1 问题的提出

    2009年10月，在喇6-3415井进行检配测试时，使用电磁流量计（3-182）进行全井检配，全井井下流量为120m³/d，而地面计量流量为140m³/d，差值20m³/d。因此我们进行了部分统计，发现目前所使用的电磁流量计在注聚合物井的检配测试过程中，出现了测试流量明显少于水表流量的现象。而在测井的电磁流量测井项目中同时也发现相同排量的注聚井频率数会较在注清水的情况下略小。由于电磁流量的解释是基于比例的算法，所以影响较小，但对底部吸液较少的部分影响较大，甚至将吸水底界提升。

    2 误差分析

    针对上述情况，我们就仪器的测量原理、响应以及溶液的物理性质进行了分析。

    2.1 聚合物溶液磁导率微小于清水

    电磁流量计的原理是基于电磁感应定律，导电流体在磁场中作垂直方向流动而切割磁力线时，会在电极上产生感应电势，感应电势的大小和流速对应。根据电磁感应原理，当导电流体在磁场强度为的磁场中以速度运动时，切割磁力线而产生电场，关系为：

    E=ν´B

    则在线性长度为L的a和b两点之间产生感应电动势Eab：
         
          故有： 
          

 两接收电极之间的距离L为已知常数，B为已知的磁场强度。故Eab是ν的函数，Eab随ν的变化而变化。而瞬间流量Q等于流速ν与导管截面积S（常数）的乘积，因此有：Q＝K×Eab式中，为仪器常数。因此，只要通过电路测得Eab，即可得到相应的流量Q。

    通过实验得出相同磁场强度聚合物（聚丙烯酰胺）溶液的磁通线密度小于清水中磁通线密度。即相同截面积情况下在聚合物溶液中磁场强度B较水中小，我们的仪器都是在清水中进行标定的，所以在注聚合物井中显示流量会较在清水中小。

    2.2 聚合物溶液导电性发生改变

    在液体切割磁力线产生感应电动势后，通过溶液将感应电动势传导至仪器的接收电极，我公司研发中心2009年所做的聚合物溶液不同浓度的导电性实验证明，随着聚合物溶液浓度的不断加大，溶液的电导率会不断增大，尤其是在浓度由3000mg/L增至5000mg/L时增量较1000mg/～3000mg/L时大得多。则在聚合物溶液中感应电动势要大于在清水中。在聚合物注入过程的地面流程中，首先注聚泵将5000mg/L或更高浓度的聚合物溶液在注入站内加压至阀组，然后加入一定比例的水，经静态混合器混合后进入单井管线，经井口注入到管柱中。不同浓度聚合物溶液电导率是不同的，聚合物溶液进入阀组前，浓度高达5000mg/L或更高，这一浓度的溶液在注入站的电磁流量计的测试电极间产生了一个感应电势Va，折算出一个聚合物溶液流量值A：加上所掺入水的电磁流量计流量B，得出全井流量C，A＋B＝C；而当聚合物溶液经水稀释后，进入单井管线和井下管柱，浓度在1000mg/L～3000mg/L左右，这时的溶液在电磁流量计的测试电极间产生了另一个感应电势Vb，折算出另一个流量值C'，理论上C＝C'。但是由于高浓度聚合物溶液流动所产生的感应电势Va高于低浓度聚合物溶液流动所产生的感应电势，地面测量出的聚合物流量值高出实际测量值，即实际上A＋B>C，反应在测试仪器上表现出C>C'，因此造成了地面计量和井下测试误差的产生。

    我们还对3-182和3-315两支流量计在不同流量下进行了对比测试，见表1。根据表1就可以得出：流量计测量10m³～180m³误差范围在10%～20%之间。

表1 1000mg/L聚合物溶液流量计操作误差值统计对照表 

2.3 溶液体积的改变

    由于电磁流量测量的是流体速度ν，则表示电磁流量计测量的是体积流量，而溶液的混合并不是简单的体积的叠加，由于分子间隙存在，混合溶液通常体积会变小。

    所以，我们的测量值不应该是注聚泵流量计与注水泵流量计测量流量的简单相加，但通常这个量较小，影响不大。

    2.4 聚合物溶液非均质现象影响

    在我们跟井过程中发现，部分注入井中聚合物并未完全溶解，甚至有的自喷产液井产出的是块状聚合物团，所以可以判断部分聚合物经过静态混合器混合后也并未形成溶液，这样注入液并不具有均一性，周围磁感线并不均匀，测试结果波动大。

    2.5 “分级注入浓度”聚合物段塞的影响

    由于受地层非均质性的影响，注聚井注入能力和地层渗透性等有较大差异。在前期注聚开发取得明显成效的基础上，提出了“分级注入浓度”聚合物段塞。它是针对注聚井注入能力和地层的不同特点，采取不同的单井注入浓度和段塞注入量，随着注入时间的延长及时作相应的调整。由于每一口井的注入浓度及注入时间长短均不相同，故把它称之为“分级注入浓度”聚合物段塞。而“分级注入浓度”聚合物段塞也就是注入不同浓度的聚合物溶液，浓度的改变将使溶液的磁性、电性都有所改变，也会影响到测试的结果。

    3 电磁流量计在测井中的应用

    测试井所应用的电磁流量计测量原理相同，那么测井所得频率数就较为直观，为此我们将同一班组，同一只仪器在不同流量不同介质中的频率值进行了统计，并将结果进行了分析。在注聚井内零流量频率较在清水内的高。注聚井内由于长年的注入，底部沉积了大量的析出聚合物或因不溶而沉积的聚合物，此时井筒内溶液并非均一稳定的溶液，而是自上而下浓度逐渐增大的聚合物溶液，若底部流量较小，则很容易形成高浓度聚合物溶液，使电导率增大，频率数随之变大。电磁流量资料的解释是由上点频率数与下点频率数差与总频率数之比与注入流量的乘积解释为各层吸水量。而这种比率的解释方法前提是溶液的均一稳定。图1为零频率统计图，图2为1m³/d所对应的频率值统计图。由图1，图2可见，底部吸水较大的井因流速较大，溶解聚合物较少，所受影响较小。而底部吸水较小的井受影响大，便解释不出吸水。我们将每1m³/d所对应的频率值计算出来，发现在清水中要明显大于聚合物溶液中，也就说明在平均浓度注入液中，磁场的影响占主导，注聚合物溶液中频率值要变小，那么误差就变大了。
  

 4 试验性的解决方法

    1）将流量计在井口进行现场标定，以井口流量、变化井口流量读值和井底零流量为三点刻度仪器，对比测试结果。

    2）联合矿场将混合后流经单井管线的溶液进行精确测量，找到真实注入流量与测试流量误差所在，并建议将混合前聚合物溶液流量计重新在聚合物条件下标定。

    3）建议现场延长每个配注段测试时间，减少聚合物团块的影响。

    5 结论

    1）由于底部浓度变大，零流量也随之变大，区块内每口井因井况原因、注入效果不同而存在差异，不能代表区块内所有井。建议在井口进行关井测量零流量后进行对比。

    2）另外，需要及时了解各个区块注入段塞情况，以便总结各个段塞配方对电磁流量计的影响，得到经验校正公式。