摘要:在國内某海(hǎi)域油氣構造評價(jià)延長測試項目中(zhong),首次🐉采用γ源多相(xiang)流量計 進行單井(jǐng)計量。爲了有效提(tí)高在延長測試中(zhōng)流量計的測量精(jing)💔度,研究了γ源多相(xiàng)流量計的計量原(yuán)理,分析了影響多(duō)相計量精度的相(xiàng)關因素。通過實際(ji)應用過🌈程試驗⁉️,對(dui)比、分♻️析并找出對(dui)實際測量影響較(jiao)大的關鍵因素。針(zhēn)對關鍵因素,提出(chū)了可操作的🧡性能(néng)保障措施。實際應(yīng)用結果表明,流♌量(liàng)計測量精⛷️度得到(dao)了顯著提高,滿足(zu)項目測試要求。通(tong)過計算、分析γ源三(sān)🛀🏻相計量技術的應(ying)用關鍵📱因素,實施(shī)有效的🥰性能保證(zhèng)措施,減🥰小了由于(yú)延長測試油藏基(ji)礎數據不确定性(xìng)對測量精度的影(yǐng)響,爲延長測🔞試進(jìn)🌈一一步确認油氣(qì)藏類型及儲量規(guī)模提供了保證📱,也(ye)爲海上類似低滲(shen)油氣藏測試計量(liang)提供了有益的借(jie)❌鑒。
0引言
　　國内某海(hai)域某地質構造主(zhǔ)力氣藏分布在P8a、P8b和(hé)P10三層。爲了落實天(tian)然氣地質儲量、合(hé)理制定開發方案(an)、評💞價開發效果,對(dui)該構造探井進行(háng)延長測試”。由于測(ce)試期間油藏儲⭕量(liang)、溫度🥵、壓力和組分(fèn)存在.不确定性，故(gu)選取測量範圍寬(kuān)、精度高的測試計(jì)量設備。
　　γ源多相流(liú)量計自20世紀90年代(dai)亮相以來,已廣泛(fàn)應用于國☔内外油(you)💃🏻氣田單井計量。與(yǔ)傳統的三相分離(li)器相比，多相流量(liang)計具有結構緊湊(cou)、測量精度高、測量(liang)範圍寬、流型适用(yong)性好、運行可靠性(xìng)高、性價比高等明(míng)顯優勢❓口,可用于(yu)對油氣構造A的延(yan)長測試。爲了準确(què)探明構造油氣藏(cang)類型、儲量和油🧡氣(qi)水含量,需要分析(xī)研究多相流量計(jì)的原理和影響測(cè)量精度的因素,并(bìng)對比分析該構造(zao)流體的組分特點(dian),找出關💃🏻鍵因素,制(zhì)定性能保證措施(shi)。本文以♍國🐕内具有(yǒu)代💜表性的海默科(ke)技标.準🐉型γ源多相(xiàng)流量計爲基礎進(jin)行分析。
1γ源多相流(liú)量計原理
　　γ源多相(xiàng)流量計通過文丘(qiu)裏管測量總流量(liang)、單能γ傳感器測🌏量(liang)含氣率、雙能γ傳感(gan)器測量含水率,然(ran)後通過基本的流(liú)量計算和體積、壓(ya)力溫度(pressurevolumetemperature,PVIT)轉換得到(dao)标況條件🔴下的油(yóu)氣水流⭕量甲。通🤩過(guò)使用流型調整技(ji)✔️術，可進一步保證(zheng)含水率的測試精(jīng)度。
　　多相流量計的(de)主要部件包括文(wen)丘裏管(含 差壓變(biàn)送器 )、單能γ傳感器(qì)、在線取樣器、雙能(neng)γ傳感器、溫度及 壓(ya)力變送器 等功能(néng)部件。關鍵部件功(gōng)能如下。
①文丘裏管(guan)用于測量工況(實(shi)際測試壓力、溫度(du)條件下)條件下油(yóu)相、水相、氣相總流(liu)量。
②γ傳感器用于測(cè)量工況下的相分(fen)率。
③溫度和壓力變(bian)送器等用于工況(kuàng)、标況(1個标準大氣(qì)壓、20℃條😍件下)體🈲積轉(zhuan)換的PVT因子計算。
多(duō)相流量計原理如(ru)圖1所示。
 
2多相流計(jì)量的影響因素.
　　多(duō)相流量計的影響(xiang)因素主要通過計(ji)算過程分析，包括(kuò)含水率測量公式(shi)、含氣率測量公式(shì)、總流量公式，以及(ji)标🐆況下氣、油、水産(chan)出的過程。
　　雙能γ傳(chuán)感器測量含水率(lü)相關公式爲:
 
　　式中(zhōng):λ和η分别爲雙能γ傳(chuan)感器中的截面含(hán)氣率和截面含水(shuǐ)率,均爲待測量;符(fu)号右，上角帶“”的爲(wei)雙能傳感器高能(neng)級有關的量,不帶(dai)“”的爲與低能級有(yǒu)關的☔量或對兩者(zhě)共同的量🌈;N0爲空管(guan)計數率💘;Nx爲在線計(ji)數率;D爲雙能傳感(gǎn)器管道内徑,爲⛹🏻‍♀️固(gu)定值;ρg、:ρo、ρw分别爲工況(kuang)下天然氣、全油、全(quan)水的在🌂線密度;ʋg、ʋo、ʋw分(fèn)别爲天然氣、全🧑🏾‍🤝‍🧑🏼油(you)、全水的質🧡量吸收(shōu)系數。
 
　　式中:C爲流出(chu)系數，與雷諾數相(xiang)關，通過雷諾數與(yu)流出🔞系數的叠代(dai)關系求出;E爲速度(dù)漸進系數,對一個(gè)文丘裏來說，該數(shu)據爲定值;d爲文丘(qiū)裏喉徑;△p爲流體流(liu)經文丘裏時的高(gāo)低壓端壓✔️力差,由(yóu)差壓變送器采集(ji);ρmix爲流體的混合🈚密(mi)度,是各相密度與(yǔ)♈各相相分率乘積(jī)之和。
計算工況各(gè)相流量:
 
　　式中:Qg8、Q08、Qw8分别(bie)爲标況下的氣、油(yóu)、水産量;Bg、Bo、Bw分别爲工(gong)況下氣、油、水體積(jī)🚶‍♀️相對于标況下的(de)體積比。
通過上述(shu)公式可知，影響标(biao)況下氣、油、水測量(liang)精度的因子📱包☀️括(kuò)含水率、含氣率、總(zong)流量及工、标況轉(zhuǎn)換過程的每🐆一個(gè)變量🤩,即各相的工(gōng)況密度、各相的質(zhì)量吸收系數、空管(guan)計數與在線計數(shu)率💚、差壓和PVT因子。在(zài)不同的工況下,各(gè)項因子對結果的(de)影響也不同⚽。
3計量(liang)的關鍵因素
　　爲了(le)進一步确定對本(běn)次測試精度産生(shēng)重大影響📧的關鍵(jiàn)因素,在實際應用(yòng)中,對第2節中分析(xi)的影響因素進行(háng)✔️試驗。首先,結合🈲勘(kan)探樣氣組分參數(shu)和現✔️場測試實際(jì)測量值,确定多相(xiàng)流所屬類别;然後(hòu),在一定範圍内改(gai)變影🏒響因素,并将(jiāng)得到試驗測量數(shu)據與改變前測試(shi)數據進行對比，以(yǐ)确定對測量結果(guo)産生顯著影響的(de)因素。
該地質構造(zao)前期勘探獲得樣(yang)氣的主要組分如(rú)下。
　　CO2占4.17%，CH4占85.448%，C2H8占7.043%,C3H8占2.275%。此外(wai),還有少部分N2、iC4、nC4、iC5、nC5及C6+等(deng)組分。計算得出樣(yàng)品組分平均分子(zǐ)量爲19.225,平均密度爲(wei)0.8013kg/m3,相對密度爲0.6655。
統計(jì)試驗前流量計測(ce)試數據平均值如(rú)下。
　　标況液量爲56.57m3/d;标(biao)況油量爲52.3m3/d;标況水(shuǐ)量爲4.27m3/d;标況氣量爲(wèi)289105.88m3/d;含水率爲6.88%;含氣率(lǜ)爲98.59%;溫度爲47.51℃;壓力爲(wèi)6467.11kPa;差壓爲11.92kPa.
　　結合樣氣(qi)密度,可以計算出(chū)該多相流所屬的(de)類别。一般用🔞洛克(kè)哈特和馬蒂内利(lì)(Lockhart-Martinelli,LM)數值分類。此時該(gai)數值爲⁉️0.056,屬于第二(èr)類濕氣(洛♉克哈特(te)和馬蒂内利值在(zài)0.02和0.3之間)。對第二類(lei)濕氣來說,其主要(yào)目的是獲取氣相(xiàng)。但爲了準确地計(jì)量氣相,需要較爲(wèi)準确的液量數據(jù),同時也要通過含(hán)水值來提高氣📐相(xiàng)測量精度👈。
　　爲了評(ping)估影響計量的關(guan)鍵因素,将第2節中(zhong)分析得出的影響(xiang)🔞因子變化0.1%~0.5%,計算各(gè)影響因子對最終(zhong)結果的影🏃‍♂️響,其結(jié)果如表🎯1所示👄。
 
　　由表(biǎo)1可以看出,在同比(bǐ)例的波動中,對測(ce)試結果影響最大(dà)的✂️是⭕空管計數率(lǜ)和在線計數率,其(qi)次爲差壓零點漂(piāo)移和壓縮因子變(bian)化,其他各因子變(bian)化對測試結😄果影(yǐng)響均較小。
　　空管計(jì)數率與在線計數(shu)率都屬于γ射線在(zài)不同狀态下的測(cè)🈲試數據,因此隻需(xu)要監測空管計數(shu)率即可。壓縮因子(zǐ)由氣體組分決定(dìng)”,因此監測壓縮因(yīn)子即監測氣體組(zǔ)分變化。
4性能保障(zhàng)措施
　　通過上述的(de)計算分析,确定了(le)影響計量精度的(de)關🧑🏾‍🤝‍🧑🏼鍵因⭕素。爲保障(zhàng)流量計準确、穩定(dìng)運行,對流量計現(xiàn)場操作和運維提(ti)出并實施了如下(xià)針對性的性能保(bǎo)障措施。
①定期隔離(lí)排空核實空管計(jì)數率,每兩個月到(dào)三個月進行一🌈次(ci)空管标定。
②隔離排(pái)空時觀察差壓零(líng)點,如果絕對值超(chāo)出0.3kPa,即需要切🔞零。
③定(dìng)期進行氣體組分(fèn)分析,化驗密度與(yu)組分。推薦半年進(jin)行一次，以确保壓(yā)縮因子的準确性(xing)國]。
④定期取樣化驗(yan)含水率,側面驗證(zhèng)測試含水率的有(yǒu)✊效性。
　　上述措施的(de)實施,可以确保γ源(yuán)多相流量計達到(dao)如表2所示流量測(ce)量的精度要求。
 
5結(jié)束語
　　分析分相率(lǜ)和最終标況流量(liàng)計算過程可知，影(ying)響多相計量的因(yin)素主要包括各相(xiàng)的工況密度、各相(xiàng)✍️的質量吸收系數(shù)、空管計數與在線(xiàn)計數率等。在延長(zhǎng)測試應用中進行(háng)試驗。對比分析表(biao)明,影響計量的關(guan)鍵因🌏素爲空管計(ji)數率、在線計數率(lǜ)、差壓零點漂移和(he)壓縮因子變化。針(zhēn)對關鍵因素,提出(chū)并應用💋四項性能(néng)優化措施,确保了(le)γ源多相流量計在(zai)延長測試中的測(ce)量精度,減小了由(yóu)于延長測試油藏(cang)基💋礎數據不确定(ding)性對測量精度的(de)影響,爲海上類低(dī)💰滲油氣藏測試計(ji)量提供了有益的(de)借鑒。

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