，氧活化测井在套注井中测量下限较高，低于 20 m3 /d 就无法得到测试结果。而内流式集流电磁流量测井在套注井中的测试克服了这方面的缺点测量下限可以到 0． 2 m3 /d。但是内流式集流电磁流量测井只适合喇叭口在射孔层以上笼统正注井测试，配注井和笼统上返井都无法测试。内流式集流电磁流量测井也适合喇叭口在射孔层以上笼统正注注水、注三元井测试，因为水、三元母液的电导率大于聚合物母液。
2． 2 溢流量对测试结果的影响
根据地质需要，对 XX 井进行内流式集流电磁流量测井。如表 3 所示，第 1 次使用普通防喷装置，在 889. 0、 892. 0、894. 0、896. 9、896. 9、900. 0 m 处内流式集流电磁流量测井测试结果均为零，无法判断该注聚井不吸液还是注入的聚合物从防喷装置漏失。第 2 次使用轻型注脂防喷装置测试，录取资料结果是第一点全井注入量 5 m3 /d，说明第 1 次使用普通防喷装置，全井注入量全部漏失。889. 0、892. 0、896. 9 m 三个层分别吸液 1. 6、 3. 0、0. 4 m3 /d。结果表明注入量低于 5 m3 /d 时，使用普通防喷装置，溢流量对于低注入井测量结果至关重要。
3 结论
1) 轻型注脂防喷装置与内流式集流智能高温水流量计配套技术对喇叭口在射孔层上笼统注聚、注水、注三元井进行测试，特别适合低注入量井，内流式集流智能高温水流量计测量下限可以达到 0． 2 m3 /d。 2) 氧活化测井在套注井中测 量下限较高，低 于20 m3 /d 就无法得到测试结果。 3) 使用普通防喷装置，溢流量对于低注入井测量结果至关重要，而轻型注脂防喷装置解决了溢流量对测试结果的影响。 4) 气温较低时，轻型注脂防喷装置存在结冰风险，与其配套内流式集流电磁流量测井只适合喇叭口在射孔层上的笼统正注井。