Trong các giếng sản xuất dầu, nước và khí cùng một lúc, việc xác định lượng chất lỏng đi vào từ mỗi khoảng thời gian đục lỗ là một trong những nhiệm vụ đòi hỏi khắt khe nhất trong giám sát hồ chứa. Sự khác biệt về mật độ giữa ba pha là nhỏ, mô hình dòng chảy thay đổi dọc theo giếng và mỗi cảm biến trong chuỗi phản ứng với độ lệch riêng của nó. Do đó, các công cụ ghi nhật ký sản xuất thông thường phải kết hợp một số phép đo độc lập và quy trình xử lý hiện trường có kỷ luật để cung cấp hồ sơ đủ chính xác cho các quyết định can thiệp.
Tại sao các công cụ ghi nhật ký sản xuất thông thường phải đối mặt với thách thức nhiều giai đoạn
Bởi vì dầu, nước và khí di chuyển với vận tốc khác nhau bên trong cùng một đường ống, nên máy quay ghi lại vận tốc hỗn hợp chỉ liên quan một cách lỏng lẻo với tốc độ thể tích của bất kỳ pha nào. Trong các giếng lệch và nằm ngang, trọng lực tách chất lỏng thành các lớp phân tầng, trong khi ở các phần thẳng đứng, chế độ bong bóng, sên và hình khuyên thay thế khi tốc độ sản xuất thay đổi. Ngay cả một phần nước nhỏ cũng có ý nghĩa thương mại: chênh lệch độ dốc áp suất-giữa dầu và nước chỉ khoảng 0,09 psi, tuy nhiên việc cắt nước đã thúc đẩy hầu hết tính kinh tế của việc sử dụng quá nhiều nước. Thị trường dịch vụ khai thác giếng toàn cầu, ước tính đạt gần 21 tỷ USD vào năm 2025 và tăng trưởng khoảng 6% mỗi năm, đang hướng nhiều ngân sách hơn cho loại hình chẩn đoán đa giai đoạn này khi các mỏ đã cũ.
Thiết kế lưu lượng kế Spinner và hành vi ngưỡng
Lưu lượng kế quay tròn thông thường sử dụng một cánh quạt nhỏ quay nhờ chuyển động của chất lỏng trong lỗ khoan; chuyển động quay của lưỡi dao được chuyển thành xung điện được đếm và truyền lên trên hố. Phản ứng là tuyến tính với vận tốc chất lỏng, nhưng đường thẳng không đi qua điểm gốc: ma sát vòng bi và độ nhớt của chất lỏng tạo ra một ngưỡng dưới đó không xảy ra chuyển động quay, thường là 5 đến 8 ft/phút trong chất lỏng và cao hơn trong khí có mật độ-thấp. Dưới ngưỡng đó, tốc độ dòng chảy phải được xây dựng lại từ các phép đo khác. Các nhà thiết kế công cụ cắt phần bù bằng vòng bi hoặc đá quý có mô-men xoắn ma sát thấp và lồng rôto vào các mảnh vụn. Bộ phận quay có thể có lỗ khoan hoàn toàn với lưỡi dao gần như bao trùm đường ống, liên tục để định hình ống hoặc nội tuyến cho các lối đi bị hạn chế.
Lưu lượng kế spinner nội tuyến điển hình hoạt động ở nhiệt độ 175 độ C và 100 MPa (khoảng 15.000 psi) với thân OD 43 mm tương thích với chuỗi ghi tiêu chuẩn.
Rôto ổ bi-tạo ra khoảng 10 xung trên mỗi vòng quay, với ngưỡng rõ ràng là khoảng 1,5 đến 2,5 m/phút (5 đến 8 ft/phút).
Đo mật độ chất lỏng và giữ nước
Bởi vì dữ liệu máy quay không thể tách dầu khỏi nước nên dây sẽ bổ sung thêm một thiết bị đo mật độ chất lỏng và cảm biến giữ nước. Máy đo mật độ tia gamma{1}} đo độ suy giảm thông qua dòng được tạo ra để phân giải mật độ chất lỏng, trong khi máy đo trọng sai suy ra mật độ từ gradient áp suất trên một khoảng cách cố định. Sự giữ nước thường được cảm nhận nhiều nhất bằng phương pháp điện dung: hằng số điện môi của nước gần bằng 80, so với khoảng 2 đến 6 đối với dầu và khí, do đó một phần nước nhỏ sẽ tạo ra sự thay đổi điện dung lớn. Hạn chế là khi nước chiếm ưu thế trong hỗn hợp thì phản ứng bão hòa và các phần dầu nhỏ trở nên khó giải quyết, đó là lý do tại sao việc giải thích luôn kết hợp dữ liệu độ giữ, mật độ và độ dốc áp suất-thay vì tin cậy vào một đường cong duy nhất.
Định cấu hình Chuỗi công cụ ghi nhật ký sản xuất cho các giếng phức tạp
Dây được lắp ráp theo mô-đun để bộ đo phù hợp với giếng: bộ định vị vòng đệm vỏ để tương quan độ sâu, đồng hồ đo áp suất và nhiệt độ, một hoặc hai đồng hồ đo lưu lượng quay, thiết bị phụ đo mật độ chất lỏng và cảm biến giữ nước. Trong các lỗ nằm ngang hoặc có độ lệch cao, người vận hành chạy máy quay liên tục để dự phòng cho phiên bản lỗ khoan đầy đủ, vì các mảnh vụn lắng xuống dọc theo phía thấp có thể làm hỏng rôto lớn không được bảo vệ. Chuỗi được truyền trên đường dây dẫn đơn-có khả năng đọc theo thời gian thực- hoặc ở chế độ bộ nhớ nơi quyền truy cập bề mặt bị hạn chế. Chuỗi lỗ-có vỏ tiêu chuẩn thuộc loại này có nhiệt độ khoảng 175 độ C và 100 MPa, áp dụng cho phần lớn các giếng sản xuất trên toàn thế giới.
Hiệu chuẩn trường và giải thích dữ liệu
Thủ tục hiện trường cũng quan trọng như phần cứng. Ngưỡng của máy quay được xác định tại chỗ bằng cách chạy các đường dẫn ở các tốc độ cáp khác nhau: vẽ đồ thị chuyển động quay của lưỡi quay theo tốc độ đường truyền sẽ tạo ra một đường thẳng có điểm giao nhau là ngưỡng và độ dốc của nó phản ánh vận tốc hỗn hợp. Các phép đo cố định ở mỗi độ sâu, được lặp lại trong quá trình đóng-, tách biệt phản ứng dòng động với độ lệch của cảm biến. Giải thích cuối cùng tích hợp hồ sơ lưu giữ, nhật ký mật độ và các trạm quay đã hiệu chỉnh vào một hồ sơ dòng chảy hoàn chỉnh, xác định sự đóng góp của dầu, nước và khí đốt của từng khu vực để lập kế hoạch đóng-ngắt, kích thích hoặc tái thủng.
Cấu hình dòng chảy nhiều pha đáng tin cậy được xây dựng từ thiết kế cảm biến có nguyên tắc, hiệu chuẩn kỹ lưỡng và diễn giải cẩn thận, đồng thời các công cụ ghi nhật ký sản xuất thông thường vẫn là công nghệ phù hợp cho nhiệm vụ này. Dòng VPLT của China Vigor cung cấp các chuỗi khai thác mô-đun được thiết kế cho các giếng sản xuất và bơm phun có yêu cầu khắt khe, được hỗ trợ bởi sự tích hợp chuỗi hoàn chỉnh và hỗ trợ dịch vụ tại hiện trường.
Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ với China Vigor theo số info@vigorpetroleum.com hoặc gọi +0086 29 81161513.
