(中国石油长城钻探解释研究中心 北京 100101)

0 引 言

Sondex全井眼涡轮流量计有多种类型，在油田注入产出剖面测量时常常惯性地选用某种类型。在一般情况下该种流量计可能工作得很好，但当条件发生变化时，测得的数据就没有那么好，甚至可能是无效数据。本文列举了Sondex全井眼涡轮流量计的性能指标，并通过一个很有启发性的注入剖面测井实例，说明了仪器类型选择和测前设计的重要性。

1 仪器介绍

Sondex全井眼涡轮流量计利用液体流动推动叶片旋转进行测量,所测曲线单位为rps(转每秒)。利用HALL效应，旋转被检测到，每一转产生10个脉冲信号，分辨率为0.1 rps。 测量值进而可以转换为流速[1]。仪器外径比较细，有1～11/16 in(1 in=2.54cm)和1～1/2 in两种，可以收拢起来进出油管，然后在套管里打开进行测量(见图1)。可以测量气体、液体上行流动和下行流动[2]。

全井眼涡轮流量计涡轮叶片占井眼的面积大，所以流速测量精度比较高，流速的测量范围也比较宽，启动门槛速度低。测量上限能达到500 ft/min(1ft=0.304 8 m)，精度能达到正负2 ft/min，分辨率为0.1 rps，水中启动门槛速度为1.7～2.5 ft/min[3]。

图1 Sondex全井眼涡轮流量计进出油管示意图

2 应用实例

X-30是一口注水井，测量段位于外径为7 in，内径为6.366 in的套管中，共有6个射孔层段，分布于1 251.5～1 316.5 m之间。测井目的是想搞清楚各射孔层段的吸水量多少，得到注入剖面，从而为油田优化注采提供依据。

流量测量使用的Sondex全井眼涡轮流量计为CFBM-028 (Caged Full Bore Flowmeter)，测量分为上测，下测各5趟，测速为10, 15, 20, 25, 30 m/min。测得的原始曲线如图2所示。流量曲线的曲线名为CFB，单位为rps。

图2 X-30测井曲线图

容易发现，第4道(CFB道)中，在第1、第4、第5射孔段，CFB流量曲线均出现台阶状变化，反映吸水;在第2、第3、第6射孔段，CFB流量曲线没有明显的台阶状变化，反映吸水不多或者不吸。还有一个现象值得注意，在第1个射孔段以上(1 251.5m以上)，上测5趟的CFB流量曲线重叠在一起。这5趟CFB流量曲线对应的是不同的上测速度，重叠在一起是不应该的。同时对CFB曲线进行刻度计算时发现，1 251.5 m之上刻度段对应的数据明显异常(见图3中虚线圈中的点)，其线性关系明显与一般理论规律[2]违背，与其他几组刻度段数据的趋势也完全不同。因而后续计算时，1 251.5 m之上这些上测时的异常数据点只能排除在外，不能参与计算。

图3 X-30 CFB刻度图

因为异常均发生在上测时，而且位置均为所有射孔段之上仪器处于总注水的冲击下，因而怀疑在上测时，由于仪器与注入水相对速度过大，导致叶片受力超过极限发生收拢，测量值不正常。

后来查阅了文献资料，发现涡轮其实可以进一步细分为测向上流动的涡轮叶片(upflow spinner)的和测向下流动的涡轮叶片(downflow spinner的)[3]。两种叶片对上、下流量都可以同时测量，但因为结构不一样，上测、下测方面各有侧重。测向上流动的叶片，也就是本井中使用的涡轮流量计叶片类型，主要适用于测向上的流动，仪器手册中标称的7 in套管中能测量的最大流量是28 250 bbl/d(1 bbl =0.028 316 8 m3)。但这里所说的最大测量流量是针对向上的流量说的；如果是注水井，水流方向向下，则仪器所能工作的流量上限应该远低于28 250 bbl/d。也就是说，当水流方向向下时，使用这种叶片，仪器只会在较小范围内正常工作。

后来在另一份材料上找到，Sondex厂家建议在向下流动速度超过240 ft/min时就使用测向下流动的涡轮叶片(downflow spinner)[4]。本井地面计量的总注入量大约为11 000 bbl/d，对应流速约为193.6 ft/min。又考虑到注入水和电缆之间的相对速度，上测时电缆运动方向和注入水流动方向相反，相对速度要大于注入水流速；下测时电缆运动方向和注入水流动方向相同，相对速度要小于注入水流速。

上测时，1 251.5 m以上涡轮被总的注入水所冲击，相对速度与厂家建议的向下流动的流速极限很接近，所以出现了CFB曲线异常。

下测时相对速度比较小，所以CFB曲线没有出现如上测时的异常。

因而本井在1 251.5m以上，上测曲线为无效数据，浪费了测井时间。如果能测前了解清楚注入量的大小，做好测井设计，测速上加以优化或者直接采用测向下流动的涡轮(downflow spinner)，将会保证测井数据的有效性和质量。

3 结束语

为了高效、高质量地进行注入剖面测量，需要结合井的实际情况，如注入量、流体类型、套管内径大小，合理选择流量计及叶片类型，确保仪器测量范围适合；做好测前设计，设计合理的上测、下测测速；测量时根据现场实际情况及时调整测井方案。