溢气型集流器在喇嘛甸油田的应用

邸士莹，刘释俊，缪立南

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司　黑龙江　大庆　163114)



溢气型集流器在喇嘛甸油田的应用

邸士莹，刘释俊，缪立南

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司黑龙江大庆163114)

摘要:地层压力的降低使油井脱气现象非常严重，很多油井从油水两相流发展到油水气三相流。为解决三相流测量问题，适应喇嘛甸油田流饱压差绝对值大于7 MPa产出井测试要求，采用溢气型集流器测井能有效降低气相对产出井测试结果的影响。

关键词:三相流;流饱压差;溢气型集流器

0　引言

喇嘛甸油田进入高含水期后，油井内脱气或产气比较严重［1］，用两相流仪器测三相流体会产生一定误差。气体对仪器的全水及混相值频率响应影响较大，降低了过环空找水测井资料测试的准确性，导致过环空找水测井资料的利用率不高，突出表现在产液量和含水测量资料利用上［2］。如何适应喇嘛甸油田两相流向三相流的转变，满足油田监测开发的需要，是迫切需要研究和解决的问题。本文提出采用溢气型集流器对流饱压差绝对值大于7 MPa的油井进行测试，并对其在喇嘛甸油田现场应用进行了分析。

1　溢气型集流器的原理

1.1溢气型集流器工作原理

溢气型集流器能工作在两种状态:

气液不分离(即常规集流伞)，测量油水气混合状态下的流量和含水率;

气液分离(即溢气型集流器)，测量液相状态下的流量和含水率。

1.2溢气集流伞的测量原理

集流伞的机械结构剖面如图1所示，它由中心管、伞筋和伞布组成。

图1　改进前后集流伞结构对比图

集流器是都是呈伞形状，集流器的一部分材料是防水布。溢气型集流器的最主要变化之处在于其将仪器进液口的位置从距伞顶2 cm处下移一定的距离，使得当集流器伞打开时，进液口上沿位于伞布的底沿所围成的平面的下方。由于油、气、水三相流到达集流伞时密度不同，使得油、气、水有不同的流动方向，通过改变集流器内进液口的位置，达到将气体溢出的目的。溢气型集流器集流时气、液流动过程示意图如图2所示。

图2　溢气型集流器集流时气、液流动过程示意图

2　使用溢气型集流器的必要性

大多机采井处于低饱和压力下开采，在不同流压生产条件下，油流从低于饱合压力的井筒深度起，溶解气开始从油中分离出来，油流在垂直管中可能出现泡流、段塞流、环流等流态变化［3］。井内多相流态的变化会影响过环空找水测井资料测试的准确性，导致过环空找水测井资料的利用率不高。气体是影响过环空找水测井精度的主要因素，突出表现在含水测量资料利用上［4］。那么，到底流饱压差的大小会对过环空找水测井资料精度有怎样的影响，以及它们之间的关系如何，为此，我们开展了流饱压差与过环空找水测井精度关系测试实验。

实验一共20口井，用常规集流伞测试。经过对过环空找水测井试验前、中、后期的产液取样化验含水测定结果的统计，含水率、产液量结果对比以及流饱压差的计算，试验数据表明化验含水值与实测含水值对比差值较大时，现场量油与实测的产液对比误差也较大［5］。找到流饱压差与过环空找水测井精度关系，以化验含水值与实测含水值对比差值作纵坐标，流饱压差为横坐标绘制出流饱压差与含水测量精度关系曲线，如图3所示。从趋势线分析结果上看，随着流饱压差的增大，流压变大，实测含水值误差将会随之减小。

图3　流饱压差与含水测量精度关系曲线

由图3分析可知，当流饱压差的绝对值大于7 MPa左右时，实测含水值误差会出现突增，在取样化验含水值与实测含水值对比差值大于5％的11口井中，有10口的流饱压差绝对值大于7 MPa。据统计，喇嘛甸油田目前流饱压差绝对值大于7 MPa的油井大于30％，而两相流测试仪器已经无法满足我们对动态情况资料的监测，为此，我们采用三相流测试仪器——溢气型集流器对流饱压差绝对值大于7 MPa的油井进行测试。

分别用常规集流伞和溢气型集流器，在水量分别为5 m3/d、10 m3/d和15 m3/d情况下，调节气量分别为0.6 m3/d、0.8 m3/d、1.0 m3/d、1.2 m3/d、1.5 m3/d进行试验，并将数据做成图版形式进行对比，如图4所示。由图4可以看出，用溢气型集流器测试得到的曲线基本上呈线性增加，而常规集流伞得到的曲线随气体流量增加幅度变化非常大。

图4　常规普通集流器与溢气型集流器流量结果对比图

从数学角度进行横向分析。以气量为横坐标，以涡轮的响应值为纵坐标，分别对水量为5 m3/d、10 m3/d、15 m3/d的时进行标定，两种集流伞涡轮受气体影响曲线变化斜率对比，见表1。

表1　常规伞和溢气型集流器涡轮受气体影响曲线变化斜率对比

从表1可以明显地看出，溢气型集流器受气体影响的程度比常规集流伞要小得多。而且，随着水量的增加涡轮受气体的影响逐渐减小，符合规律，进一步验证了溢气型集流器更适合喇嘛甸油田流饱压差绝对值大于7 MPa生产的需要。为此，我们把溢气型集流器应用到六厂，并且与常规集流伞测试结果进行对比，寻找解决问题的办法。

3　资料解释应用效果分析

3.1两种集流器产液对比

喇6－PS1723井，井口量油63.58 m3/d，化验含水99.2％。对比分析常规测井和溢气集流伞测井。由于两种测井方法测点深度不同，为避免更大的误差，选择了测点深度相近的几个点作比较，见表2。

表2　常规集流伞、溢气型集流器产液对比分析

溢气型集流测井的第一状态和常规集流测井原理一致，集流伞中间的进液口打开进行测量，此时油、气、水三相都经过涡轮流量计，合层产液既有油水也有气体含量［6］。上表中看出两种测井情况下，分层、合层产液之间的误差分别是3.6％和2％，在误差允范围内。同时也验证了合层产液测量结果是准确的。

在第二状态测井时，下进液口得到的流量值是不含气体的。这样我们在第一状态得到了三相产液量，在第二状态时得到了两相产液量，两者的差值就是气体的含量，也可以用这种方法草算地下原油中气体储量。

由表中得到，溢气集流伞测井得到的合层产液量70.5 m3/d，误差是9.8％，常规集流伞测井72.0 m3/d，误差是13％。溢气集流伞测井更接近井口量油63.58 m3/d。

3.2两种集流器含水对比

同理，在常规集流伞测井时，由于产液中含有气体所以含水率会变小，小于化验含水，而且误差会很大。溢气集流伞测井把气体虑掉，得到的含水率就是水在油水两相中的百分比，此时含水率接近化验含水值，误差很小。见表3。

表3　6－PS1723常规集流伞、溢气型集流器含水对比分析

由原始资料对比分析可知，常规集流伞油井产气将会对油井流量测量和含水率测量产生不可忽视的影响，溢气型集流器在溢气状态下测得的数据更接近于井口测量值，所以需要采用溢气型集流器降低油井产气的影响，确保过环空找水仪所测得的流量和含水率的可信度，所以应该运用溢气型集流器溢气状态下的测试结果对各产层产量和含水率进行相关解释［4］。

3.3两种集流器测井的成果图对比

两种测井方法的成果图和成果表对比分析如图5所示。通过成果图确定使用哪一种集流器测井时更接近井口量油的准确值。

图5　常规型和溢气型集流器集流测井对比分析

图5中黑色部分表示产液的剖面，用椭圆线标记的部分是两图着重区别的地方。图5(a)所示剖面比较宽，表示产液比较多，而这里面也把气体算在了产液里面，不是真实的产液。图5(b)剖面显示比较细小，表示把气体溢出后测到的产液。可以看到，对比两种测井方法得到的产液，溢气型集流器测井结果更接近井口量油，比较真实准确。

同时，在对两种流量波形和混相波形的冲程、冲次对比时发现，前者都很杂乱、毛刺多，这就说明了这口生产井在产出过程中伴有气相，而且对流量和含水率的测量结果造成一定程度上的影响［7］。而后者冲程、冲次较为明显、毛刺也已经很少了，因此，气相的影响已经得到了很大程度上的降低，分离效果显著。

4　结论

1)喇嘛甸油田流饱压差绝对值小于7 MPa时，用常规集流伞测试。大于7 MPa时，井内脱气或产气比较严重，用溢气型集流器测试，通过气液分离的方式，将油水气三相流转换为油水两相流状态下测量液相的流量和含水率，减小气相对液相流量和含水率测量的影响，提高产层特性判断的准确性。

2)通过对溢气型集流器两种工作状态下脉冲、流量和含水率响应值的比较，可以定性地判断产层含气量的多少，甚至可以提供定性解释结果，从而在油水气三相流的油井中真正实现油水两相的定量化、气相的定性化。

3)溢气型集流器的结构也有局限性，在试验中发现，气量不大的情况下受气体的影响很小;当气体量很大时，涡轮的转动会使一部分气体随液流进入测量仪器，对测试结果的流量和含水率测量产生一定的影响，这是迫切需要解决的问题。

参考文献

［1］《测井学》编写组.测井学［M］.北京:石油工业出版社，1998: 75－78.

［2］郑俊德，张洪亮.油气田开发与开采［M］.北京:石油工业出版社，2004: 23－25.

［3］翟云芳.渗流力学［M］.北京:石油工业出版社，2006: 53 －64.

［4］王进旗，强锡富，张永奎.测量油井含水率的新方法—同轴线相位法.［J］仪器仪表学报，2002，23(1): 74－76.

［5］刘能强.实用现代试井解释方法［M］.北京:石油工业出版社，2008: 60－70.

［6］林加恩.实用试井分析方法［M］.北京:石油工业出版社，1996: 69－75.

［7］卢德唐.现代试井理论及应用［M］.北京:石油工业出版社，2009: 106－113.

The Application of Overflow Type Gas Collector in Lamadian Oil Field

DI Shiying，LIU Shijun，MIAO Linan
(Logging＆Testing Services Company of Daqing Oilfield Company Ltd，Daqing，Heilongjiang 163114，China)

Abstract:The formation pressure decreasing would cause severe degasification resulted in the original oil-water two-phase flow change to oilair-water three－phase flow in oil wells.Using the overflow type gas collector can effectively reduce the influence of gas phase in the production wells，which can solve the problem of measuring 3－phase flow and meet the production demand of the wells in the Lamadian oil field requiring the absolute value of the flow saturation pressure difference to be higher than 7 MPa.

Key words:three-phase flow; flow saturation pressure; overflow type gas collector

(收稿日期:2015－03－14编辑:姜婷)

第一作者简介:邸士莹，女，1982年生，工程师，2013年毕业于中国石油大学(北京)油气田开发工程专业，获得硕士学位，目前在大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司从事油藏评价工作。E-mail: dishiying_320@163.com

中图法分类号:P631.8+1

文献标识码:A

文章编号:2096－0077(2016)01－0088－04