抽油井真空液面测试技术研究及应用

抽油井真空液面测试技术研究及应用韩兴温(中原油气高新股份有限公司采油四厂)摘 要:本文介绍了抽油井真空液面测试技术的基本原理,测试仪器的组成与测试要求及现场应用情况。

关键词:回声仪;液面;抽油井;环空测试井底流压是油井优化主设计和油田开发动态分析的关键技术参数,在生产中常根据动液面来计算流压。

生产中使用的抽油井动液面测试方法一般为双频道回声仪测试法,这种方法是利用声波反射的原理计算出抽油井的环空液面。

但对一些产量大的油井,原油中的溶解气不断从油中分离出来,在环空中形成气-液混合的泡沫段,使回声仪无法测出准确的液面,从而给流压计算带来一定误差。

通过测试环空中的气体排量折算出环空液面,为较为准确地反映抽油井的真空液面,为评价油井工作状况提供可靠的依据。

1 基本原理在抽油井的环空测试中,应用物质平衡方法的主要目的是求得正常生产时的拟气柱长度(环空液面的深度),拟气柱中包括全部的气体段和泡沫段中的部分气体(图1)。

对于折算井底流压和分析泵效来说虚拟情况和实际情况是等效的。

在抽油井的环形空间中,取气体系统进行研究,该气体系统包括全部气体和泡沫段的气体。

设流入该系统的体积流量为Q1(标准状态下),流出该系统的体积流量为Q2(标准状态下),根据气体状态方程式:PV=nRTZ=(w/m)RTZ(1)可得:w=(pVm)/(RTZ)(2)式中:p 气体的绝对压力,kPa;V 气体的体积,m3;n 气体的摩尔数,mol;w 气体的质量,kg;T 气体的绝对温度,K;R 气体的状态常数,无因次;Z 气体的压缩系数,无因次;m 气体的分子量,无因次。

以单位时间除以两边,即以气体的质量流量G代替w,以气体的体积流量Q代替V,并取Q 为标准状态下的体积流量,则Z=1,于是:G=Q st(p st m)/(RT st)(3)式中:pst 标准状态下的气体压力,KPa;Tst 标准状态下的气体温度,K;Qst 标准状态下的体积流量,m3/d。

由物质平衡原理,流入与流出系统的质量流量之差等于该系统内的质量随时间的变化率: Q1(p st m)(RT st)-Q2(p s tm)(RT st)=d[(p vm)(RTZ)]/dt(4)式中:Q1 标准状态下流入系统的体积流量,m3/d;Q2 标准状态下流出系统的体积流量,m3/d。

m和R为常数,T和Z可取为常数,于是排气时:100 内蒙古石油化工 第30卷Q 1-Q 2=[T st /(TZp st )][p (d V/dt)1+V(dp /dt)1](5)以上为气体系统的物质平衡方程式,在压力恢复时(即关闭套管阀门),Q 1=Q 2。

Q 1=[T st /(TZp st )][p (d V /dt )2+V (dp /d t)2](6)可设想在较短的时间内环空中气体体积变化流量保持不变,即dV/dt=0,则由式(5)、式(6)可得:V =(Q 2TZP st ){T st [(dp /dt )2-(dp /dt)1]}(7)通过测试排气和恢复时压力梯度及环空排气量,并根据油井的气油比、含水率、气体相对密度进行修正,可计算出环空拟气柱的高度,即油井真实液面。

2 测试仪器的组成与测试要求2 1 测试仪器的组成拟液面测试仪主要由井口装置、压力传感器、温度传感器、流量计及数据采集系统组成,如图2所示。

2.1.1 压力传感器。

采用量程为2.0MPa,精度为0.1级的高精度压力传感器,用于监测套管压力及套管排气后的压力变化量。

2.1.2 温度传感器。

由于测试过程排气周期很短,所以要使用反应速度快的点式热敏元件,并且通过专门的密封接点,使其点状元件直接与气体接触,这样可以减少温度的滞后现象,使其温度数据更可靠,其量程为-10~150 。

2.1.3 数据采集系统。

数据采集系统由数据采集电路及微机实时显示系统组成。

数据采集电路是一个单片机8031为核心的测量控制系统,外加程度存储器、A/D 转换器.传感器及通讯接口等部件。

数据采集程序安装在ROM 程序存储器内。

单片机根据需要监测外部接口的状态,定时采集传感器送来的信号,然后通过A/D 转换器,将数据传送至微机数据盘内。

微机实时记录显示采用便携式微机,实时记录显示。

软件采用BASIC 语言编制,中西文两种方式,操作简单方便。

系统每隔2-10s 采集一次,将数据显示并绘制在屏幕内,即可随时观察排气及恢复周期的压力随时间的变化曲线。

2 2 测试工艺的操作步骤2.2.1 安装井口连接器,用通讯电缆连接井口连接器和测试仪器。

2.2.2 打开套管阀门,启动计算机接收系统接收数据。

2.2.3 测试开始后,若压力稳定,1min 后打开井口连接器放气阀门,环空系统压力下降;约3m in 后关闭放气阀门,开始压力恢复测试,再过3m in 后结束测试。

2 3 测试工艺要求2.3.1 井口阀门关闭严密,无漏气现象。

2.3.2 测试时保持井口原有状况,不要改变油套连通状况。

3 结果分析利用根据物质平衡法设计的抽油井拟测试仪,选取文72块和文79块的油井进行回声仪和测试仪对比测试,油井含水从低到高分布。

开始时用两种仪器分别测试,然后掺水加消泡剂,连续跟踪测试液面的变化情况,取稳定时的液面为真实液面,测试结果见表1。

表1 井液面测试结果井 号气油比m 3/t含水%气体相对密谋消泡前液面,m回声仪法测试仪法消泡后液面位置,m绝对误差,m 相对误差,%回声仪法测试仪法回声仪法测试仪法文79-212855950.80641654677-36-23 5.3 3.4文79-124332920.80164217231675-3348 1.9 2.9文79-67261910.80152015961560-40362.5 2.3文72-750690.70188020542076-196-229.4 1.0文72-18822340.6788112041254-373-5029.6 3.9文33-136105150.67102913641400-3713626.53.3通过对比可以看出,高含水时,油井产生的泡沫段比较短;低含水时,油井出现的泡沫段较长。

当液面较深时,用双频道回声仪需测试多次才能确定液面的位置;而使用该测试仪一次即可成功。

油井出现泡沫段时,采用拟液面测试仪测试真实液面的准确度要比回声仪提高10%左右。

101第30卷 抽油井真空液面测试技术研究及应用东濮凹陷沙三4亚段浅水 成盐沉积期沉积相类型分析王志萍,闫秀珍,高 枫,马志建(中原油田分公司勘探开发科学研究院,中原石油勘探局人力资源处)1 前言通过对东濮凹陷北部深层沙三4亚段地层精细对比,认为东濮凹陷北部深层沙三4亚段发育两大类型的沉积层,一类为浅水沉积成因的,发育浅水沉积体系和沉积组合,最大的特征是沉积岩盐层,因此把该沉积层称之为浅水-成盐沉积期。

另一类为深水沉积成因的,发育浅水沉积体系和沉积组合,不发育岩盐沉积,因此把该沉积层称之为深水-盐间沉积期。

浅水-成盐沉积期地层沉积地层具有沉积中心地层厚,向边缘地层变薄的特征。

主要发育辫状河三角洲、浅水滩坝、干盐湖。

2 辫状河三角洲东濮凹陷北部沙三4亚段的辫状河三角洲主要分布在西部斜坡、东部洼陷带东部。

辫状河三角洲是较典型的进积式辫状河三角洲,它分布广、厚度大。

沉积序列清楚,从湖岸向湖心,由三角洲平原亚相过渡为三角洲前缘亚相、前三角洲亚相。

2.1 岩性相对较粗东濮凹陷北部沙三3-4亚段岩性以粉细砂岩为主,而辫状河三角洲沉积多见含砾砂岩、中细砂岩等,并具有较多的炭质页岩夹层。

2.2 发育反映水浅、流急的沉积构造特征辫状河道含砾砂岩发育浅水、急流态的大型交错层理和冲刷充填构造,从岩心上看,纹层粗且据递变。

辫状河三角洲前缘沉积构造类型多样,主要有透镜状、浪成沙纹层理、平行层理、槽状和板状交错层理、冲刷面等。

2.3 反映牵引流的粒度分布曲线特征本区辫状河三角洲沉积物的粒度概率曲线主要为两段式,CM图上主要由PQ、QR、RS三段组成,说明了砂岩以牵引流为主的多种搬运方式。

2.4 向上变粗的岩性序列本区辫状三角洲沉积在垂向剖面上具有明显的进积型序列;构成向上变粗的反旋回层序,从下向上依次由前辫状河三角洲泥岩、粉砂岩变化为辫状河三角洲前缘的中-细粒砂岩含砾砂岩夹泥岩等。

2.5 地震相特征在地震剖面上外形呈席状、发散状,内部结构为中、变振幅中、低连续、波状、亚平行反射,局部发育前积发散反射,联络测线中见丘形反射结构。

4 结论4.1 对于流压低于饱和压力的井,环空易出现泡沫段的堆积,高气油比.低含水的油井泡沫段相对较长,高含水油井的泡沫段相对较短。

4.2 通过掺水前后的液面测试,双频道回声仪无法直接测试泡沫段的长度,泡沫段越长其误差越大。

测试表明,双频道回声仪的平均误差在13%左右,测试仪误差在3.17%,降低了10%左右。

4.3 新研制的测试仪能用于有泡沫段的油井,也可用于无泡沫段的油井,对于特深的油井(大于2500m)更宜用该测试仪。

!参考文献∀作者简介:韩兴温,男,32岁,工程师,1990年6月毕业于中原石油学校地质专业,现在中原油气高新股份有限公司采油四厂文184采油区从事采油管理工作,地址(457176):河南濮阳采油四厂,电话(0393)4854145。

收稿日期:2004年3月8日102内蒙古石油化工 第30卷。