回声液面探测仪在涩北气田的应用

李拉毛才旦 宋维春 杨喜彦 余万林

（中国石油青海油田天然气开发公司，青海 格尔木 816000）

回声液面探测仪在涩北气田的应用

李拉毛才旦 宋维春 杨喜彦 余万林

（中国石油青海油田天然气开发公司，青海 格尔木 816000）

针对涩北气田出水日益严重、积液井井数逐年增多的问题，为预防气井因积液排出不及时而导致停躺，及时掌握井筒内的积液情况，在总结了气田曾采用的压力梯度测试法和油套压差分析法存在的在特殊工艺井不适用且测试费用高的缺点后，利用美国得克萨斯州ECHOMETER公司的回声液面探侧仪对涩北气田的一些气井进行测试应用，对回声液面探侧仪的仪器结构做了说明并阐述了仪器的工作原理，将该仪器对气田的13口井进行了积液测试，获得了第一手资料。通过实际探测和数据分析，表明回声液面探侧仪探测液面的方法除去油套环空与油管内液面差的因素外，吻合率达到76.9%，准确率较高。

涩北气田 积液井 油套压差分析法 回声液面探测仪 接箍

0 引言

涩北气田近年来出水井不断增多，气田部分含气面积较小的层组整体出水严重，积液井数呈现逐年上升的趋势［1］。为了能及时地掌握气井的井筒积液情况，充分利用各种液面测试手段掌握井筒中液面的情况就显得尤为重要。笔者拟就利用回声液面探测仪在涩北气田积液井的应用及效果作探讨分析。

1 气田概况

涩北气田年产水气比由2007年的30.03m3／106m3上升至2012年的69.06m3／106m3，具体情况见图1。气田部分含气面积较小的层组整体出水严重，部分层组逐步进入气水同产阶段，积液井数逐年增多，截至2012年12月底气田积液井数已达到75口，占总井数的12.4%。为预防出水井因井底积液不及时排出而停躺，目前气田主要通过油套压差分析法［2-3］、流静压压力梯度分析法来判断井筒积液情况，但存在井下气嘴井积液判断困难、测试费用高等问题，因此采用回声液面探测仪解决这些问题，在今后开发过程中具有一定的应用价值。

图1 涩北气田历年水气比变化趋势图

2 回声探测仪结构及工作原理

2.1 仪器结构

回声液面探测仪由井分析仪器和TMW软件两部分组成，其中井分析仪器包括遥控点火式气枪、压力传感器、麦克风采集电缆、压力信号传输电缆、电源装置及笔记本电脑，见图2。

2.2 工作原理

在保证仪器密封性的同时，采用套管气作为发声能源，通过控制放气阀释放气体，从而产生液面测试所需要的频率较为集中的声波［4］。声波通过井

筒的过程中遇到接箍反射回来，再通过接收装置形成波图形（图3），在经过井筒到达井底积液液面反射回来的过程中低频声波能量较为充足，液面反射波清晰可辨［5］。最后利用超声波在井筒中发生的反射现象，运用计算机等设备，计算声波在介质中的传播时间，从而获取井筒内液面的位置，并通过综合气井的一些基本参数，计算出井筒积液的液面位置，并通过直观的图示法显示井筒内液面位置、流压、静压、井口以及井底的数据。

图2 气井分析仪的组成部分和软件系统实物图

3 探测仪在涩北气田的应用情况

2012年涩北气田用ECHOMETER公司的回声液面探测仪结合气田地质、井筒及井口装置的实际问题，针对气井处于不同的生产状态、特殊井筒工艺、井筒积砂等情况，在测试过程中选取涩2-18、涩1-7-2等13口井进行了液面测试试验，见表1。

图3 回声液面探测仪的测试原理示意图

该试验是通过现场测试取得的第一手资料，在室内应用TMW软件解释出测试结果。通过测试发现：气井处于开井状态时由于井筒中气液两相的运动，液面是动态变化的［6］，但是较油管内的液面，油套环空中液面的变化很小，因而对于测取油套环空中液面的测试方法来说影响不大；针对特殊工艺

井，如泡排井涩1-7-2井，油套环空中注入的发泡剂虽然对声波在套管中的传播速度有一定影响，但是通过在解释过程中采用接箍法避开了这个问题。从表1的测试结果不难看出，回声液面探测仪测试液面的方法除去油套环空和油管内液面差的因素外，吻合率达到约76.9%，准确率较高。

表1 回声液面探测仪用于液面测试结果表

4 结论

通过回声液面探测仪在涩北气田的应用试验，得出如下3个结论：

1）通过试测表明该测试结果受井筒及采气工艺的影响，但是满足生产分析的需要。

2）该仪器测试与流静压压力梯度法来判断液面位置相比，具有程序简单、工作效率高、节省成本等优点。

3）该测试方法可以很好地解决有井下气嘴气井井筒积液判断的难题，将对涩北气田气井井筒积液情况的判断发挥其独特的作用，为制定单井出水治理的措施提供可靠数据。

［1］张立会.涩北气田产水特征分析［J］.石油天然气学报，2012，34（9）：308-312.

［2］周铨.井筒积液方法研究与应用［J］.石油仪器，2009，23（5）：70-72.

［3］赵春立，杨志，张正祖.气井井筒积液及其高度研究［J］.重庆科技学院学报：自然科学版，2011，13（5）：93-97.

［4］魏佳超，田新民，能学春.新型动液面测试设备的试验与应用［J］.设备管理与维修，2011，32（S1）：84-86.

［5］Thomas，Hankinson，Phillips.Determination of Acoustic Velocities for NaturalGas［J］.Journal of Petroleum Technology，1970，22（7）：889-895.

［6］穆林，王丽丽，温艳军.气井积液动态分布研究［J］.石油天然气学报：原江汉石油学院学报，2005，27（2）：406-410.

（编辑：蒋龙）

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B

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10.3969／j.issn.2095-1132.2014.01.008

2013-06-23

2014-01-08

李拉毛才旦（1986-），助理工程师，从事天然气开发工作。E-mail：2005lamaocaidan@163.com。