摘(zhai)要：針對(dui)油氣水(shui)三相流(liu)條件下(xià)産液剖(pou)面測井(jing)問題，在(zai)油田多(duo)相流模(mo)拟實驗(yàn)裝置上(shàng)進行三(san)相流條(tiao)件下阻(zu)抗式含(hán)💃水率計(ji)的響應(ying)規律實(shí)驗，考察(chá)氣相💞介(jie)入對傘(san)集流渦(wo)輪流量(liàng)計 及阻(zu)抗式含(han)水率計(jì)流量和(he)含水率(lü)測量的(de)影響，得(de)到油🏒氣(qì)水🏃‍♀️三相(xiàng)流情況(kuàng)下渦輪(lun)流量計(ji)及阻抗(kang)含水⛷️率(lü)傳🧑🏽‍🤝‍🧑🏻感器(qì)的響應(yīng)特性。實(shí)驗結果(guǒ)表明，氣(qì)相介入(rù)對傘集(ji)流渦輪(lún)流量計(jì)及阻抗(kang)含水率(lü)計測量(liàng)液相流(liú)量和含(han)水率有(you)較大影(ying)響，使流(liú)量測量(liàng)值偏高(gāo)，含水率(lǜ)測量值(zhi)偏低；液(yè)相流量(liàng)越低，二(èr)者測量(liàng)值誤差(chà)越大。給(gei)出了2口(kǒu)井現場(chǎng)測井實(shí)例🔞，爲現(xian)場測井(jing)工程師(shī)在生産(chan)測井中(zhong)産氣井(jing)的測試(shì)提供借(jiè)鑒。爲進(jìn)一步提(tí)⚽高油氣(qi)水三相(xiàng)流條件(jiàn)下的産(chǎn)出剖面(miàn)測井質(zhi)量提出(chū)了建議(yì)。
0引言　
　　油(yóu)田目前(qián)處于高(gāo)含水開(kai)發期，油(you)井中油(you)氣水三(san)相流現(xiàn)象普遍(biàn)。對于油(yóu)水兩相(xiang)來說，已(yi)有成熟(shú)的産液(yè)🐕剖面🥵的(de)測量技(ji)📧術，阻🍓抗(kàng)式産液(ye)剖面測(ce)井儀已(yǐ)在産液(ye)剖面測(ce)井中❌廣(guang)泛應用(yòng)，并獲⭐得(de)了良好(hǎo)的效果(guǒ)。該儀器(qì)在水爲(wèi)連續相(xiàng)的高含(han)水油水(shuǐ)兩相流(liú)産出剖(pōu)面測量(liang)中，能正(zhèng)确測量(liang)流量及(ji)含水率(lǜ)，具有很(hěn)好的重(zhong)複性、一(yī)緻性，能(néng)提供可(ke)靠的産(chǎn)液信息(xi)。對于油(yóu)氣水三(sān)相流，由(yóu)于氣液(ye)之間密(mi)度差異(yì)😘大，氣泡(pào)的表面(miàn)張力大(dà)等因素(sù)的影響(xiǎng)，導緻氣(qi)液混合(hé)不⛱️均勻(yún)，油氣水(shuǐ)三相流(liú)體的流(liú)型、流态(tài)複雜，對(duì)産液剖(pou)面測井(jǐng)儀器的(de)測量結(jié)果造成(chéng)了複雜(za)的影響(xiang)，對産液(yè)情況的(de)準确了(le)解造成(chéng)了困難(nán)。油田采(cai)用集流(liu)式流量(liàng)計和放(fang)射性密(mì)度計組(zu)合測量(liang)三相流(liu)。基于傘(sǎn)集流渦(wo)輪🐅流量(liang)計與放(fang)射性密(mi)度－持水(shui)率計組(zǔ)合儀在(zài)油氣水(shui)三相流(liú)模拟實(shi)🔴驗裝🔞置(zhì)中的動(dong)态試💚驗(yàn)結果，建(jian)立了三(san)相流渦(wo)輪流量(liàng)計統計(jì)測量🈲模(mo)型。近年(nian)來，陸續(xu)研發了(le)光纖持(chi)氣率計(ji)［4］、低産液(yè)三相流(liú)測井儀(yí)［5］等新方(fāng)❓法和儀(yi)器。光纖(xian)持氣率(lü)計通過(guo)測量三(san)相總流(liu)量、持水(shui)率和持(chi)氣率，結(jie)合溫度(du)、壓力，采(cai)用解釋(shi)模型獲(huò)得油氣(qi)水的分(fèn)相流量(liàng)。低産液(yè)三相流(liú)測井儀(yí)受流量(liang)和含水(shui)率測量(liang)範圍⚽的(de)影響隻(zhi)能在🔴流(liú)量較低(dī)的低産(chǎn)液井中(zhōng)部分應(ying)用。這些(xiē)工作并(bing)沒有研(yan)究氣體(tǐ)對兩🈲相(xiàng)流測井(jǐng)儀器的(de)定量影(yǐng)響。
　　本文(wen)在油田(tian)多相流(liú)模拟實(shi)驗裝置(zhi)上采用(yòng)阻抗式(shì)含水率(lǜ)計在💚油(yóu)氣水三(san)相流條(tiáo)件下進(jin)行室内(nei)動态實(shi)驗，得到(dào)油氣水(shui)三相流(liu)情況下(xià)渦輪流(liu)量計及(jí)阻抗含(hán)水率傳(chuan)感器的(de)響應特(tè)性，定量(liang)分析評(píng)價了氣(qi)相對流(liú)量和含(hán)水率測(ce)量的影(yǐng)響，并結(jie)合💛現場(chǎng)測井📐實(shí)例，爲現(xian)場✊測井(jing)工程師(shi)在生産(chan)測井中(zhong)産氣井(jing)測試提(tí)供借鑒(jian)☀️。
1實驗條(tiao)件及實(shí)驗方案(an)
　　實驗在(zai)油田多(duo)相流實(shí)驗室油(you)氣水三(san)相流模(mo)拟井☁️中(zhōng)進行。透(tou)明有機(ji)玻璃井(jǐng)筒内徑(jing)爲125ｍｍ，實驗(yan)介質爲(wèi)自來水(shuǐ)☁️、柴油和(he)壓縮空(kōng)❄️氣。實驗(yan)儀器采(cai)用阻抗(kàng)式産液(ye)剖面測(cè)井儀。儀(yi)🏃🏻‍♂️器自下(xia)向上依(yī)次爲傘(san)式集流(liu)器、渦輪(lún)流量計(ji)和阻抗(kàng)式🚩含水(shuǐ)率傳感(gan)器，渦輪(lun)流量計(jì)及💃阻抗(kang)傳感器(qi)内徑爲(wèi)19ｍｍ。傘式集(ji)流器具(ju)有16根金(jīn)屬傘筋(jin)，傘布采(cǎi)用高強(qiáng)度薄織(zhi)料，集流(liu)傘撐開(kāi)後能夠(gòu)🌐将内徑(jìng)爲125ｍｍ的井(jing)🐆筒密封(fēng)，使待測(ce)的油氣(qi)水混合(he)流體被(bèi)集流傘(san)集流後(hou)從集流(liu)傘下方(fang)的進液(ye)口流入(rù)測量通(tong)道。阻抗(kang)式含水(shui)率傳感(gan)器和渦(wo)💚輪流量(liang)計依次(cì)安裝在(zài)集流傘(sǎn)上部，油(yóu)氣水混(hun)👨‍❤️‍👨合流體(tǐ)流經渦(wō)輪流量(liàng)計測量(liang)流量，再(zài)流經阻(zǔ)抗式含(han)水率傳(chuán)感器測(ce)量含水(shuǐ)率，然後(hou)由出液(yè)口流回(huí)到✏️井筒(tǒng)。
　　根據儀(yí)器的工(gōng)作原理(lǐ)及儀器(qi)結構等(děng)條件，實(shi)驗時氣(qi)體流量(liàng)設置分(fèn)别爲0、1、3、5m3/d；油(you)水液相(xiang)流量範(fan)圍爲3～60m3/d，流(liú)量調節(jie)分别♈爲(wei)3、5、10、20、40、60m3/d，含🔞水率(lǜ)調節範(fan)圍50％～100％。實驗(yàn)中，先固(gù)定某一(yi)氣體流(liu)🍓量，待氣(qì)體流量(liàng)穩定後(hòu)調節油(you)水兩相(xiàng)含水率(lü)，流動穩(wěn)定後，進(jìn)行測量(liang)。
2多相流(liú)模拟井(jǐng)中的實(shi)驗及分(fen)析
2.1氣體(ti)對渦輪(lún)流量計(ji)流量測(cè)量的影(yǐng)響
　　爲考(kǎo)察氣體(ti)對渦輪(lun)流量計(jì)流量測(ce)量的影(ying)響，在油(you)氣水三(sān)相流中(zhong)不同氣(qì)相流量(liang)下對渦(wō)輪流量(liàng)計進行(háng)了動态(tài)🛀🏻實驗标(biao)定。實驗(yan)時添加(jia)的氣體(ti)流量分(fen)别爲1、3、5m3/d，油(yóu)水液相(xiang)流量範(fàn)圍3～60m3/d，含水(shui)率調節(jie)範💔圍50％～100％。
　　圖(tú)1氣體流(liu)量分别(bié)爲1、3、5m3/d時标(biāo)定的渦(wō)輪流量(liàng)計在油(you)氣水三(sān)😄相🈲流中(zhong)✉️的響應(ying)圖版。液(yè)相含水(shui)率從100％逐(zhu)漸遞減(jiǎn)變化到(dao)50％，便于對(duì)🈲比增加(jiā)了清水(shuǐ)中标定(ding)的渦輪(lun)曲線，即(jí)氣體流(liú)量爲0m3/d時(shi)的渦輪(lun)曲線。

（1）當加入(ru)氣體流(liu)量1m3/d時，液(ye)相流量(liàng)在10m3/d以上(shang)時，渦輪(lun)響應與(yǔ)液相流(liu)量呈線(xian)性關系(xi)；由于加(jia)入的氣(qì)體較少(shǎo)，渦輪響(xiǎng)應頻率(lü)略高于(yu)沒有加(jia)入氣體(tǐ)時清水(shuǐ)中渦輪(lun)的響應(yīng)；但在液(yè)相流量(liàng)10m3/d以下時(shí)🔞，随持氣(qì)率增加(jia)，渦輪響(xiang)應明顯(xian)高于清(qing)水中的(de)渦輪響(xiǎng)應，測量(liang)流量明(míng)顯高于(yú)标準流(liu)量，産生(shēng)了較大(da)測量誤(wù)差［見圖(tú)1（ａ）］。
（2）當加入(rù)氣體流(liu)量3m3/d時，渦(wō)輪響應(yīng)頻率明(míng)顯高于(yú)沒有加(jia)入🌈氣👅體(ti)時清水(shuǐ)中渦輪(lun)的響應(ying)頻率。當(dāng)加入氣(qì)體後，渦(wo)輪在低(dī)液量和(he)高液量(liang)時有不(bú)同的規(guī)律，在液(yè)相流量(liang)高于10m3/d時(shi)，渦輪響(xiang)應與液(ye)相流量(liang)🐆呈線性(xìng)關系。而(ér)在低液(ye)量下（液(yè)相流量(liang)10m3/d以下），渦(wo)輪響應(ying)🈚與液相(xiang)流⭕量呈(cheng)非線性(xing)📐關系。此(cǐ)時，渦㊙️輪(lun)響應遠(yuan)遠🏃🏻高于(yu)相對應(yīng)的液相(xiàng)流量，随(suí)液相流(liú)量增加(jiā)，渦輪響(xiang)應增加(jia)緩慢💃，幾(ji)乎呈一(yī)個平的(de)台階，渦(wo)輪對液(yè)相流量(liàng)失去了(le)分🌈辨能(neng)力，說明(ming)渦輪流(liú)量計在(zai)産氣情(qíng)況下測(cè)量低液(ye)相流量(liàng)時會有(yǒu)較大誤(wu)差［見圖(tú)1（ｂ）］。
（3）加入氣(qì)體流量(liàng)5m3/d時渦輪(lun)響應與(yu)加入氣(qi)體3m3/d時的(de)響應🔱規(guī)律一緻(zhi)，渦輪響(xiǎng)應要明(míng)顯高于(yú)清水和(hé)加入3m3/d氣(qi)體時的(de)響應🐪，測(ce)量流量(liàng)明顯偏(pian)高，渦輪(lún)流量計(jì)受氣體(tǐ)影響更(geng)爲嚴重(zhòng)🛀🏻［見圖1（ｃ）］。
（4）液(ye)相含水(shui)率從100％變(biàn)化到50％時(shí)，不同含(han)水率下(xià)的渦輪(lún)響應曲(qu)線近于(yú)重合，即(ji)渦輪受(shòu)油水兩(liǎng)相含水(shuǐ)率變化(huà)影響較(jiào)小，氣體(ti)🎯則是影(yǐng)響🙇‍♀️渦輪(lún)響應明(ming)顯偏高(gao)的主要(yao)因素♈。
　　利(li)用清水(shui)中渦輪(lun)的刻度(du)方程計(jì)算加入(rù)不同氣(qì)體流量(liàng)後渦輪(lún)響應頻(pin)率所對(dui)應的流(liú)量，即爲(wei)加入氣(qi)體後的(de)測量流(liú)✍️量，與标(biāo)準流量(liàng)之比得(de)到相對(dui)誤差。計(ji)算結果(guo)表明，氣(qi)體對液(yè)相流量(liang)的測量(liang)産生了(le)較📞大的(de)誤差，隻(zhi)有流量(liang)較高、氣(qi)量較低(di)的測點(dian)相對誤(wù)差在10％以(yǐ)内，其他(ta)測點的(de)相對誤(wu)差均大(da)于10％。尤其(qi)在液📞相(xiang)流量較(jiao)低、持氣(qì)率較高(gāo)時，受📧氣(qì)相影響(xiang)尤爲嚴(yán)重🐇。液相(xiang)流量5m3/d時(shi)相對🚶測(cè)量誤☎️差(cha)最大可(kě)達135％，液相(xiang)流量3m3/d時(shi)相對測(cè)量誤差(chà)最大🐕可(kě)達300％。因此(ci)，現場測(ce)🤞井時液(ye)相流量(liang)越低，持(chi)氣率越(yuè)大，氣體(ti)對流量(liang)産生的(de)測量誤(wu)差💘越大(da)。
2.2氣體對(duì)阻抗含(hán)水率計(ji)含水率(lǜ)測量的(de)影響
　　爲(wei)考察氣(qi)體對阻(zǔ)抗式含(hán)水率計(ji)含水率(lü)測量的(de)影響，在(zai)油㊙️氣水(shui)🌈三相流(liu)中不同(tong)氣相流(liú)量下對(duì)阻抗含(hán)水率計(ji)進🔴行了(le)🌍動态實(shí)驗👈标定(dìng)。實驗時(shí)氣體流(liu)量分别(bié)爲1、3、5m3/d，油💋水(shuǐ)液相流(liú)量範圍(wei)爲3～40m3/d，含水(shuǐ)率調節(jiē)範圍50％～100％。圖(tu)2爲🏃🏻‍♂️加入(rù)氣體流(liú)量1、3、5m3/d時标(biāo)定的阻(zu)抗含水(shui)率計在(zai)油氣水(shui)㊙️三相流(liú)中的響(xiang)應圖版(ban)。
（1）加入氣(qi)體流量(liang)1m3/d，當液相(xiàng)流量較(jiào)高時儀(yí)器含水(shui)率響應(ying)✨略低于(yu)未加入(rù)氣體時(shí)的含水(shuǐ)率響應(ying)，受氣體(tǐ)影響小(xiao)；但在🔞液(yè)相流量(liàng)較低✌️（10m3/d以(yi)下）、含水(shuǐ)率較高(gāo)（80％）時，含水(shui)率響應(ying)明顯降(jiàng)🈚低，測量(liàng)含水偏(piān)低，受氣(qì)體影響(xiang)嚴重，産(chǎn)生了較(jiao)大的測(cè)量誤差(chà)［見圖2（ａ）］。
（2）加(jia)入氣體(ti)流量3、5m3/d時(shí)，與未加(jia)入氣體(ti)的含水(shui)率圖版(ban)對比，加(jia)入氣㊙️體(tǐ)後相對(duì)應的含(han)水率響(xiang)應明顯(xiǎn)降低，測(cè)量的含(hán)水率明(ming)🧡顯低于(yu)标準含(hán)水率。氣(qì)流量5m3/d的(de)含水率(lǜ)響應明(ming)顯低于(yu)氣流💃量(liàng)3m3/d時的含(han)水率響(xiǎng)應。尤其(qí)是在低(di)流量💋、高(gao)含水時(shi)，氣體對(duì)含水率(lǜ)測量🈚影(yǐng)響尤爲(wèi)📐嚴重，液(ye)相流量(liàng)越低含(hán)水率響(xiang)應偏差(cha)越大；氣(qi)體流量(liang)越高，含(han)水率測(ce)量偏差(chà)越大［見(jiàn)圖2（ｂ）、（ｃ）］。

　　計算加(jiā)入氣體(tǐ)後的含(han)水率測(cè)量誤差(cha)，誤差計(jì)算結果(guǒ)♻️表🍓明，加(jiā)入氣體(ti)後含水(shui)率測量(liàng)誤差較(jiao)大，液相(xiàng)流量越(yuè)低含水(shui)率測量(liàng)誤差越(yuè)大，最大(da)測量誤(wù)差達到(dao)30％。根據阻(zǔ)抗式含(han)水率計(jì)㊙️的測量(liàng)原理，含(han)水率傳(chuan)感器測(cè)量油水(shuǐ)混合相(xiang)電導率(lǜ)與其中(zhōng)純水相(xiang)電導率(lü)之比确(que)定含水(shui)♻️率。由于(yú)氣相爲(wèi)非導電(dian)相，當加(jia)入一定(dìng)量氣體(ti)時，待🈲測(ce)流體的(de)混合電(dian)導率降(jiàng)低，測量(liàng)含水率(lü)降低；液(ye)相流量(liang)💯越低，氣(qi)體所占(zhan)比☀️例越(yuè)大，測量(liang)含💃水率(lǜ)誤差越(yue)大。
3現場(chǎng)測井
　　Ｔ－××－××1井(jǐng)是油田(tian)采油五(wu)廠1口水(shuǐ)驅産出(chū)井，采用(yong)阻抗式(shi)含水☂️率(lü)⛱️計在該(gai)井進行(hang)了測試(shi)。圖3、圖4分(fèn)别爲測(ce)點深度(du)1097.3ｍ測量的(de)流量及(jí)混相值(zhí)曲🤞線圖(tú)。2ｍｉｎ的采樣(yang)時間内(nei)，流量及(ji)混相值(zhi)曲線波(bo)動劇烈(liè)，明顯受(shòu)井下産(chan)氣影響(xiang)，進行平(píng)均值計(ji)算時隻(zhi)能取後(hòu)半段較(jiao)平穩的(de)數據，因(yīn)此，測試(shì)時需延(yan)長測量(liang)時間。錄(lu)取不同(tóng)範圍數(shù)值時流(liú)量及含(hán)水率測(cè)量差值(zhí)較大，流(liú)量平穩(wen)段爲14.81m3/d，高(gāo)值時達(da)到23.52m3/d；取不(bú)同測量(liàng)段的混(hùn)相值時(shí)測量含(hán)水率最(zui)大相差(chà)12％。重複測(cè)量得到(dào)了相同(tong)的測量(liàng)結果。由(yóu)此可見(jiàn)，氣體對(duì)流量及(ji)含水率(lǜ)測量産(chǎn)生了非(fēi)常大的(de)測🐪量誤(wu)差。
　　Ｂ2－××－××2井是(shi)油田采(cǎi)油一廠(chǎng)1口水驅(qu)産出井(jing)，該井井(jing)口計量(liàng)産液51.72m3/d，取(qǔ)樣化驗(yàn)含水率(lǜ)81.8％。采用阻(zu)抗式含(hán)水率計(jì)在該井(jing)進行了(le)測試，圖(tu)5爲第1測(cè)💜點深度(du)1068ｍ測量的(de)流量及(ji)混❌相值(zhi)曲線圖(tú)。圖5的流(liú)量曲線(xian)表💋明，流(liu)量🤩曲線(xian)受氣體(ti)影響較(jiào)大，測量(liàng)流量波(bo)動較大(dà)，在25～98m3/d之間(jian)波動，平(ping)均值爲(wèi)58.6m3/d；混相值(zhí)波動也(yě)很大，在(zài)280～640Ｈｚ之間劇(jù)烈波動(dong)，平均值(zhí)圖🌈5第1測(ce)點1068ｍ處流(liu)💁量曲線(xiàn)和混相(xiàng)值曲線(xiàn)388Ｈｚ。該井測(cè)量流量(liàng)爲65.8m3/d，測量(liang)含水爲(wei)51.3％，受井下(xia)産氣影(ying)響明顯(xian)，測量流(liú)量明顯(xiǎn)高于井(jǐng)口計量(liàng)流量，測(ce)量含水(shui)率明顯(xiǎn)低于化(hua)驗含水(shuǐ)率。同時(shi)，在該井(jing)測井時(shi)，使用了(le)儀器上(shang)裝🏃🏻有氣(qì)✏️體分離(lí)器的阻(zǔ)抗式含(han)水率計(ji)在該井(jing)進行測(ce)試，第🌏1測(ce)點的流(liú)量及混(hùn)相值曲(qǔ)線🤞見圖(tú)6。由于氣(qi)體分離(li)器⛹🏻‍♀️将氣(qì)體分離(lí)，未進入(rù)測量🌈通(tong)道，減小(xiǎo)了氣體(tǐ)對測量(liàng)傳感器(qi)的影響(xiang)，測量的(de)流量及(jí)混相值(zhi)曲線波(bō)動明顯(xiǎn)減少，流(liu)量波動(dong)爲💋36～78m3/d，平均(jun1)值爲55m3/d；混(hun)相值波(bō)動爲211～288Ｈｚ，平(ping)均值爲(wei)228Ｈｚ。測量流(liu)量爲54.8m3/d，測(cè)量含水(shuǐ)率爲80.4％，與(yu)井口計(ji)量非常(chang)接近。對(dui)比測量(liàng)結果表(biao)明，氣體(ti)對流量(liang)及含水(shui)率測🌈量(liàng)造成了(le)非常大(dà)的測量(liang)誤差🤩，已(yi)不能進(jin)行準确(què)測量。




4結(jié)論及建(jiàn)議
（1）産氣(qi)井中使(shi)用兩相(xiàng)流儀器(qì)測量流(liú)量普遍(bian)偏高，氣(qi)體對流(liú)🌐量測📱量(liang)産生的(de)相對誤(wu)差普遍(biàn)大于10％；液(ye)相流量(liàng)較🌍低時(shí)，受氣相(xiàng)影響尤(yóu)爲嚴重(zhong)，液相流(liu)量5m3/d時相(xiang)對測量(liang)誤差最(zuì)大可達(da)135％。在現場(chǎng)測井液(yè)相流量(liang)越低，持(chí)氣率越(yuè)大時，氣(qì)體對📐流(liu)量産生(sheng)的測量(liàng)誤差越(yue)大。
（2）産氣(qì)井中測(cè)量含水(shuǐ)率普遍(bian)偏低，氣(qì)體對含(hán)水率測(ce)量産生(shēng)了較大(dà)的測量(liang)誤差，液(ye)相流量(liang)越低，持(chí)氣率越(yuè)大時，含(hán)水率測(cè)量誤差(cha)🔅越大，最(zuì)大測量(liang)誤差達(da)到30％。
（3）爲進(jin)一步提(tí)高油氣(qi)水三相(xiang)流條件(jian)下的産(chan)出剖面(miàn)測井質(zhi)量㊙️，開發(fā)安全、環(huan)保、可靠(kào)的三相(xiang)流測井(jing)技術是(shi)當務之(zhī)急。一☎️方(fang)面研究(jiu)基于光(guāng)纖持氣(qi)率計、渦(wō)輪流量(liang)計及阻(zu)抗含水(shui)率計多(duo)傳🔴感器(qi)組合的(de)測量方(fang)法和解(jie)釋方法(fǎ)；另一方(fāng)面研究(jiu)氣相分(fèn)流的工(gong)藝，将三(san)相流問(wèn)題簡化(huà)爲兩相(xiang)流問題(tí)，采用㊙️兩(liǎng)相流的(de)技💛術解(jie)決問題(tí)。

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