油氣水多相流量計的測試、標(biāo)定探討及應(yīng)用
發(fā)布時間：2023-08-07 22:16:05來源：hseauto.cn來源：..
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油田在進(jìn)行油氣田開采的過程中，從井下開采出來的原油、半生天然氣和水在管道運輸?shù)倪^程中逐漸形成了一種在相態(tài)以及流動性能上比較復(fù)雜且相態(tài)和流動性變化較快的多相流。多相流在形態(tài)和物性上具有較大的隨機性。利用隨機函數(shù)對多相流的隨機變量進(jìn)行計算后可以得出，對于油氣水多相流的體積測量完全可以通過對油氣水多相流的流速以及在流量截面上的含水氣率等參數(shù)的實施檢測就可以實現(xiàn)。但是在實際的油田開采作業(yè)過程中對于油氣水多相流的測試、標(biāo)定還是存在很多的困難。因此應(yīng)該加強對多相流量計的開發(fā)和應(yīng)用。
1 多相流量計的測試、標(biāo)定技術(shù)
1.1 多相流量計的測試
由于油氣水多相流的流動形態(tài)非常復(fù)雜多變，因此在多相流的體積分布上也隨著多相流的流行變化而不斷變化，油氣水三種相態(tài)之間在流動的過程中存在著相對的運動，產(chǎn)生不同的相對速度，因此在進(jìn)行油氣水多相流的測量時，必須對油氣水三相各自的相分率以及分相速度進(jìn)行測試。而相分率的表征主要是通過相分率產(chǎn)量來進(jìn)行的，這個產(chǎn)量在實際的測試過程中處在很多難點。目前針對相分率產(chǎn)量的測試技術(shù)主要有電學(xué)法、射線吸收法以及微波衰減法等幾種。利用不同相態(tài)的電導(dǎo)率以及介電常數(shù)等特性的差異來測量油氣水多相流的氣液相分率的方法就是電學(xué)法。射線吸收法主要是利用射線在穿過多相流的時候，不同的相態(tài)對于射線吸收程度不同，而且不同密度的多相流對于射線的吸收程度也不相同，這樣就可以對多相流的密度以及分相率進(jìn)行測試。微波衰減法主要是利用某一頻率的微波在經(jīng)過不同含水體積分?jǐn)?shù)的相態(tài)時產(chǎn)生的衰減程度不同，通過衰減度跟含水體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系進(jìn)行計算就可以得出多相流個相態(tài)的含水體積分?jǐn)?shù)。油氣水多相流的流量測試可以細(xì)分為均相流測試法和分相流測試法兩種。均相流測試法是在進(jìn)行測試前將油氣水多相流經(jīng)過混合器等裝置進(jìn)行均勻的混合后就可以按照單向流的性質(zhì)進(jìn)行流量的測試。由于經(jīng)過均勻混合后，油氣水多相混合物在相態(tài)上非常接近與單向流。因此完全可以按照節(jié)流閥、容器發(fā)等單向流流量測試的方法對油氣水多相流的均相混合進(jìn)行流量測試。
1.2 多相流量計的標(biāo)定
在多相流量計完成研發(fā)生產(chǎn)準(zhǔn)備進(jìn)入市場進(jìn)行商用前，要對多相流量計進(jìn)行綜合性能的測試和評價，對多相流量計的精度進(jìn)行標(biāo)定。而在多相流量計進(jìn)入市場后，在實際的使用過程中也要不定期的對多相流量計進(jìn)行檢定。目前國外很過國家在多相流量計的測試以及計量裝置上投入了大量的資金來對多相流測試標(biāo)定技術(shù)進(jìn)行理論實驗研究。國內(nèi)在多相流量計的測試以及計量裝置上的投入較小，建立的裝置規(guī)模也較小。目前國際上唯一一個在多相流量計的標(biāo)定裝置上具有較高知名度跟權(quán)威性的企業(yè)就是英國國家工程實驗室在上世紀(jì)90年代建造的油氣水三相流量計測試和標(biāo)定裝置。該裝置在測量范圍以及精度上都具有良好的表現(xiàn)，而且設(shè)備的功能也比較齊全，完全能夠?qū)崿F(xiàn)油氣水多相流流量計的綜合性能測試和標(biāo)定工作。
2 多相流量計的應(yīng)用
油氣水多相流量計在實際的使用過程中可以被細(xì)分為直接在線流量計和取樣流量計兩種。對輸送管道內(nèi)的多線混合物進(jìn)行體積流量和體積密度的測試時就要是用取樣流量計。取樣流量計的另以中應(yīng)用是從油氣水輸送主管道上對多相流進(jìn)行取樣，然后通過分離器將其分離成氣、液兩相，再通過伽馬密度儀對油氣水三相各自的密度進(jìn)行測量。與取樣流量計不同的是，直接在線計量利用的直接利用多相混合物內(nèi)在的流體性質(zhì)進(jìn)行測量就可以獲得混合物中各個相態(tài)的流量。這樣在整個測量過程中，不會出現(xiàn)任何測量設(shè)備對流體進(jìn)行干擾，而且對與出油管線也不許要進(jìn)行大量的改造。多相流量計在實際的使用過程由于技術(shù)上的限制存在以下一些問題：①在使用多相流量計對油氣水多相混合物進(jìn)行測量時，往往需要經(jīng)過多次的、大量的測試后，將獲得的多組數(shù)據(jù)將進(jìn)行計算才能夠得出油氣水多相混合物中各個相態(tài)的流量，這樣實際計算出的多相混合物的流量精度就會存在較大的誤差。目前市場上使用的大部分多相流量計的誤差都在±10%；②目前多相流量計的使用都要在充分掌握流行的特性后才能很好的發(fā)揮測量作用；③目前市場上的多相流量計的含氣率水使用度較低，一般都要求含氣率在1.9-1.0內(nèi)；④多相流采用的微波輻射的技術(shù)都具有輻射性，對人體有一定的傷害；⑤目前市場上的多相流量計的標(biāo)定設(shè)備不能夠完成對流速測量的很好標(biāo)定。
綜上所述，油氣水多相流量計在油田的生產(chǎn)開采作業(yè)過程中起到了十分重要的作用，雖然隨著石油企業(yè)的發(fā)展，我國在多相流量計的應(yīng)用上取得了不小的成果，但是目前多相流量計還是存在誤差大，使用限制比較諸多的缺點。因此，應(yīng)該加強對多相流量計的研發(fā)和設(shè)備投資，這樣才能開發(fā)出更加先進(jìn)的多相流量計。
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