支宏旭,余强,薛永增,秦小飞

(中海油田服务股份有限公司油田技术研究院, 河北 三河 065201)

0 引 言

地层测试器通过获取地层原始压力和注采过程中地层压力变化的信息[1],给油藏储层评价和勘探开发方案的制定提供必要的基础数据。因地层流体高温高压的特点(温度可达204 ℃,压力138 MPa),地层测试器的设计一般采用高精度宽量程的石英压力传感器[2]。

宽温度范围(20～204 ℃)制约着压力传感器的精度,要求石英压力传感器标定中进行温度补偿。陈敏[3]设计了一种0～100 ℃的石英压力传感器温度补偿算法,实现了井下压力传感器0.05级精度校准。张辉等[4]应用Matlab实现了石英压力仪器的温度系数拟合算法,节省了大量返厂标定成本。杨俊科等[5]总结了地层测试压力传感器的发展历程与标定方法。本文设计了石英压力传感器的标定模型和标定装置,实现了标定全过程自动化,可进行宽温度范围(25～200 ℃)的温度补偿,减小温度对压力测量精度的影响,分析了标定设计、标定结果,并讨论了标定系统进一步优化方向。

1 石英压力传感器标定模型

本文所设计的标定装置可对20～200 ℃、0.1～138 MPa测量范围的石英压力传感器进行标定。某传感器压力不确定度为±0.02%FS(±3.2 psi[注]非法定计量单位,1 psi=6 894.757 Pa,下同);压力分辨率小于0.01 psi;温度精度为±0.5 ℃;温度分辨率小于0.005 ℃;压力测量最大值为16 000 psi;温度测量最大值175 ℃。该传感器含3个晶体,分别是压力晶体、温度补偿晶体和参考晶体。参考晶体振荡频率温度敏感性差,几乎不受温度影响,给压力晶体、温度补偿晶体计算频率值提供参考。……