流動(dòng)掃描成像儀(yí)器係統 (2005-02-23)
發布(bù)時間:2007-12-04
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流動掃描成像儀(yí)是(shì)特別為(wéi)高斜度井、水平到近水平井研製的水平井和斜井生產測井係統。在儀器可收縮臂(bì)的一側是4個小型轉子流量計,設計用來測量井中流速剖麵。在另(lìng)一側是5個電學和5個光學探測器,用來測量各點水和氣的滯留量。另外,儀器主體上的第5個小型轉子流量(liàng)計和第6對電學和光學(xué)探測(cè)器測量井下側的流動特性。所有的傳感器在同一深度同時進行測(cè)量。
流動掃描成像儀器係統(tǒng)以偏心狀態進行測量,躺在井的下側,可收縮臂展開的長度等於生產套(tào)管的直徑,可用作(zuò)井徑儀提供計算流速所需的麵積測量值。儀器外徑為11-1/16in,可在2-7/8~9in的井中進行測量。儀器(qì)長度較短(16ft),適(shì)用於"狗腿"嚴(yán)重的井。當希望更短時,可以除去(qù)用於掃描和收攏儀器的4ft長的液(yè)壓部分。儀器(qì)工作溫度和壓力分別為302?(150℃)和(hé)15000psi(103425kPa)。6in井眼的覆(fù)蓋率為90%,三相滯留量測量精度為+10%,速度測量精度為+10%。流動(dòng)掃描成像儀器係統可(kě)與PS平台係統和其它套管井測井儀組合。
因為流動掃描成像儀測量沿井(jǐng)眼縱軸的速度剖麵,能夠測量(liàng)速度變化,而這種速度變化用單獨居中的轉子流(liú)量計(jì)不能探測。流動掃(sǎo)描成像儀提供混合和分異流動狀態的測量值,包括在多相水平井中氣體流速的直接、獨立的測量值,甚至探測井下水的回流。每個小型轉子流量計直接測量流體(tǐ)流過各點的流速,能夠(gòu)計算多相速度剖(pōu)麵。
流動掃描成像儀器係統(tǒng)通過6個低頻探測器測量流(liú)體阻抗來探測水,設置一個門(mén)限值來(lái)區分油氣和水。當在水連續相中的油(yóu)或氣泡或在(zài)油氣連續相中的水滴接觸到探測器的電極頭,每個探測器就產生一個二元信(xìn)號。一個探測器電極頭導電的時間決定水的滯留量,而水滯留量剖麵準確代表井中的流動狀態(tài)。這種(zhǒng)方法能夠進行各點水滯留量的測量,獨立於流體特(tè)性,並不需要刻度。而常規儀器需(xū)要在油和水中進行準確的刻度。此外,油氣泡計數測量值,代(dài)表在監視期間探(tàn)測到的不導電事件的數目,可用來確定(dìng)流體進入井眼的位(wèi)置,而常規儀器因為精度不夠,不能實施此功能。
常規低頻探測器隻能將水和油氣區分,但(dàn)流動掃描成像(xiàng)儀器係(xì)統裝備有探測天然氣的光學探測器。其6個(gè)氣體滯留量(liàng)光學傳(chuán)感器GHOST對流體的光折(shé)射率敏感。一(yī)般氣的光折射率接(jiē)近(jìn)1,水接近1.35而(ér)原油接近1.5。因為油和水(shuǐ)的光折(shé)射率很相似,光學探測器用來區(qū)分氣和液體。可從原始數據得到氣泡的計(jì)數,並用來確定氣體首(shǒu)先進入井中的(de)位置。光學探測器測量各點的氣(qì)滯留量而不需要刻(kè)度,因為其信號是二元信號(hào)。光學(xué)和電學探測器結合一起給出同一深度井段的三(sān)相滯留量的答案。
流動掃描成(chéng)像(xiàng)儀器(qì)係統的軟件優化和顯示從轉子流(liú)量計和探測器沿(yán)井身向上傳送的數據(jù)。用實時采集的(de)數據不斷更新兩幅視圖,一幅視圖顯示陣列轉子流量計測量的流體相對速(sù)度,另一幅圖顯示沿管子橫截(jié)麵的相分(fèn)布。對於這兩幅圖,管子按轉子(zǐ)流量計、電學探測器和(hé)光學探測器的(de)測量結果水平(píng)切成5層。
在轉子流量計的圖上,繪出5個矩形,其長度正比於相應轉子流量(liàng)計的旋(xuán)轉速度。每個矩形分成彩色編碼的幾個部分(fèn),其寬度正比於電學和光學探測器探測到(dào)的三相滯留量。在截麵圖上(shàng),每一(yī)層以彩色編碼代表探測器探測到的最高滯留量的相,另兩個剩餘相的滯留量用成比例的(de)泡的數目和尺寸來表示。傳感(gǎn)器(qì)的相對位置,轉子流量計(jì)用圓圈表示,而(ér)探測器用點來表示。
流動掃描(miáo)成像(xiàng)儀器係統在蘇伊士灣一口井中在常規生產測井失敗之後識別和確(què)定分層的油和水的產量,經修井作業後,油的產量增加到(dào)9倍。
流動掃描成像儀器係統的(de)應用和優點:
* 在(zài)斜井中繪製(zhì)多(duō)相流剖麵,與相混合或回流無關;
* 在多相流井中識別流體和氣(qì)體(tǐ)的進入(rù)位置,或氣井中液體的進入位置;
* 探測流體回流;
* 獨立、實時的三相流解釋;
* 在(zài)高斜(xié)度井和水平井中比常規測井(jǐng)儀更準確地進行流(liú)動(dòng)測量;
* 用專用算法實時(shí)計算三相流速(sù)。