[摘要]介紹了采油工程中最常用的兩項試井技術，分析了國內外油田試井的研究進展及發(fā)展趨勢，該儀器的設計實現(xiàn)了測試液深和測功圖二者的統(tǒng)一。
　　[關鍵詞]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、滲流理論、計算機技術、測試工藝和儀器儀表、設備等各個領域，是勘探開發(fā)油氣田的主要技術手段和基礎工作之一。在諸多的試井技術中，測量油井的液面深度、抽油機的功圖是采油工程中最常用的兩項試井技術。試井理論的發(fā)展與計算機應用技術的結合，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。
　　測取抽油機的功圖是為了判斷抽油機井、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)抽油機光桿負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變片的彈性體(載荷傳感器)裝在抽油機懸繩器上、下夾板中，把光桿負載的變化轉變?yōu)閺椥泽w的形變，進而導致應變片電阻值的變化，從而產生對應光桿載荷變化的電信號。位移的測量是利用抽油機游梁帶動位移傳感器線輪，經(jīng)過減速，帶動電位器產生對應位移的電信號。根據(jù)所采得的載荷信號與對應的位移信號畫出相應的曲線。
　　二、國內外油田試井的研究進展及發(fā)展趨勢
　　1．發(fā)展過程
　　早期的油田井深測試系統(tǒng)有美國生產的應用電子系統(tǒng)、法國地質服務公司的HP1000錄井系統(tǒng)和Dresser的電測設備。應用電子系統(tǒng)通過專用的傳感器經(jīng)過井管連接處產生一串連續(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生的干擾信號轉換為聲音而導致井深測試結果不精確。法國地質服務公司德HP1000錄井系統(tǒng)和Dresser的電測設備使用光學編碼器對傳感器在旋轉的過程中產生相位差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，判斷旋轉的方向。這種方法有一個非常難以克服的缺點，當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大的。因此，這種方法必須和計算機結合起來才能進行高精度的深度測量。
　　石油工業(yè)中也用電纜測量井深。考慮到電纜的機械拉伸、非彈性形變、溫度、浮力、泥漿壓力、潮汐效應、測量方式以及其它的因素，會對測量精度形成制約，采用許多與之相關的誤差方法來進行校正。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，但實際上當出現(xiàn)以下因素時會使這一精度變得更糟。例如不嚴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，并產生永久性拉伸、或者是深度測量設備的刻度較差等。所以在測量中盡管使用了許多相關的誤差方法來校正，測量的結果還是會因實際操作的差異而出現(xiàn)誤差。
　　如今，隨著科學技術的發(fā)展及計算機技術的廣泛應用，國外出現(xiàn)了許多高精度的測井設備，我國一些科技發(fā)展公司和地質科學勘查技術研究所也設計生產出自己的先進測試設備，如γ-測試儀，錄井儀、動調式陀螺測斜儀、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的發(fā)展。
　　隨著傳感器在發(fā)展與應用過程中越來越多的和微處理器相結合，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，將傳感器技術提高到一個新的水平。智能傳感器是傳感器通過信號調理電路與微處理器賦予智能的結合，兼有信息檢測與信息處理功能的傳感器，是當今世界正在迅速發(fā)展的高新技術。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)進行預處理的功能；（2）數(shù)據(jù)存儲、記憶與信息處理功能；（3）雙向通訊、標準化數(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．國內外應用現(xiàn)狀
　　隨著計算機技術的快速發(fā)展和廣泛應用，井深測試技術也在不斷地發(fā)展和完善，并在石油工業(yè)中廣泛應用。英國石油勘探公司的新型錄井系統(tǒng)應用深度脈沖來實現(xiàn)油井深度測量。由于網(wǎng)絡的發(fā)展使各種網(wǎng)絡協(xié)議已經(jīng)成功地移植到嵌入式系統(tǒng)中，且網(wǎng)絡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)絡來進行命令的發(fā)送和數(shù)據(jù)的傳遞。國內部分油田使用γ-測試儀，錄井儀、動調式陀螺測斜儀、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備各不相同，因而這些油井測試設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化油井管理，即采油工每天必須檢查抽油機的工作狀態(tài)，觀察井口回壓和油溫，估算抽油機運行時率，若發(fā)現(xiàn)抽油機工作異常、油井不出油等故障，立即停機。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)抽油機井井下故障，抽油機運行時率的估算誤差大，已不能滿足油田現(xiàn)代化生產的需要。因此，實現(xiàn)抽油機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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