流動(dòng)掃描成像儀器系統(tǒng)

　　流動(dòng)掃描成像儀是特別為高斜度井、水平到近水平井研制的水平井和斜井生產(chǎn)測(cè)井系統(tǒng)。在儀器可收縮臂的一側(cè)是4個(gè)小型轉(zhuǎn)子流量計(jì)，設(shè)計(jì)用來測(cè)量井中流速剖面。在另一側(cè)是5個(gè)電學(xué)和5個(gè)光學(xué)探測(cè)器，用來測(cè)量各點(diǎn)水和氣的滯留量。另外，儀器主體上的第5個(gè)小型轉(zhuǎn)子流量計(jì)和第6對(duì)電學(xué)和光學(xué)探測(cè)器測(cè)量井下側(cè)的流動(dòng)特性。所有的傳感器在同一深度同時(shí)進(jìn)行測(cè)量。

　　流動(dòng)掃描成像儀器系統(tǒng)以偏心狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量，躺在井的下側(cè)，可收縮臂展開的長(zhǎng)度等于生產(chǎn)套管的直徑，可用作井徑儀提供計(jì)算流速所需的面積測(cè)量值。儀器外徑為11-1/16in，可在2-7/8～9in的井中進(jìn)行測(cè)量。儀器長(zhǎng)度較短（16ft），適用于"狗腿"嚴(yán)重的井。當(dāng)希望更短時(shí)，可以除去用于掃描和收攏儀器的4ft長(zhǎng)的液壓部分。儀器工作溫度和壓力分別為302℉(150℃)和15000psi(103425kPa)。6in井眼的覆蓋率為90%，三相滯留量測(cè)量精度為+10%，速度測(cè)量精度為+10%。流動(dòng)掃描成像儀器系統(tǒng)可與PS平臺(tái)系統(tǒng)和其它套管井測(cè)井儀組合。

　　因?yàn)榱鲃?dòng)掃描成像儀測(cè)量沿井眼縱軸的速度剖面，能夠測(cè)量速度變化，而這種速度變化用單獨(dú)居中的轉(zhuǎn)子流量計(jì)不能探測(cè)。流動(dòng)掃描成像儀提供混合和分異流動(dòng)狀態(tài)的測(cè)量值，包括在多相水平井中氣體流速的直接、獨(dú)立的測(cè)量值，甚至探測(cè)井下水的回流。每個(gè)小型轉(zhuǎn)子流量計(jì)直接測(cè)量流體流過各點(diǎn)的流速，能夠計(jì)算多相速度剖面。

　　流動(dòng)掃描成像儀器系統(tǒng)通過6個(gè)低頻探測(cè)器測(cè)量流體阻抗來探測(cè)水，設(shè)置一個(gè)門限值來區(qū)分油氣和水。當(dāng)在水連續(xù)相中的油或氣泡或在油氣連續(xù)相中的水滴接觸到探測(cè)器的電極頭，每個(gè)探測(cè)器就產(chǎn)生一個(gè)二元信號(hào)。一個(gè)探測(cè)器電極頭導(dǎo)電的時(shí)間決定水的滯留量，而水滯留量剖面準(zhǔn)確代表井中的流動(dòng)狀態(tài)。這種方法能夠進(jìn)行各點(diǎn)水滯留量的測(cè)量，獨(dú)立于流體特性，并不需要刻度。而常規(guī)儀器需要在油和水中進(jìn)行準(zhǔn)確的刻度。此外，油氣泡計(jì)數(shù)測(cè)量值，代表在監(jiān)視期間探測(cè)到的不導(dǎo)電事件的數(shù)目，可用來確定流體進(jìn)入井眼的位置，而常規(guī)儀器因?yàn)榫�度不夠，不能�?shí)施此功能。

　　常規(guī)低頻探測(cè)器只能將水和油氣區(qū)分，但流動(dòng)掃描成像儀器系統(tǒng)裝備有探測(cè)天然氣的光學(xué)探測(cè)器。其6個(gè)氣體滯留量光學(xué)傳感器GHOST對(duì)流體的光折射率敏感。一般氣的光折射率接近1，水接近1.35而原油接近1.5。因?yàn)橛秃退�的光折射率很相似，光學(xué)探測(cè)器用來區(qū)分氣和液體。可從原始數(shù)據(jù)得到氣泡的計(jì)數(shù)，并用來確定氣體首先進(jìn)入井中的位置。光學(xué)探測(cè)器測(cè)量各點(diǎn)的氣滯留量而不需要刻度，因?yàn)槠湫盘?hào)是二元信號(hào)。光學(xué)和電學(xué)探測(cè)器結(jié)合一起給出同一深度井段的三相滯留量的答案。

　　流動(dòng)掃描成像儀器系統(tǒng)的軟件優(yōu)化和顯示從轉(zhuǎn)子流量計(jì)和探測(cè)器沿井身向上傳送的數(shù)據(jù)。用實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)不斷更新兩幅視圖，一幅視圖顯示陣列轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量的流體相對(duì)速度，另一幅圖顯示沿管子橫截面的相分布。對(duì)于這兩幅圖，管子按轉(zhuǎn)子流量計(jì)、電學(xué)探測(cè)器和光學(xué)探測(cè)器的測(cè)量結(jié)果水平切成5層。

　　在轉(zhuǎn)子流量計(jì)的圖上，繪出5個(gè)矩形，其長(zhǎng)度正比于相應(yīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的旋轉(zhuǎn)速度。每個(gè)矩形分成彩色編碼的幾個(gè)部分，其寬度正比于電學(xué)和光學(xué)探測(cè)器探測(cè)到的三相滯留量。在截面圖上，每一層以彩色編碼代表探測(cè)器探測(cè)到的最高滯留量的相，另兩個(gè)剩余相的滯留量用成比例的泡的數(shù)目和尺寸來表示。傳感器的相對(duì)位置，轉(zhuǎn)子流量計(jì)用圓圈表示，而探測(cè)器用點(diǎn)來表示。

　　流動(dòng)掃描成像儀器系統(tǒng)在蘇伊士灣一口井中在常規(guī)生產(chǎn)測(cè)井失敗之后識(shí)別和確定分層的油和水的產(chǎn)量，經(jīng)修井作業(yè)后，油的產(chǎn)量增加到9倍。

　　流動(dòng)掃描成像儀器系統(tǒng)的應(yīng)用和優(yōu)點(diǎn)：

　　* 在斜井中繪制多相流剖面，與相混合或回流無關(guān)；

　　* 在多相流井中識(shí)別流體和氣體的進(jìn)入位置，或氣井中液體的進(jìn)入位置；

　　* 探測(cè)流體回流；

　　* 獨(dú)立、實(shí)時(shí)的三相流解釋；

　　* 在高斜度井和水平井中比常規(guī)測(cè)井儀更準(zhǔn)確地進(jìn)行流動(dòng)測(cè)量；

　　* 用專用算法實(shí)時(shí)計(jì)算三相流速。