[摘要]介紹了采油工程中最常用的兩項試井技術(shù)，分析了國內(nèi)外油田試井的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢，該儀器的設(shè)計實現(xiàn)了測試液深和測功圖二者的統(tǒng)一。
　　[關(guān)鍵詞]試井；井深；功圖；
　　引言：
　　試井是油氣藏工程的組成部分，它涉及到油層物理、儲層物性、流體性質(zhì)、滲流理論、計算機(jī)技術(shù)、測試工藝和儀器儀表、設(shè)備等各個領(lǐng)域，是勘探開發(fā)油氣田的主要技術(shù)手段和基礎(chǔ)工作之一。在諸多的試井技術(shù)中，測量油井的液面深度、抽油機(jī)的功圖是采油工程中最常用的兩項試井技術(shù)。試井理論的發(fā)展與計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的結(jié)合，使試井分析方法形成為一套比較完善的現(xiàn)代試井分析方法，即圖版擬合解釋法。在計算機(jī)的輔助下，不同的曲線反映不同的動態(tài)特征。油田綜合試井儀的工作就是要根據(jù)油井的狀態(tài)繪出曲線，通過對曲線的分析來了解油井的動態(tài)特性。
　　一、測試液深和測功圖的介紹
　　為了解油井的供液能力，掌握生產(chǎn)動態(tài)，測量油井的液面深度是一項經(jīng)常性的工作。井深的測量一般是采用聲波測量法，利用聲波在空氣中傳播遇到障礙物會發(fā)生反射的原理，在井口使用微音器將反射回來的音波信號接收并將之轉(zhuǎn)換成電流信號，通過通道放大和電路整形濾波后，輸出液面波圖形，據(jù)此來計算液面深度。
　　測取抽油機(jī)的功圖是為了判斷抽油機(jī)井、泵、桿的工作狀況是否正常，將測得的功圖曲線與功圖曲線庫中的曲線對比，及時發(fā)現(xiàn)油井存在的問題。所謂功圖指的是根據(jù)抽油機(jī)光桿負(fù)荷變化與位移變化畫出來的二維曲線。其工作原理是把貼有應(yīng)變片的彈性體(載荷傳感器)裝在抽油機(jī)懸繩器上、下夾板中，把光桿負(fù)載的變化轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥泽w的形變，進(jìn)而導(dǎo)致應(yīng)變片電阻值的變化，從而產(chǎn)生對應(yīng)光桿載荷變化的電信號。位移的測量是利用抽油機(jī)游梁帶動位移傳感器線輪，經(jīng)過減速，帶動電位器產(chǎn)生對應(yīng)位移的電信號。根據(jù)所采得的載荷信號與對應(yīng)的位移信號畫出相應(yīng)的曲線。
　　二、國內(nèi)外油田試井的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢
　　1．發(fā)展過程
　　早期的油田井深測試系統(tǒng)有美國生產(chǎn)的應(yīng)用電子系統(tǒng)、法國地質(zhì)服務(wù)公司的HP1000錄井系統(tǒng)和Dresser的電測設(shè)備。應(yīng)用電子系統(tǒng)通過專用的傳感器經(jīng)過井管連接處產(chǎn)生一串連續(xù)不規(guī)則脈沖信號，該信號經(jīng)過其配備的外接電路被轉(zhuǎn)換為一個聲音后，由工作人員根據(jù)聽到聲音的總數(shù)計算井深。應(yīng)用電子系統(tǒng)測試過程中常會因網(wǎng)壓的變化或傳感器碰撞管壁等其它因素產(chǎn)生的干擾信號轉(zhuǎn)換為聲音而導(dǎo)致井深測試結(jié)果不精確。法國地質(zhì)服務(wù)公司德HP1000錄井系統(tǒng)和Dresser的電測設(shè)備使用光學(xué)編碼器對傳感器在旋轉(zhuǎn)的過程中產(chǎn)生相位差90度的雙脈沖信號鑒相計算井深。普通的鑒相方法是通過D觸發(fā)器首先鎖存一路脈沖，將其與另一路脈沖比較，判斷旋轉(zhuǎn)的方向。這種方法有一個非常難以克服的缺點，當(dāng)傳感器在一個方向來回顫動的時候，如跳鉆頻繁，鑒相器往往失控而造成誤鑒相，如果沒有軟件來判別控制，長期使用后的累計誤差是相當(dāng)大的。因此，這種方法必須和計算機(jī)結(jié)合起來才能進(jìn)行高精度的深度測量。
　　石油工業(yè)中也用電纜測量井深。考慮到電纜的機(jī)械拉伸、非彈性形變、溫度、浮力、泥漿壓力、潮汐效應(yīng)、測量方式以及其它的因素，會對測量精度形成制約，采用許多與之相關(guān)的誤差方法來進(jìn)行校正。在電纜類型、儀器重量、泥漿密度已知的情況下，電纜測量深度的絕對誤差是深度的函數(shù)，其大小隨深度增加而增加。實踐中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)校正之后，電纜的絕對誤差約為1／1000，但實際上當(dāng)出現(xiàn)以下因素時會使這一精度變得更糟。例如不嚴(yán)格遵守深度控制步驟，沒有考慮電纜滾筒與鉆臺間的距離，或者電纜較新，并產(chǎn)生永久性拉伸、或者是深度測量設(shè)備的刻度較差等。所以在測量中盡管使用了許多相關(guān)的誤差方法來校正，測量的結(jié)果還是會因?qū)嶋H操作的差異而出現(xiàn)誤差。
　　如今，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及計算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，國外出現(xiàn)了許多高精度的測井設(shè)備，我國一些科技發(fā)展公司和地質(zhì)科學(xué)勘查技術(shù)研究所也設(shè)計生產(chǎn)出自己的先進(jìn)測試設(shè)備，如γ-測試儀，錄井儀、動調(diào)式陀螺測斜儀、高精度測斜儀等等。這些儀器精度高，功能齊全，可以在測試過程中將有關(guān)油井的許多動態(tài)參數(shù)一次測得，但其高昂的價格令許多油田公司難以接受。
　　2．油田井深測試系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
　　油田井深測試系統(tǒng)實質(zhì)上是一個信號采集分析系統(tǒng)。現(xiàn)在它會把傳感器和微處理器相結(jié)合使用，但還不能使系統(tǒng)小型化、集成化、智能化。這都將依賴于傳感技術(shù)的發(fā)展。
　　隨著傳感器在發(fā)展與應(yīng)用過程中越來越多的和微處理器相結(jié)合，使傳感器不僅有視、嗅、觸、味、聽覺的功能，還具有存儲、思維和邏輯判斷等人工智能，將傳感器技術(shù)提高到一個新的水平。智能傳感器是傳感器通過信號調(diào)理電路與微處理器賦予智能的結(jié)合，兼有信息檢測與信息處理功能的傳感器，是當(dāng)今世界正在迅速發(fā)展的高新技術(shù)。鑒于智能傳感器具有：（1）能夠自動采集數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理的功能；（2）數(shù)據(jù)存儲、記憶與信息處理功能；（3）雙向通訊、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字輸出或者符號輸出功能等三種功能，智能油田井深測試儀將成為油田井深測試系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。
　　3．國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀
　　隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，井深測試技術(shù)也在不斷地發(fā)展和完善，并在石油工業(yè)中廣泛應(yīng)用。英國石油勘探公司的新型錄井系統(tǒng)應(yīng)用深度脈沖來實現(xiàn)油井深度測量。由于網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議已經(jīng)成功地移植到嵌入式系統(tǒng)中，且網(wǎng)絡(luò)傳輸比并行總線傳輸具有更高的速率和可靠性，因此該錄井系統(tǒng)選擇利用網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行命令的發(fā)送和數(shù)據(jù)的傳遞。國內(nèi)部分油田使用γ-測試儀，錄井儀、動調(diào)式陀螺測斜儀、高精度測斜儀等等。這些測井系統(tǒng)功能齊全，但各個油田原有的錄井設(shè)備各不相同，因而這些油井測試設(shè)備并非適合每個油田使用。
　　三、油田綜合試井儀的研究
　　由于我國油田地域廣闊、油井分散，因此抽油井的生產(chǎn)管理是油田管理中最薄弱的環(huán)節(jié)之一。目前大多數(shù)油田只能通過人工巡井來強(qiáng)化油井管理，即采油工每天必須檢查抽油機(jī)的工作狀態(tài)，觀察井口回壓和油溫，估算抽油機(jī)運行時率，若發(fā)現(xiàn)抽油機(jī)工作異常、油井不出油等故障，立即停機(jī)。這種人工巡查方式，巡查次數(shù)極為有限，不能及時發(fā)現(xiàn)抽油機(jī)井井下故障，抽油機(jī)運行時率的估算誤差大，已不能滿足油田現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。因此，實現(xiàn)抽油機(jī)井井下故障的實時診斷和監(jiān)控己成為油田油井管理的迫切需要。

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