储存式磁定位压力计及其应用

　　前　　言

　　随着大庆油田进入高含水开采阶段,准确监测油层压力变化对指导油田开发,调整油水井产能状况有着十分重要的现实意义。高精度电子压力计在使用过程中,由于依靠钢丝起下造成的深度误差始终困扰着其测压的准确性。新型压力计应用测井工作中的井下磁性定位技术,结合存贮式电子压力计技术解决了试井中测试深度准确性问题。该仪器在完成井筒内压力、温度和密度测量的同时还对油管接箍、套管接箍,射孔井段,油管和套管腐蚀等井下仪器周围铁磁性物质量的改变进行检测。

　　结构及工作原理

　　该井下仪器由钢丝绳帽、电池组、控制线路、磁性定位传感器、压力传感器、传压体部分组成。利用压力传感器、温度传感器测量井筒内压力、温度;利用磁性定位传感器检测井中油管接箍、套管接箍、井下工具、射孔井段、套管腐蚀等铁磁性物质量的改变;应用时钟同步技术,将传感器输出的多路电信号,经高速A/D转换器,变为数字量与时间量合并,建立以时间相关联的测量数据对应关系,经过代码压缩将全部数据储存在超大容量存储芯片上。由于测量参数均建立在以时间为坐标的基础上,通过提取、处理存储芯片中的数据对比前磁曲线,利用特殊套管接箍、射孔层位或井下特殊工具位置可以准确确定测试的全部接箍深度。

　　应用压差法:Δp =ρgΔh

　　可以确定井下仪器停测位置距相邻接箍的距离Δh,据此,最终确定实际仪器测试深度。同时利用固定接箍间的压差可以得出井筒内流体密度分布。井下仪器中使用的压力传感器为应变式桥式传感器,具有较好的线性度、重复性及稳定性。磁性定位传感器采用双磁钢、单线圈结构,利用测试时仪器周围铁磁性物质量的改变引起穿过线圈的磁通量变化,进而产生感应电动势来测定接箍、射孔孔眼位置。由于仪器在测试中以0.1 s的时间间隔进行采样,采集的数据量非常大,因此仪器在采用超大容量存储芯片的同时应用了最新数据压缩技术(MP3压缩技术)。

　　井下仪器主要技术指标:仪器外径:25 mm;电池容量:4 Ah;最长工作时间:连续在井下工作18 d;压力测量精度:0.2%F·S;测压范围:0~60 MPa;深度测量精度:±5 cm;试井深度:1500 m;温度测量精度:±1℃;密度测量精度:0.2级;起下速度:800~1200 m/h。

　　测试工艺

　　新型储存式磁定位压力计设计了两种测量方式,一种是流压测量方式,另一种是静压测量方式。工作在流压方式时,可连续测量18口井。工作在静压方式时,可以存储32768点的静压数据。

　　在井口对储存式磁定位压力计中的井下仪器和地面控制仪进行连接检查、同步时钟,仪器正常工作后,设置采样时间表,最后启动井下仪器开始工作,同时也启动地面控制仪开始对钢丝滚筒的深度编码进行采集与存贮,然后使井下仪器下放到油层中部深度(由于仪器下放过程中,连续监测井筒内的密度变化,当密度有明显改变时,即说明仪器已进入动液面);关井之前进行流压的测量;从关井之后到开井之前进行静压的测量;关井测静压工作结束后,在不开井启抽的条件下,将井下仪器上提到井口(上提过程中,仪器连续监测井筒内的密度变化,当密度有明显改变时,即说明仪器已离开静液面),然后开井取出井下仪器,结束测试工作。将测试数据在系统控制软件作用下回放,通过微型计算机数据处理得到仪器停测准确深度、动液面、静液面、流压、静压值。