1 問題的提出

    2009年10月，在喇6-3415井進行檢配測試時，使用電磁流量計（3-182）進行全井檢配，全井井下流量為120m³/d，而地面計量流量為140m³/d，差值20m³/d。因此我們進行了部分統計，發現目前所使用的電磁流量計在注聚合物井的檢配測試過程中，出現了測試流量明顯少于水表流量的現象。而在測井的電磁流量測井項目中同時也發現相同排量的注聚井頻率數會較在注清水的情況下略小。由于電磁流量的解釋是基于比例的算法，所以影響較小，但對底部吸液較少的部分影響較大，甚至將吸水底界提升。

    2 誤差分析

    針對上述情況，我們就儀器的測量原理、響應以及溶液的物理性質進行了分析。

    2.1 聚合物溶液磁導率微小于清水

    電磁流量計的原理是基于電磁感應定律，導電流體在磁場中作垂直方向流動而切割磁力線時，會在電極上產生感應電勢，感應電勢的大小和流速對應。根據電磁感應原理，當導電流體在磁場強度為的磁場中以速度運動時，切割磁力線而產生電場，關系為：

    E=ν´B

    則在線性長度為L的a和b兩點之間產生感應電動勢Eab：
         
          故有： 
          

 兩接收電極之間的距離L為已知常數，B為已知的磁場強度。故Eab是ν的函數，Eab隨ν的變化而變化。而瞬間流量Q等于流速ν與導管截面積S（常數）的乘積，因此有：Q＝K×Eab式中，為儀器常數。因此，只要通過電路測得Eab，即可得到相應的流量Q。

    通過實驗得出相同磁場強度聚合物（聚丙烯酰胺）溶液的磁通線密度小于清水中磁通線密度。即相同截面積情況下在聚合物溶液中磁場強度B較水中小，我們的儀器都是在清水中進行標定的，所以在注聚合物井中顯示流量會較在清水中小。

    2.2 聚合物溶液導電性發生改變

    在液體切割磁力線產生感應電動勢后，通過溶液將感應電動勢傳導至儀器的接收電極，我公司研發中心2009年所做的聚合物溶液不同濃度的導電性實驗證明，隨著聚合物溶液濃度的不斷加大，溶液的電導率會不斷增大，尤其是在濃度由3000mg/L增至5000mg/L時增量較1000mg/～3000mg/L時大得多。則在聚合物溶液中感應電動勢要大于在清水中。在聚合物注入過程的地面流程中，首先注聚泵將5000mg/L或更高濃度的聚合物溶液在注入站內加壓至閥組，然后加入一定比例的水，經靜態混合器混合后進入單井管線，經井口注入到管柱中。不同濃度聚合物溶液電導率是不同的，聚合物溶液進入閥組前，濃度高達5000mg/L或更高，這一濃度的溶液在注入站的電磁流量計的測試電極間產生了一個感應電勢Va，折算出一個聚合物溶液流量值A：加上所摻入水的電磁流量計流量B，得出全井流量C，A＋B＝C；而當聚合物溶液經水稀釋后，進入單井管線和井下管柱，濃度在1000mg/L～3000mg/L左右，這時的溶液在電磁流量計的測試電極間產生了另一個感應電勢Vb，折算出另一個流量值C'，理論上C＝C'。但是由于高濃度聚合物溶液流動所產生的感應電勢Va高于低濃度聚合物溶液流動所產生的感應電勢，地面測量出的聚合物流量值高出實際測量值，即實際上A＋B>C，反應在測試儀器上表現出C>C'，因此造成了地面計量和井下測試誤差的產生。

    我們還對3-182和3-315兩支流量計在不同流量下進行了對比測試，見表1。根據表1就可以得出：流量計測量10m³～180m³誤差范圍在10%～20%之間。

表1 1000mg/L聚合物溶液流量計操作誤差值統計對照表 

2.3 溶液體積的改變

    由于電磁流量測量的是流體速度ν，則表示電磁流量計測量的是體積流量，而溶液的混合并不是簡單的體積的疊加，由于分子間隙存在，混合溶液通常體積會變小。

    所以，我們的測量值不應該是注聚泵流量計與注水泵流量計測量流量的簡單相加，但通常這個量較小，影響不大。

    2.4 聚合物溶液非均質現象影響

    在我們跟井過程中發現，部分注入井中聚合物并未*溶解，甚至有的自噴產液井產出的是塊狀聚合物團，所以可以判斷部分聚合物經過靜態混合器混合后也并未形成溶液，這樣注入液并不具有均一性，周圍磁感線并不均勻，測試結果波動大。

    2.5 “分級注入濃度”聚合物段塞的影響

    由于受地層非均質性的影響，注聚井注入能力和地層滲透性等有較大差異。在前期注聚開發取得明顯成效的基礎上，提出了“分級注入濃度”聚合物段塞。它是針對注聚井注入能力和地層的不同特點，采取不同的單井注入濃度和段塞注入量，隨著注入時間的延長及時作相應的調整。由于每一口井的注入濃度及注入時間長短均不相同，故把它稱之為“分級注入濃度”聚合物段塞。而“分級注入濃度”聚合物段塞也就是注入不同濃度的聚合物溶液，濃度的改變將使溶液的磁性、電性都有所改變，也會影響到測試的結果。

    3 電磁流量計在測井中的應用

    測試井所應用的電磁流量計測量原理相同，那么測井所得頻率數就較為直觀，為此我們將同一班組，同一只儀器在不同流量不同介質中的頻率值進行了統計，并將結果進行了分析。在注聚井內零流量頻率較在清水內的高。注聚井內由于長年的注入，底部沉積了大量的析出聚合物或因不溶而沉積的聚合物，此時井筒內溶液并非均一穩定的溶液，而是自上而下濃度逐漸增大的聚合物溶液，若底部流量較小，則很容易形成高濃度聚合物溶液，使電導率增大，頻率數隨之變大。電磁流量資料的解釋是由上點頻率數與下點頻率數差與總頻率數之比與注入流量的乘積解釋為各層吸水量。而這種比率的解釋方法前提是溶液的均一穩定。圖1為零頻率統計圖，圖2為1m³/d所對應的頻率值統計圖。由圖1，圖2可見，底部吸水較大的井因流速較大，溶解聚合物較少，所受影響較小。而底部吸水較小的井受影響大，便解釋不出吸水。我們將每1m³/d所對應的頻率值計算出來，發現在清水中要明顯大于聚合物溶液中，也就說明在平均濃度注入液中，磁場的影響占主導，注聚合物溶液中頻率值要變小，那么誤差就變大了。
  

 4 試驗性的解決方法

    1）將流量計在井口進行現場標定，以井口流量、變化井口流量讀值和井底零流量為三點刻度儀器，對比測試結果。

    2）聯合礦場將混合后流經單井管線的溶液進行測量，找到真實注入流量與測試流量誤差所在，并建議將混合前聚合物溶液流量計重新在聚合物條件下標定。

    3）建議現場延長每個配注段測試時間，減少聚合物團塊的影響。

    5 結論

    1）由于底部濃度變大，零流量也隨之變大，區塊內每口井因井況原因、注入效果不同而存在差異，不能代表區塊內所有井。建議在井口進行關井測量零流量后進行對比。

    2）另外，需要及時了解各個區塊注入段塞情況，以便總結各個段塞配方對電磁流量計的影響，得到經驗校正公式。