摘要：傳統多相(xiàng)流量計 計量精(jīng)度低、放射源存(cún)在安全隐患且(qie)工藝複雜、費用(yòng)高。豁免源多相(xiang)流量計利用文(wen)丘裏原理測量(liàng)多📐相流的總流(liú)量,利用豁免源(yuan)伽馬傳感器放(fàng)射性吸收技術(shu)💜測量多✔️相流的(de)相分率🚶‍♀️,根據總(zong)👌流量和相分率(lǜ)的計算,得到油(yóu)流量、水流量和(he)氣流量。經灘淺(qian)海某平台多井(jǐng)合采混輸單井(jǐng)計量實例應用(yòng)表明,與傳統的(de)計量💯相比,豁免(miǎn)源多相☔流量計(jì)測量精度高💃🏻、作(zuo)業安全、經濟效(xiao)益好。該設備減(jiǎn)少了複雜配置(zhi),工藝簡潔,無污(wu)染,具有㊙️一定推(tui)廣價值。
　　在原油(you)開采過程中,爲(wèi)了掌握油藏動(dong)态和油井産量(liang)🏒,确定産量🔱和油(you)田開采時間,需(xū)要經常監視單(dān)井動态産量,通(tōng)過對單口油井(jǐng)的産出油、氣、水(shui)體積流量進行(hang)計量,優化生産(chǎn)參數,提✏️高采收(shōu)率[1-5]常規的多井(jing)合采混🐕輸單井(jǐng)計量需要多個(ge)分離器進行氣(qi)液分離計量,之(zhi)後通過儀器儀(yí)表和計量罐進(jin)行計量,得出各(gè)相所🈲占的比率(lǜ)。受海上采油平(ping)台空間及開采(cǎi)成本的限制,應(ying)減少計量設備(bèi),提高設備利用(yòng)率。
　　多相流測量(liàng)技術和設備在(zài)石油工業中實(shi)現無須相分離(lí)⭕的㊙️原油、水和天(tiān)然氣産量的計(ji)量。劉平等[6]在㊙️國(guó)内某海域油氣(qì)構造評價延長(zhǎng)測試項目中，爲(wèi)了有效提高在(zài)延🐆長測試中流(liú)量計的測量精(jing)度,研究了γ源多(duō)相流量計的計(jì)量原理,分析了(le)影響多相計🥰量(liàng)精度的相關因(yin)素。首次采用γ源(yuan)多相流量計進(jìn)行🐅單井計量。陳(chén)豔[7]通過介紹分(fen)離計量方案和(he)多相不💘分離計(jì)量方案過程、測(cè)量原理和應用(yòng)情況,對二者優(you)缺點進行比較(jiào)。豁免源多相流(liú)量計是利用文(wén)丘裏原理測量(liang)多相流的總流(liú)量，利用豁免源(yuan)伽馬傳感器放(fang)射性吸收.技術(shu)的技術原理測(cè)量⚽多相流的🌈相(xiang)分率。然後根據(jù)總流量和相分(fèn)率,通過--系列的(de)計算,即🐉可得到(dao)油流量.水流量(liang)和氣流量。它即(jí)解決海洋平台(tai)空間狹小環境(jìng)惡劣計量不連(lian)💃續成本高等問(wèn)題,又避免了放(fàng)射源使用帶來(lai)的施工風險,具(jù)有體積小,工藝(yì)簡潔,測量範圍(wei)廣,計量精度高(gāo),無污染等優點(diǎn),具有一定的推(tui)廣應用價值。
1豁(huō)免源多相流量(liang)計
　　豁免源多相(xiang)流量計結構、工(gong)作原理及主要(yao)技術參數如🚩下(xia)。
1.1結構
　　豁免源多(duō)相流量計由文(wén)丘裏管、單能伽(gā)瑪傳感器、油氣(qì)👌水三☀️相含水儀(yi)、雙能伽瑪傳感(gǎn)器數據采集和(hé)處理單元、輔助(zhù)性測量儀表及(ji)控制裝置等組(zu)成，結構圖見⛹🏻‍♀️圖(tú)1。
 
(1)豁(huō)免源多相流量(liang)計利用文丘裏(lǐ)管及單能伽瑪(mǎ)傳感器,完💞成多(duo)相流氣、液兩相(xiàng)流量的實時測(cè)量。
(2)豁免源多相(xiang)流量計利用油(you)、氣、水三相含水(shui)儀流型🏃調整裝(zhuāng)置及雙能伽瑪(ma)傳感器,測量油(you)、氣、水三相狀🔴态(tài)标态下油水混(hun)合液的相分率(lǜ)。
(3)豁免源多相流(liu)量計利用數據(ju)采集和處理單(dan)元,對單能伽瑪(ma)傳感器、雙能伽(gā)瑪傳感器及儀(yí)表的信号采集(ji)、處理,利用多相(xiàng)流動🌈模型計算(suan)各相率下的含(han)㊙️量,最終将測量(liang)結果輸🥵出到中(zhong)控或數據傳給(gei)業主💋。
(4)豁免源多(duo)相流量計系統(tǒng)還包括--部分輔(fǔ)助.性測量儀🏃‍♀️表(biao)及控制👌裝置,用(yòng)于流量計的操(cao)作和控制。
(5)豁免(miǎn)源多相流量計(ji)根據産量的高(gao)低,設置不同尺(chǐ)寸的測❓量管徑(jing)開關閥,便于實(shí)時調節,确保計(ji)量正确。
1.2工作原(yuan)理
　　豁免源多相(xiang)流量計利用文(wen)丘裏流量計測(cè)量多相流在工(gōng)況條件下的總(zong)流量,利用伽馬(ma)傳感器射線吸(xī)收技術測量🆚多(duō)相流的相分率(lǜ),即管道中多相(xiang)流🌂氣體的體積(ji)分額一含氣率(lǜ)(GVF).液相中水的體(tǐ)積分額一舍水(shuǐ)率(WC)。根據總流量(liàng)和相分率，通過(guò)多相流模型計(ji)算,可得到油流(liu)量、水流量和氣(qì)流量。
　　文丘裏流(liu)量計是利用文(wén)丘裏效應“"]，它的(de)主體.是一🌂節中(zhong)部縮㊙️頸(喉部)的(de)測量管段(文丘(qiu)裏管),當流體流(liu)經文丘裏管時(shí)🌈,在它🥰的入口與(yǔ)喉部之間會産(chǎn)生一個壓差(△p)。流(liu)體的♊總流量(q)與(yǔ)壓差😍的平方根(gēn)成正比:q~√△p/ρ;(ρ是流體(ti)的混合密度)。當(dāng)文丘裏管的尺(chi)寸和加工工藝(yì)符合一定的标(biāo)準時,即可确定(dìng).上式中比例常(chang)數，即📐測得流經(jing)文丘裏管流體(tǐ)的總流量。
　　伽瑪(mǎ)傳感器用來測(ce)量氣和液的相(xiang)分率以及液相(xiàng)㊙️的含水率。伽馬(ma)射線是放射性(xìng)同位素發射的(de)一種電磁輻射(she),它有❌很強的穿(chuan)透介質的能力(lì)。當一束從放射(shè)源發射的伽馬(ma)射線穿過介質(zhì)時,它的強度将(jiang)因介質的吸收(shōu)作用而減弱。不(bu)同的介質對伽(gā)馬射線的吸收(shou)能力也不同,它(ta)主要與介質的(de)化學組成和密(mì)度有關。對能量(liang)較低的伽馬射(she)線而言,水的吸(xī)🔴收大于油的吸(xi)收。對低壓下的(de)天然氣，它對伽(ga)馬射線的吸收(shōu)可以忽略💁。在伽(ga)馬傳感器中，用(yòng)一種被稱🙇‍♀️爲Na(TI)閃(shǎn)爍探測器的探(tàn)頭來測量伽馬(mǎ)射線的強度。這(zhè)種探頭輸出一(yī)連串的電脈沖(chong),在單位時間内(nei)的脈沖計數即(jí)代表被測量的(de)伽馬射線的強(qiáng)度。
　　當一束伽馬(ma)射線穿過氣液(ye)兩相混合介質(zhì)時,它的強♊度衰(shuai)減與氣和液的(de)相對比分有關(guān)。如果已知伽馬(ma)束的初始強度(du),測量它穿過一(yi)定厚度的介質(zhì)後的強度，即可(ke)确定氣和液的(de)相🚩分率。但在這(zhe)種情況👈下,液相(xiang)必須爲單--介📱質(zhì),或組份不變或(huò)已知的二元介(jie)質。這就是單能(neng)伽馬傳🍓感器測(cè)量含🔞氣率的原(yuán)理☀️。
　　當被測量介(jiè)質是相對比分(fen)未知的油、氣、水(shui)的混合物時，用(yong)一種能量的--束(shù)伽馬射線既不(bu)能确定含氣率(lü)也不能确定含(han)水率。這時,需要(yao)增加能量不同(tong)的另--東伽🐆馬射(she)線,這就是👈雙能(neng)伽馬傳感器[21]同(tong)時測量兩束伽(ga)馬射線的強💋度(dù),即可确定油、氣(qi)、水的混合介質(zhì)的含水率和含(hán)氣率。
　　使用豁免(miǎn)源伽瑪傳感器(qi)測量相分率有(yǒu)如下技術優👣勢(shì)👨‍❤️‍👨:①不受乳化液相(xiàng)互轉化的影響(xiang);②可測量全範圍(wei)相分率;③操作方(fāng)🙇‍♀️便,計量精度高(gāo);④不受液中含氣(qì)的影🌈響。
1.3主要技(ji)術參數
(1)測量範(fan)圍
　　豁免源多相(xiang)流量計測量範(fan)圍分布如圖2所(suǒ)示,即含水率測(cè)量範圍:0~100%;含氣率(lü)測量範圍:0~100%;流量(liang)測量範圍:0~3000m³/d;氣量(liàng)測量範圍:0~30x104m³/d。.
 
(2)測量精度
　　豁(huo)免源多相流量(liang)計測量精度在(zai)全量程體積含(han).氣率‼️(GVF)0~100%狀‼️态下,總(zong)液量測量精度(dù)達到5%以内,氣體(tǐ)流量測量精度(du)10%以内,含水率測(ce)量🤟精度達到2%以(yi)内，其中氣液均(jun)爲相對誤差,含(han)水率爲絕對誤(wù)差,全🤩量程GVF範圍(wéi)内實現各單相(xiàng)流量計及含水(shui)率♈實時計量，進(jìn)行産量連續監(jiān)測
(3)基本設計參(cān)數
　　豁免源多相(xiàng)流量計設計口(kou)徑76mm,測量管線滿(man)足大尺寸🍓和小(xiao)尺寸✍️兩種方案(an),分别爲76mm、38mm,操作壓(yā)力500~6000kPa,操作溫度🙇🏻30~90℃,整(zhěng)橇☂️設計㊙️壽命20年(nián),可在油🏃🏻‍♂️田生命(mìng)周期内的實現(xiàn)持續應用。采用(yong)兩路220VAC供電,一路(lù)爲電伴熱供電(diàn),另一路爲橇内(nei)儀表供電;核心(xīn)部件均采用SS316不(bú)鏽鋼制造,其中(zhong)含水率和含氣(qì)率的測量部件(jiàn)爲伽馬傳感器(qi)，使用Ba133豁免源,其(qí)輻射洩露等同(tong)于本底水平,采(cǎi)用CH133探頭,滿足海(hǎi)上高濕高鹽霧(wu)環😍境下的防護(hu)。
2現場應用
　　豁免(miǎn)源多相流量計(ji)在大港埕海XX油(yóu)田區塊8口井合(hé)采💜混輸單井計(jì)量得到成功應(yīng)用,合采混輸單(dān)井計量産量見(jiàn)表1,單井産🤩量最(zui)高産液量388.98m³/d,最高(gāo)産氣量74495m³/d;總液量(liàng)誤差值小于5%,氣(qì)體流量誤🙇🏻差值(zhi)小于7%,含水率小(xiao)于2%,達到了計量(liang)作業要求。
 
3結論(lun)
(1)使用豁免源多(duō)相流量計在多(duo)井合采混輸單(dan)井計量有足夠(gou)的精度,可以實(shi)現實時、連續測(ce)量,基本上可以(yi)做到無人值守(shou)等特點使其可(kě)以代替部分三(san)⭕相分離器,具有(yǒu)一定的推廣價(jia)值。
(2)豁免源多相(xiang)流量計可以實(shí)現在線測量多(duō)相流的總流量(liàng)和單相相分率(lǜ),方便計算各相(xiang)流體的流量🌈,可(kě)及時監測油井(jǐng)井況，提高計量(liang)的及時性和正(zheng)确率,通過産量(liàng)變化進行有效(xiao)把握,爲油田動(dòng)态管理提供可(kě)靠的數據支持(chi),現場生産穩定(dìng)運行。
(3)豁免源多(duo)相流量計安裝(zhuang)工藝簡單,結構(gou)緊湊,解決了海(hǎi)😄洋平台空間狹(xia)小、環境惡劣、成(chéng)本高等問題,具(jù)有一🤟定的👅經濟(ji)效益和社會效(xiào)益。

本文來源于(yú)網絡,如有侵權(quán)聯系即删除！