門相勇，閆霞，陳永昌，李忠百（1. 國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心, 北京 10004；2. 中聯(lián)煤層氣國家工程研究中心有限責(zé)任公司, 北京 100095；. 中國石油集團(tuán)測井有限公司華北事業(yè)部, 河北任丘 062550）

煤層氣井氣水兩相流分層測試技術(shù)

門相勇1, 2，閆霞1, 2，陳永昌3，李忠百1, 2
（1. 國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心, 北京 100034；2. 中聯(lián)煤層氣國家工程研究中心有限責(zé)任公司, 北京 100095；3. 中國石油集團(tuán)測井有限公司華北事業(yè)部, 河北任丘 062550）

在前期研發(fā)累積式氣體流量計的基礎(chǔ)上，集成研制出一套煤層氣井生產(chǎn)測試組合儀，以解決氣水兩相流分層測試的難題，并進(jìn)行了現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用。生產(chǎn)測試組合儀采用累積式氣體流量計測試分層產(chǎn)氣量，累積式氣體流量計在井下可靈活轉(zhuǎn)換為電容式持水率計測量持水率，結(jié)合伽馬示蹤流量計測得的流體流速，可求得分層產(chǎn)水量，滿足了在煤層氣井中氣水同測和儀器集成小型化的要求。采用動密封壓力平衡技術(shù)解決了累積式氣體流量計在井下活塞開啟時承壓筒內(nèi)外受力不平衡的問題；采用可釋放導(dǎo)錐取代鼠籠式導(dǎo)錐，有效解決測試儀器入井困難的問題。測試儀器直徑22 mm，可通過偏心井口下入到油套環(huán)空進(jìn)行測試?，F(xiàn)場測試時將儀器停靠不同煤層并采用遞減法求得分層產(chǎn)氣及產(chǎn)水量，以此對合層排采井進(jìn)行產(chǎn)氣、產(chǎn)水分層評價?，F(xiàn)場應(yīng)用效果顯示儀器具有小型化、測試精度高、測量時間短、不影響生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。圖6表3參18

煤層氣井；氣水兩相流；分層測試；小型儀器

引用：門相勇, 閆霞, 陳永昌, 等. 煤層氣井氣水兩相流分層測試技術(shù)[J]. 石油勘探與開發(fā), 2017, 44(2): 289-294.

MEN Xiangyong, YAN Xia, CHEN Yongchang, et al. Gas-water phase flow production stratified logging technology of coalbed methane wells[J]. Petroleum Exploration and Development, 2017, 44(2): 289-294.

0 引言

由于儀器尺寸、測量范圍及工藝技術(shù)等特殊性導(dǎo)致目前煤層氣井分層測試技術(shù)僅僅局限于室內(nèi)實(shí)驗[1-2]或少量應(yīng)用在直徑177.8 mm套管的煤層氣井[3]。通常煤層氣井的生產(chǎn)套管中會下入油管進(jìn)行排采，無法同時進(jìn)行氣水產(chǎn)量分層測試，國內(nèi)外尚無規(guī)模應(yīng)用的成熟測試技術(shù)[1-11]。煤層氣井油管內(nèi)有采水泵，測試儀器只能過環(huán)空下井。大多數(shù)煤層氣井生產(chǎn)套管外徑139.7 mm（內(nèi)徑124.26 mm）、油管外徑73 mm，因此測試儀器的外徑被限制在25 mm以下。另外，煤層氣開采過程往往采用多層分壓合采，具有長期緩慢解吸的特點(diǎn)，單井產(chǎn)氣量較低[12-13]（多在2 000 m3/d以下），對流量計的精度要求很高。目前常用的產(chǎn)液剖面測試技術(shù)有渦輪流量計測試[14-15]、電磁流量計測試[14]、同位素示蹤流量測試[16]和超聲波流量計測試[17-18]。集流式渦輪流量計不能用于射孔層段[14]，非集流式渦輪流量計若要滿足尺寸要求就無法滿足精度要求；電磁流量計不適用于液體中含有較大氣泡和單相氣體的測量[14]；超聲波流量計與同位素示蹤流量法只能用于單相水的測量[14,16]。上述測試方法均不適用于氣水兩相流。筆者[2]設(shè)計了容積式氣體流量計，在室內(nèi)常溫、常壓及氣水兩相流條件下進(jìn)行測量產(chǎn)氣量的實(shí)驗。

本文在容積式（累積式）氣體流量計的基礎(chǔ)上，設(shè)計了新型動密封壓力裝置，使氣體流量計在井下環(huán)境中可靈活轉(zhuǎn)換成電容式持水率計，結(jié)合伽馬示蹤劑流量計進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了在混相流體中對產(chǎn)水量進(jìn)行分層測試，同時考慮了實(shí)際煤層氣井在井底高壓、高溫與常壓、常溫狀態(tài)條件下的氣體體積換算、深度校正等問題。本文集成研發(fā)的煤層氣井氣水兩相分層測試組合儀，實(shí)現(xiàn)了在多煤層開采、氣水兩相流狀態(tài)下對各煤層產(chǎn)氣量和產(chǎn)水量的測試，目前已成功應(yīng)用于多個區(qū)塊，并取得良好應(yīng)用效果。

1 儀器集成與功能

煤層氣井生產(chǎn)測試組合儀直徑僅有22 mm，主要由傳輸短節(jié)、磁性定位器、壓力及溫度測量儀、伽馬示蹤儀器、電動扶正器、累積式氣體流量計/持水率計和導(dǎo)錐構(gòu)成（見圖1）：①傳輸短節(jié)主要用于井下數(shù)據(jù)采集及傳輸。②磁性定位器是由兩個同極性相對的線圈和鋼絲構(gòu)成，用于進(jìn)行深度校正。③壓力及溫度測量儀主要部件分別是壓力傳感器與溫度傳感器，測量井底條件下的壓力和溫度，用于將測得的井下產(chǎn)量換算為地面條件下的產(chǎn)量。④伽馬示蹤儀器由示蹤儀與伽馬儀組成，主要用于測量液體的流速[14]。測量時將儀器停在射孔層段之上，地面系統(tǒng)通過電纜給示蹤儀供電，使同位素從噴射孔噴出，已知噴射孔到伽馬儀探頭的距離，根據(jù)隨著液體流動的同位素到達(dá)上方伽馬儀探頭所用的時間，可計算出液體的流速，從而得到液體的流量。⑤電動扶正器用于扶正測試組合儀，提高測試成功率。⑥累積式氣體流量計由電路板、承壓筒、馬達(dá)、推拉桿、集氣筒、活塞及電容電極組成[2]，用于測試產(chǎn)氣量。利用新型動密封壓力裝置將累積式氣體流量計轉(zhuǎn)換成電容式持水率計，用于測試實(shí)際產(chǎn)水量。⑦導(dǎo)錐位于測試組合儀的最下方，用于通過油套環(huán)空將整套儀器送下井。為了解決煤層氣井油套環(huán)空空間狹小、井況復(fù)雜等問題，本文研制出可釋放式導(dǎo)錐來取代鼠籠式導(dǎo)錐。

圖1 煤層氣井氣水兩相分層測試組合儀結(jié)構(gòu)圖

2 儀器關(guān)鍵技術(shù)

2.1 電容式持水率計

累積式氣體流量計用于測試分層產(chǎn)氣量（見圖2a）。流入集氣筒內(nèi)的氣、水由于密度差異發(fā)生重力分異，采用電容傳感器探測集氣筒內(nèi)介質(zhì)電容的大小來判斷氣體是否充滿，通過氣體累積時間和累積體積求得氣體流量。記錄下不同深度氣體流量，通過遞減法求出各射孔層段的分層產(chǎn)氣量。

鑒于累積式氣體流量計具有電容電極的特點(diǎn)，若將集氣筒上方的活塞置于打開狀態(tài)（見圖2b、圖3），井內(nèi)流體可以自由通過集氣筒，利用其已有電容電極部件，根據(jù)電容持水率計的輸出頻率與持水率呈線性關(guān)系的特征（電容信號以頻率采集），可將累積式氣體流量計轉(zhuǎn)換成電容式持水率計。通過測量測點(diǎn)處的流體電容信號（響應(yīng)頻率），根據(jù)（1）式計算得到持水率：

式中 Yw——持水率，%；Cg——在純氣中持水率計的響應(yīng)頻率，Hz；Cw——在純水中持水率計的響應(yīng)頻率，Hz；C——測點(diǎn)處的持水率計響應(yīng)頻率，Hz。

圖2 累積式氣體流量計轉(zhuǎn)換持水率計原理示意圖

圖3 活塞閉合和打開狀態(tài)實(shí)物照片

根據(jù)伽馬示蹤流量計測量的流體流速、電容持水率計測量的持水率、套管的截面積等參數(shù)即可求出測點(diǎn)處的產(chǎn)水量，進(jìn)而利用遞減法求取分層產(chǎn)水量。

雖很懶惰，但很重要。茄果類、瓜類蔬菜作為喜鈣類植物，對鈣肥需求量較大，部分蔬菜甚至超過對氮的需求量，更遠(yuǎn)超磷。何金鋼介紹：“如西紅柿對鈣的需求量僅次于鉀，高于氮、磷等其他元素，處于所需營養(yǎng)的第二位?！绷頁?jù)杭州瑞年貿(mào)易有限公司業(yè)務(wù)代表袁軍介紹，鈣是一種惰性元素，本身分子結(jié)構(gòu)不活躍，容易被土壤膠體固定，作物吸收困難。而且進(jìn)入蔬菜體內(nèi)后，鈣只能隨水通過導(dǎo)管向上運(yùn)輸，進(jìn)入葉片、果實(shí)內(nèi)后，再也出不來了。所以農(nóng)作物缺鈣主要表現(xiàn)在頂部、根尖等位置。常見的菜花和甘藍(lán)的頂枯病、白菜的干燒心、黃瓜的爛龍頭、西紅柿的臍腐病等都是缺鈣導(dǎo)致的。

2.2 動密封壓力平衡技術(shù)

要實(shí)現(xiàn)以上設(shè)計思想進(jìn)行煤層氣井氣、水產(chǎn)量同測，關(guān)鍵技術(shù)是如何將累積式氣體流量計與電容式持水率計靈活地相互轉(zhuǎn)換，關(guān)鍵難點(diǎn)是解決活塞開啟時承壓桶內(nèi)外受力不平衡的問題，即如何實(shí)現(xiàn)推拉桿動密封壓力平衡。本文設(shè)計了一種新型動密封壓力平衡技術(shù)來解決以上難題。

當(dāng)給儀器供電時，流量計馬達(dá)在電路控制下通過正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)來驅(qū)動活塞關(guān)閉或打開（見圖2）。儀器在井下時，承壓筒內(nèi)部壓力是0.101 MPa（1 atm）、外部壓力是井筒壓力，兩端存在的壓差使下接頭處推拉桿承受一個向內(nèi)的推力，當(dāng)壓力增大至一定程度時會導(dǎo)致推拉桿彎曲而很難推出來。承壓筒本身是封閉的，但推拉桿末端由于還需連接持水率計傳感器等部件，必須暴露在承壓筒外面，因而無法實(shí)現(xiàn)壓力平衡，造成活塞在井下無法順利完成打開或關(guān)閉狀態(tài)轉(zhuǎn)換。

為了解決上述問題，本文研制出一款由接頭、推拉桿、壓力平衡管、密封圈構(gòu)成的新型動密封壓力平衡裝置（見圖4）。其特點(diǎn)是：①承壓筒具有3級動密封結(jié)構(gòu)。大直徑的動密封面使推拉桿受到向右的推力，小直徑的動密封面使推拉桿受到向左的推力。由于推力大小與壓差和推拉桿截面積成正比，因此使 2個小直徑推拉桿橫截面積之和與 1個大直徑推拉桿橫截面積相等，壓力作用的結(jié)果使推拉桿受到的合力為零，從而實(shí)現(xiàn)壓力平衡。②為了與密封接頭配合，推拉桿直徑采用由小變大、再由大變小的變徑結(jié)構(gòu)，由此解決了推拉桿末端暴露在承壓筒外面的壓力平衡問題。

圖4 動密封壓力平衡裝置結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 可釋放式導(dǎo)錐

不同于常規(guī)油氣井，煤層氣井環(huán)套空間狹小、井況復(fù)雜，為了將整套儀器順利下井，需要在儀器下方接有導(dǎo)錐。早期多采用直徑較小的鼠籠式導(dǎo)錐，可滿足小型化要求，上面的籠孔可方便井下氣、水流入儀器。但在現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用中，由于導(dǎo)錐抗碰強(qiáng)度小，損壞非常嚴(yán)重（見圖5a），下井成功率低，同時其下井時帶來的阻力影響了氣、水流入效果。

為了解決上述問題，本文研制出一款可釋放式導(dǎo)錐（見圖5b），下井時將導(dǎo)錐安裝在儀器最下端，保證儀器下井的成功率；測試時將導(dǎo)錐釋放掉，氣、水可以無阻力通過儀器，保證產(chǎn)量測量的準(zhǔn)確率。

3 現(xiàn)場應(yīng)用實(shí)例

3.1 現(xiàn)場測試流程

該井套管外徑139.7 mm、套管內(nèi)徑124.26 mm、油管外徑73 mm，測試儀器直徑22 mm。通過偏心井口將測試儀器下入油套環(huán)空，在環(huán)空中完成示蹤流量、累積式氣體流量/持水率、磁性定位、壓力、溫度等測量。具體施工流程：①對各儀器進(jìn)行測前刻度校正。②連接防噴裝置和注脂泵管線，連接儀器，準(zhǔn)備儀器下井。③儀器通過偏心井口下井。初始下井速度低于100 m/h，順利下井后最大下井速度低于3 000 m/h。④?？繙y點(diǎn)，測量溫度、壓力、自然伽馬、磁定位、累積式氣體流量、持水率、示蹤流量曲線。在測試氣體流量前釋放掉累積式持氣儀堵頭。⑤采集齊全合格資料后，儀器以低于600 m/h的速度上提至距井口50 m時改為人工上提，以確保儀器安全出井。儀器完全進(jìn)入防噴管后關(guān)閉井口，拆卸防噴井口。整個測試過程中煤層氣井始終保持穩(wěn)定、連續(xù)生產(chǎn)，測試持續(xù)時間為6.3 h。

圖5 鼠籠式與可釋放式導(dǎo)錐對比照片

3.2 現(xiàn)場測試結(jié)果

將生產(chǎn)測試組合儀分別?？吭?3號煤層（854～859 m）、11號煤層（901～903 m）進(jìn)行點(diǎn)測，2層的集氣時間分別為16.1 s、29.3 s。根據(jù)測井解釋結(jié)果（見圖6），11號煤層下部無其他煤層，所測向上氣流量即為11號煤層產(chǎn)氣量（238.2 m3/d）；3號煤層下部有11號煤層，所測向上氣流量為3號與11號煤層產(chǎn)氣量之和（608.0 m3/d），減去11號煤層產(chǎn)氣量便可得到3號煤層的產(chǎn)氣量（369.8 m3/d）。類似地，3號煤層上部無其他煤層，所測向下水流量即為3號煤層產(chǎn)水量（0.9 m3/d）；11號煤層上部有3號煤層，所測向下水流量為3號與11號煤層產(chǎn)水量之和（3.6 m3/d），減去3號煤層產(chǎn)水量便可得到11號煤層的產(chǎn)水量（2.7 m3/d）。因此，該井當(dāng)前主力產(chǎn)氣層是3號煤層，11號煤層為主要產(chǎn)水層和次要產(chǎn)氣層。

圖6 H×M井產(chǎn)出剖面測井解釋成果圖

3.3 產(chǎn)氣及產(chǎn)水情況分析

對鄂東氣田H區(qū)塊射孔層段3號、5號、11號煤層進(jìn)行了這類測試。

測試產(chǎn)氣量對比分析顯示，當(dāng)前主力產(chǎn)氣層為3號和5號煤層（見表 1），產(chǎn)氣主要來源于偏上方的煤層，符合上部煤層氣優(yōu)先解吸的煤層氣解吸規(guī)律。

表1 H區(qū)塊測試產(chǎn)氣量對比表

對4口井的測試產(chǎn)水量進(jìn)行對比分析，顯示3號煤層為主要產(chǎn)水層的有1井次，顯示5號煤層為主要產(chǎn)水層的有2井次，11號煤層僅微量產(chǎn)水（見表2），表明H區(qū)塊3號、5號煤層及其頂?shù)装迨侵饕漠a(chǎn)水層位。

表2 H區(qū)塊測試產(chǎn)水量對比表

3.4 儀器測量誤差及精度分析

將煤層氣井井口計量合層產(chǎn)氣量、產(chǎn)水量與儀器在最上方煤層測到的向上氣流量（測試總產(chǎn)氣量）、最下方煤層測到的向下水流量（測試總產(chǎn)水量）進(jìn)行對比，誤差分析結(jié)果顯示氣、水流量測量平均誤差分別為7.89%、7.06%（見表3）。

由于累積式氣體流量計采用累積的設(shè)計思路，因此只要集氣時間充足，便可測量到非常低的產(chǎn)量。例如在H×D井中測得11號煤層的產(chǎn)氣量僅為2.3 m3/d。表明儀器的靈敏度足夠高。

表3 誤差分析結(jié)果表

4 推廣前景

在鄂東氣田L(fēng)區(qū)塊及LM區(qū)塊同樣利用該技術(shù)進(jìn)行了生產(chǎn)測試，取得了各區(qū)塊煤層氣合層排采井的產(chǎn)氣、產(chǎn)水分層評價結(jié)果。

現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用效果顯示，煤層氣井氣水兩相流分層測試技術(shù)具有儀器小型化、測試精度高、測量時間短、不影響生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。在中國包括山西、陜西、新疆和貴州等煤層氣資源豐富的省區(qū)，大多數(shù)區(qū)塊發(fā)育多套主力開發(fā)層系，為了節(jié)省投資、降低開發(fā)成本大多采用合層開采的開發(fā)方式。該項分層測試技術(shù)可以滿足勘探開發(fā)部署評價、儲量評估、排采生產(chǎn)制度調(diào)整等對單層評價的要求，因此具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

5 結(jié)論

煤層氣生產(chǎn)測試組合儀采用累積式氣體流量計測試分層產(chǎn)氣量，累積式氣體流量計在井下可靈活轉(zhuǎn)換為電容式持水率計測量持水率，結(jié)合伽馬示蹤流量計測得的流體流速，可求得分層產(chǎn)水量，滿足了在煤層氣井中氣水同測和儀器集成小型化的要求。采用動密封壓力平衡技術(shù)解決了累積式氣體流量計在井下活塞開啟時承壓筒內(nèi)外受力不平衡的問題；采用可釋放導(dǎo)錐取代鼠籠式導(dǎo)錐，有效解決測試儀器入井困難的問題。煤層氣井氣水兩相流分層測試技術(shù)解決了現(xiàn)場同時對各煤層產(chǎn)氣量和產(chǎn)水量進(jìn)行分層測試的問題，為分層評價提供了數(shù)據(jù)支撐。

現(xiàn)場應(yīng)用效果顯示，測試儀器具有較高的測試精度和較強(qiáng)的適應(yīng)性?；趦x器小型化、測試精度高、測量時間短、不影響正常生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，煤層氣井氣水兩相流分層測試技術(shù)具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

[1] 李軍. 煤層氣井產(chǎn)出剖面測試技術(shù)實(shí)驗研究[J]. 石油儀器, 2012, 26(1): 55-57. LI Jun. An experimental study on the technologies for production profile logging of coalbed methane wells[J]. Petroleum Instruments, 2012, 26(1): 55-57.

[2] 陳永昌, 門相勇, 李瑞安, 等. 容積式氣體流量計設(shè)計與室內(nèi)試驗[J]. 測井技術(shù), 2016, 40(1): 72-75. CHEN Yongchang, MEN Xiangyong, LI Ruian, et al. Volumetric gas flowmeter design and indoor test[J]. Well Logging Technology, 2016, 40(1): 72-75.

[3] 李雷, 李軍, 劉興斌, 等. 煤層氣井生產(chǎn)測試組合儀的研制與現(xiàn)場應(yīng)用[J]. 石油管材與儀器, 2016, 2(1): 14-17. LI Lei, LI Jun, LIU Xingbin, et al. Development and application of combination instruments for CBM wells logging[J]. Petroleum Tubular Goods & Instruments, 2016, 2(1): 14-17.

[4] DENNEY D. New production-logging technology for horizontal wells[J]. Journal of Petroleum Technology, 2015, 51(3): 67-68.

[5] YOUNG A R. A new production logging tool for determining holdups[R]. SPE 38652, 1997.

[6] ZHANG B Q, ZHANG S Y, WANG B C, et al. The logging technology for determining production profiles through casing/tubing annulus in pumping wells[J]. SPE Advanced Technology, 1997, 5(1): 100-105.

[7] GYSEN A, GYSEN M, ZETT A, et al. Production logging in highly deviated and horizontal wells: Moving from qualitative to quantitative answers[R]. SPE 133479, 2010.

[8] MORRIS C W, LENN C P, ALBERTIN I J. Water production logging in horizontal wells[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 1999, 22(22): 217-227.

[9] OZKAN E, SARICA C, HACI M. Interpretation of horizontal-well production logs: Influence of logging tool[J]. SPE Production & Facilities, 2002, 17(2): 84-90.

[10] KHAN W, JAMBUNATHAN V, QUINTERO L. Pitfalls of running conventional production logging in horizontal/highly deviated wells: A case study[C]//SPWLA 56th Annual Logging Symposium. California, USA: OnePetro, 2015: 18-22.

[11] AZMI K, HAMOUD J, KHALIL M, et al. Well integrity: Application of ultrasonic logging production logging and corrosion logs for leak detection in wells: A case study[J]. Neuroscience, 2013, 7(9): 2039-2050.

[12] 鄒才能, 張國生, 楊智, 等. 非常規(guī)油氣概念、特征、潛力及技術(shù):兼論非常規(guī)油氣地質(zhì)學(xué)[J]. 石油勘探與開發(fā), 2013, 40(4): 385-399. ZOU Caineng, ZHANG Guosheng, YANG Zhi, et al. Geological concepts, characteristics, resource potential and key techniques of unconventional hydrocarbon: On unconventional petroleum geology[J]. Petroleum Exploration and Development, 2013, 40(4): 385-399.

[13] 趙培華, 劉曰武, 鹿倩, 等. 煤層氣井試井研究的意義[J]. 油氣井測試, 2010, 19(6): 12-18. ZHAO Peihua, LIU Yuewu, LU Qian, et al. Evaluation of CBM well test methods[J]. Well Testing, 2010, 19(6): 12-18.

[14] 陳永昌, 門相勇, 李忠百, 等. 常用測井流量計在煤層氣井中適用性分析[J]. 中國煤層氣, 2016, 13(1): 33-35. CHEN Yongchang, MEN Xiangyong, LI Zhongbai, et al. Applicability analysis of commonly used logging flowmeter in CBM wells[J]. China Coalbed Methane, 2016, 13(1): 33-35.

[15] 鐘興福, 吳應(yīng)湘, 鄭之初, 等. 用渦輪流量計測量多相流流量[J].儀器儀表學(xué)報, 2002, 23(S2): 858-859. ZHONG Xingfu, WU Yingxiang, ZHENG Zhichu, et al. Flow rate measurement in multiphase flow using turbine flow-meter[J]. Chinese Journal of Scientific Instrument, 2002, 23(S2): 858-859.

[16] 唐海濤, 李金鳳, 高立敏, 等. 用于注入剖面測井的幾種流量計的對比分析[J]. 石油儀器, 2005, 19(1): 47-49. TANG Haitao, LI Jinfeng, GAO Limin, et al. Comparison and analysis of several flowmeters used in the injection profile logging[J]. Petroleum Instruments, 2005, 19(1): 47-49.

[17] 張培芬, 崔曉朵, 徐鑰. 基于超聲多普勒的井下多相流量測量控制系統(tǒng)[J]. 電子測試, 2010(11): 6-9. ZHANG Peifen, CUI Xiaoduo, XU Yue. Downhole multiphase flow measurement and control system based on ultrasonic Doppler[J]. Electronic Test, 2010(11): 6-9.

[18] 孫勞武, 夏竹君, 潘克靜, 等. 超聲波流量計在注水剖面中的應(yīng)用[J]. 石油儀器, 2011, 25(1): 80-82. SUN Laowu, XIA Zhujun, PAN Kejing, et al. Application of ultrasonic flowmeter in water injection profile[J]. Petroleum Instruments, 2011, 25(1): 80-82.

（編輯 王暉）

Gas-water phase flow production stratified logging technology of coalbed methane wells

MEN Xiangyong1, 2, YAN Xia1, 2, CHEN Yongchang3, LI Zhongbai1, 2
(1. Strategic Research Center of Oil and Gas Resource, MLR, 100034, China; 2. National Engineering Research Center of China United Coalbed Methane Co. LTD, Beijing 100095, China; 3. Huabei Division, China Petroleum Logging CO. LTD, Renqiu 062550, China)

On the basis of the previous development of cumulative gas flow meter, a set of integrated coalbed methane (CBM) well production test instrument is developed and applied in field to solve the problem of gas-water phase flow production stratified logging test. This instrument uses a cumulative gas flow meter to test stratified gas production, which can be flexibly converted into a capacitive water holdup meter underground to obtain water holdup. Fluid flow rate can be measured by the converted capacitive water holdup meter combined with a gamma tracer flow meter, and hence stratified water production can be calculated. The instrument meets the gas and water production synchronous measurement and integrated miniaturization. A dynamic seal pressure balancing technology is applied to solve the unbalance between internal and external forces of pressure cylinder when down-hole piston is open in the well. The use of novel releasable guide cone to replace the squirrel cage guide cone effectively solved the difficult problem of the instrument entering the CBM well. With a diameter of only 22 mm, the instrument can be run in to the annulus through an eccentric wellhead. In field test the gas and water production of different layers can be obtained using declining method by placing the instrument at different coal seams, to evaluate gas and water production of different layers in commingle production CBM wells. Field application shows that the instrument has the advantages of small size, high measuring precision, short measuring time, and no disruption on well production, etc., and exhibits a broad application prospect in CBM development.

CBM wells; gas-water phase flow; production stratification logging; instrument miniaturization

國家科技重大專項“煤層氣井生產(chǎn)測試技術(shù)研究”（2011ZX05038-003）；國家科技重大專項“煤層氣開發(fā)指標(biāo)預(yù)測技術(shù)研究”（2016ZX05042002-003）

TE273

A

1000-0747(2017)02-0289-06

10.11698/PED.2017.02.15

門相勇（1971-），男，山東高密人，博士，國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心高級工程師，主要從事煤層氣勘探開發(fā)研究。地址：北京市西城區(qū)兵馬司胡同19號，國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心，郵政編碼：100034。E-mail：men_xy@163.com

2016-02-29

2016-12-30