摘(zhāi)要:油井(jǐng)産出流(liu)體中含(hán)油率的(de)在線測(cè)量是評(píng)價産能(neng)的重要(yao)指标。對(duì)多級旋(xuán)流器和(hé)質量流(liu)量計 組(zǔ)成的相(xiàng)比例測(cè)量系統(tong)進行了(le)測試試(shì)驗，通過(guò)對氣水(shui)兩🙇‍♀️相流(liu)🐆的測量(liàng),證實了(le)所述分(fèn)離器有(yǒu)很好的(de)氣體分(fèn)離效果(guǒ)，進而通(tong)過油水(shuǐ)兩相流(liú)的測量(liàng)，證實了(le)系統對(duì)油水㊙️兩(liang)相流⛹🏻‍♀️的(de)相含率(lü)測量有(you)高的準(zhun)确性和(he)适應性(xing)。在.上述(shù)兩相工(gōng)作的基(ji)礎上⚽，開(kāi)展了油(yóu)氣水三(sān)相流的(de)測試試(shi)驗，考察(chá)了溶解(jie)氣對相(xiang)含率☂️測(ce)量的影(ying)響，并通(tōng)過理論(lùn)分析💔和(hé)計算.定(dìng)量地👅驗(yàn)證🌐了試(shì)驗結果(guo)，試驗和(he)計算均(jun)表明，即(jí)🐕使是少(shao)量的溶(rong)🈲解氣,對(duì)相比例(lì)的測📧量(liang)仍然會(huì)産生很(hěn)大的誤(wu)差。
0引言(yán)
　　油井的(de)産出流(liu)體多爲(wei)油氣水(shui)三相流(liú)，其中伴(ban)生氣的(de)存.在是(shì)♊難⛱️以對(duì)流量進(jìn)行準确(que)測量的(de)主要因(yin)素"，其原(yuan)因一是(shi)産出物(wù)中伴生(sheng)氣時有(you)時無，二(er)是含量(liang)不固定(dìng)叫，三是(shi)現有的(de) 渦街流(liú)量計 等(děng)很難準(zhǔn)确測量(liang)氣液兩(liang)相流的(de)流量”，另(ling)外-.些測(cè)量方法(fa)則💚受到(dào)氣體含(hán)率的影(yǐng)響，如超(chao)聲波流(liú)量計在(zai)含氣📧率(lü)超🙇🏻過一(yi)❌定比例(lì)時就可(ke)能接收(shōu)不到回(hui)波信号(hao)用。。鑒于(yu)上述原(yuan)因，日♉前(qián)在井口(kǒu)開展🔞的(de)流量測(ce)量多采(cai)用一種(zhǒng)簡易的(de)旋流式(shì)氣體分(fèn)離裝🔞置(zhì)，對分離(li)氣體後(hou)的油水(shuǐ)混合流(liu)體，通過(guò)質量流(liu)✉️量計進(jìn)一步檢(jiǎn)測含油(yóu)量和含(han)水量。在(zài)這種測(cè)量方法(fa)中，旋流(liu)式✉️氣體(tǐ)分離裝(zhuāng)置不💞需(xu)要供電(diàn)，僅依靠(kao)♌流體的(de)動能通(tōng)🌂過多級(jí)旋流器(qi)實現🙇🏻氣(qi)液分離(li)，在結構(gou)參🌏靈敏(mǐn)設計合(hé)理的情(qíng)況下，證(zhèng)實了這(zhe)種分離(li)方法可(kě)以達到(dào)很好的(de)分離效(xiao)果;另🚶‍♀️外(wai)，質量流(liu)量計也(yě)有很高(gāo)的測量(liang)精度，但(dàn)由測量(liang)結果得(dé)到的🌈含(han)油率這(zhe)一最終(zhong)關心🍉的(de)重要被(bei)測量卻(que)有很大(da)的誤差(chà)，甚至超(chāo)過10%。通過(guò)理🔱論研(yan)究和👌試(shì)驗驗證(zhèng)，證實了(le)這種測(ce)量誤差(cha)産生的(de)原因是(shì)由溶解(jiě)氣引起(qi)的，即少(shao)量的⭐溶(rong)解氣可(ke)以引起(qǐ)很大的(de)測量誤(wù)差💯。在此(cǐ)基礎上(shàng)，提出⛷️了(le)一種改(gai)進的測(ce)量方法(fa)🙇‍♀️。
1氣體分(fèn)離效果(guǒ)
1.1測量系(xi)統的結(jié)構
　　帶有(you)旋流式(shì)分離器(qi)和質量(liang)流量計(ji)的流量(liang)測量系(xi)統🏃🏻如圖(tu)1所示。該(gāi)系統作(zuo)爲一-個(gè)整體，申(shen)接在生(shēng)産管線(xiàn)上，即測(ce)量系統(tong)的人口(kou)和出口(kǒu)分别與(yǔ)生産管(guǎn)線的來(lái)流和去(qu)流管線(xiàn)相連。被(bèi)測的氣(qì)液混合(hé)流體由(you)來流管(guan)道-7進人(rén)多級旋(xuan)流分離(lí)🈲器-2，分離(li)後🥰的氣(qì)體由排(pái)氣管-1排(pái)出，油水(shui)混合流(liú)🌏體經液(yè)體墊-3進(jin)人液體(ti)排✨出管(guan)-4.并由質(zhi)量流量(liang)計-5測量(liàng)混合液(ye)體的質(zhi)量🔴，對已(yǐ)知的油(you)水密度(du)可由質(zhì)量計計(ji)直接得(dé)到油和(hé)水的體(ti)積含量(liàng)和質量(liàng)流量。測(ce)量過程(cheng)完成後(hòu)，被計量(liang)過的液(yè)體和分(fen)離後的(de)氣👅體在(zai)測量裝(zhuāng)置内部(bù)彙合，從(cóng)測量系(xi)統的出(chū)口-6排出(chu)并進入(ru)到生産(chǎn)管線的(de)去流👈管(guan)道。測量(liang)系統中(zhong)液體墊(niàn)的作用(yòng)是使液(yè)體的出(chu)口高于(yu)分離器(qi)的底部(bu)，使氣體(ti)不易通(tong)過液體(tǐ)墊而進(jin)人到液(ye)體管道(dao)中。

1.2氣水分(fèn)離效果(guǒ)
　　爲了驗(yan)證氣體(ti)的分離(lí)效果，分(fèn)别對純(chún)水和氣(qì)水兩種(zhong)情況進(jin)行了測(cè)量。通過(guò)質量流(liu)量計測(cè)量流量(liang)，在純水(shuǐ)時質量(liàng)流🍉量測(ce)量出的(de)水的密(mì)度爲0.979g/ml。對(duì)氣水兩(liang)相流試(shì)驗時，将(jiang)圖1所示(shi)🐆測量系(xì)統接人(ren)到圖2所(suǒ)示的試(shì)驗流程(cheng)中，試驗(yàn)時，考慮(lǜ)到氣體(tǐ)相對于(yu)水的流(liu)量⭐越大(dà)，氣液分(fen)離難度(dù)也越大(dà)，也更難(nan)保證測(ce)量精度(du)。爲了加(jia)嚴考核(he)，試驗時(shí)采用的(de)水流量(liang)爲5.7lm'/d，加人(ren)的氣體(tǐ)體積流(liú)量爲水(shuǐ)的90%，質量(liàng)流量計(ji)輸出的(de)質量流(liú)量、體積(jī)流量、質(zhi)量、體積(ji)✨、密度，見(jiàn)表1。表I中(zhong)密度誤(wu)差是指(zhǐ)加氣前(qian)後流量(liang)計所測(cè)密度的(de)相對誤(wu)差。
對表(biao)1給出的(de)試驗結(jie)果分析(xi)如下:

1)加(jia)氣後，質(zhì)量流量(liàng)計給出(chu)的流量(liang)是不恒(héng)定的，其(qí)中質量(liàng)流量的(de)最大值(zhi)是最小(xiao)值的2.7倍(bèi)，說明在(zài)含氣率(lǜ)較高的(de)情🈲況下(xia)，流體的(de)流量是(shì)不穩定(ding)的。流量(liang)時大㊙️時(shi)小，類🍉似(sì)于泡狀(zhuàng)流，這與(yu)純水情(qíng)況下的(de)穩定流(liú)量🙇🏻有着(zhe)明顯的(de)差異。這(zhè)種差異(yì)體現了(le)高含氣(qi)率的特(tè)征，也充(chong)分說明(ming)了氣體(tǐ)與液體(ti)是不可(kě)能完全(quan)均勻🔞地(dì)混合到(dao)一起的(de)。
2)在含氣(qi)率爲90%的(de)情況下(xia)，相對于(yu)純水情(qíng)況而言(yán)，流體密(mi)度🧑🏽‍🤝‍🧑🏻的平(ping)均✏️測量(liàng)誤差爲(wèi)1.01%。這說明(míng)即使在(zai)氣體流(liú)量很大(dà)情況下(xia)，分離系(xi)統仍然(ran)是比較(jiao)好的，存(cún)在誤差(chà)的原因(yīn)🏃認爲是(shi)水中有(yǒu)一定的(de)溶解度(dù)引起的(de)，但這種(zhǒng)溶解度(dù)對測量(liàng)結影響(xiang)不大。
2油(you)水混合(hé)流體中(zhong)相比例(li)測量
　　将(jiang)水和購(gou)置的機(jī)械白油(you)分别經(jing)電子秤(chèng)稱量後(hou)，注人到(dao)試驗系(xi)統的攪(jiǎo)拌罐内(nei)，其中含(hán)水率爲(wei)60%，含油率(lǜ)爲40%。在攪(jiǎo)拌均勻(yun)的情㊙️況(kuang)下，啓動(dong)流體泵(beng)及測量(liang)系統進(jìn)行試驗(yàn),其中🌈泵(beng)的排量(liàng)爲4.8m/d。由于(yu)這種✌️試(shì)驗不含(han)氣體，流(liu)體的流(liú)動非常(chang)穩定，多(duo)次試驗(yan)結果的(de)一緻性(xing)也很好(hǎo)，表2給出(chū)了一組(zǔ)典型的(de)試驗結(jie)果。

對表(biao)2所示試(shì)驗結果(guǒ)分析如(ru)下:
1)表2中(zhōng)給出的(de)流速是(shì)穩定的(de)，且混合(he)密度也(yě)是均勻(yun)的，這☔一(yi)現象體(tǐ)現了流(liu)體中不(bu)含氣體(ti)時流體(ti)流動的(de)穩定性(xing)，同時也(yě)說明油(yóu)水兩相(xiàng)流經過(guò)合理地(di)攪拌後(hòu)，混合是(shì)均勻的(de)。
2)雖然瞬(shùn)時含水(shui)率有一(yī)定誤差(cha)，但-段時(shi)間内的(de)平均含(han)水率爲(wèi)🙇‍♀️60.17%，與🔴60%的實(shí)際含水(shui)率非常(chang)接近。瞬(shun)時值波(bo)動的原(yuán)因認爲(wei)是油包(bao)水造成(cheng)的局部(bù)混合不(bú)均勻所(suo)緻。
3油氣(qì)水三相(xiàng)流的測(ce)量
　　前述(shù)油水混(hùn)合液體(tǐ)試驗的(de)結果表(biǎo)明，如果(guǒ)氣液分(fen)離效果(guǒ)較好✊，即(jí)氣體能(neng)夠被充(chōng)分分離(lí)，采用質(zhi)量流量(liàng)計測量(liàng)含水率(lü)或含油(yóu)🌈率是可(ke)行的。爲(wei)此開展(zhǎn)了油氣(qì)水三相(xiàng)流的試(shì)驗，結果(guo)見表3。表(biǎo)3中彙總(zǒng)了加氣(qi)與不加(jia)氣的測(cè)量結果(guo)，以形成(chéng)對比。試(shi)驗用液(ye)體的😘體(tǐ)積仍然(rán)是✂️含水(shuǐ)率60%，含油(yóu)率40%，加入(ru)的氣體(ti)是液體(ti)體積流(liú)量的90%。

　　表(biǎo)3中所述(shù)标定結(jie)果是指(zhǐ):對圖1所(suǒ)示測量(liàng)系統測(ce)量後的(de)流體，由(you)♊電子稱(chēng)和計量(liàng)管分别(bie)計量質(zhì)量和體(tǐ)積而得(de)到的結(jié)🌈果。由✂️于(yu)電子稱(cheng)的分辦(bàn)率爲10g，,計(jì)量管的(de)橫截面(mian)積較小(xiao)，由讀取(qu)液面高(gao)度得出(chū)的體積(jī)誤差也(ye)很小，所(suo)以認爲(wei)這種标(biao)定結果(guo)是比較(jiao)準确的(de)♌。由表3可(ke)知，不加(jiā)氣時，就(jiù)質量和(hé)體積而(ér)👉言，标定(ding)的結果(guo)與質量(liang)流量計(jì)的結果(guǒ)非常接(jiē)近，進一(yi)步證實(shí)了标定(dìng)結果是(shi)準确的(de)。
加氣前(qián)後，質量(liàng)流量計(jì)測量到(dao)的質量(liang)分别爲(wèi):46.005kg和46.363kg;體積(ji)分别爲(wei)49.116L和50.262L,質量(liàng)和體積(jī)的相對(duì)誤差爲(wei):0.52%和0.67%，這說(shuo)明💃🏻不論(lun)加氣與(yǔ)否⭕，質量(liàng)流量計(ji)測量的(de)體積和(he)質量與(yu)标定結(jié)⚽果是基(ji)👄本相同(tong)的。但含(hán)油率則(zé)由加氣(qì)前的39.2%變(bian)爲加氣(qì)後的49.4%，與(yǔ)40%的👈實際(jì)含油✨率(lü)産生了(le)很大的(de)誤差。需(xū)要說明(míng)的是:表(biǎo)3所述🧑🏽‍🤝‍🧑🏻加(jia)氣後的(de)體🧡積是(shi)對取樣(yang)流體靜(jìng)置一.段(duàn)時間後(hòu)計量的(de)，靜置的(de)原因是(shi)🐇流體中(zhong)有大量(liàng)⭐的溶解(jie)氣，目測(cè)🍓就可到(dào)氣池逸(yi)出。靜置(zhi)後溶解(jiě)氣将逐(zhú)步逸出(chu)，假定質(zhi)量流量(liang)計的計(ji)量結果(guǒ)是準确(que)的，則逸(yi)出的氣(qi)體爲:
氣(qi)體逸出(chu)量=流量(liang)計體積(jī)-取樣體(tǐ)積=50.26-48.15=2.11(L)。
　　事實(shi)上，在常(cháng)溫常壓(yā)下，白油(you)對氣體(tǐ)的體積(ji)溶解度(dù)可達5.6%，上(shang)述體積(ji)的變化(huà)量在溶(róng)解度範(fan)圍内并(bìng)小于🏃🏻理(lǐ)論上的(de)溶解度(dù)。這就說(shuo)明:溶解(jiě)氣的存(cun)在并不(bú)會引起(qi)休積的(de)明顯變(biàn)化，但會(hui)對相含(han)率産生(sheng)很大的(de)㊙️誤差。由(you)第二次(cì)加氣後(hou)的結果(guǒ)再次說(shuo)明了相(xiàng)同的現(xiàn)象，但得(de)到的含(han)油率誤(wù)差更大(da)，其原因(yīn)是靜置(zhi)時間相(xiàng)對較短(duan)，氣體逸(yì)出量更(geng)少。
4溶解(jie)氣引起(qi)相含率(lǜ)誤差的(de)驗證
　　由(you)取出的(de)樣品計(ji)算相含(hán)率時，可(kě)認爲樣(yàng)品中的(de)大部分(fèn)氣體已(yǐ)經逸出(chū)。設油水(shui)兩相流(liu)中體積(jī)、質量、相(xiang)含率💚分(fèn)别爲V、m、x，并(bìng)用下🌈标(biāo)0和W分别(bié)表示油(you)和水，不(bu)帶下标(biāo)的V和m分(fen)别表示(shì)總體積(jī)和總質(zhì)量，則有(yǒu):


　　上述計(ji)算結果(guǒ)與流量(liang)計的測(cè)量結果(guǒ)符合地(dì)很好，通(tōng)過以_上(shang)🔞計算可(kě)知，在加(jia)氣與不(bu)加氣的(de)情況下(xià)，雖然混(hùn)合密度(dù)相差僅(jǐn)0.014kg/L，但是含(hán)油率卻(que)相差10.5%。由(you)此可見(jian)，少量的(de)溶解氣(qi)對含油(you)率的測(ce)量産生(sheng)很大的(de)誤差。如(ru)果以标(biao)定的混(hùn)合密度(du)計算，則(zé)含油率(lü)相差3.5%，其(qi)原因是(shì)因爲取(qu)🈲樣并靜(jing)置後已(yi)有氣體(tǐ)逸出。
5結(jié)束語
1)質(zhì)量流量(liàng)計對油(you)水兩相(xiang)流的相(xiang)比例測(ce)量有很(hěn)高的精(jīng)度,
2)多級(ji)旋流式(shi)分離器(qì)對氣體(tǐ)有很好(hao)的分離(li)效果，但(dan)無法消(xiāo)除油中(zhōng)的溶解(jiě)氣。
3)氣體(tǐ)分離後(hòu)，溶解在(zài)油品中(zhong)的氣體(ti)即使很(hen)少，采用(yong)質量🌂流(liú)量測量(liang)到的相(xiàng)比例仍(reng)然會産(chǎn)生很大(da)的誤差(cha)。

以上内(nèi)容源于(yu)網絡，如(rú)有侵權(quán)聯系即(jí)删除!