摘要：傳(chuán)統多相(xiàng)流量計(ji) 計量精(jing)度低、放(fàng)射源存(cun)在安全(quán)隐患且(qie)工藝複(fu)雜、費用(yòng)高。豁✊免(miǎn)源㊙️多相(xiàng)流量計(jì)利用文(wén)丘裏原(yuán)理測量(liàng)多🔴相流(liu)的總💃🏻流(liú)量,利用(yòng)豁免源(yuan)伽馬傳(chuán)感器放(fàng)射性吸(xi)🧡收技術(shu)測量多(duo)相流的(de)🐕相分率(lü),根據總(zǒng)流量和(he)相分率(lü)的計算(suàn),得到油(you)流量、水(shui)流量和(hé)氣流量(liàng)。經灘淺(qian)海某平(píng)台多井(jǐng)合采混(hun)輸單井(jǐng)計量實(shi)例應用(yong)表明,與(yǔ)傳統的(de)計量相(xiàng)💋比,豁免(miǎn)源多相(xiang)🈚流量計(jì)測量精(jīng)度高、作(zuo)業安全(quan)、經濟效(xiào)益好。該(gāi)設備減(jiǎn)少了複(fu)雜配置(zhi),工❓藝簡(jiǎn)潔,無污(wū)染,具有(yǒu)一定推(tuī)廣價值(zhí)。
　　在原油(you)開采過(guò)程中,爲(wèi)了掌握(wò)油藏動(dòng)态和油(you)井産量(liang)🆚,确定産(chan)量和油(yóu)田開采(cai)時間,需(xū)要經常(chang)監視單(dan)井動态(tai)産量,通(tong)過對單(dān)👣口油井(jǐng)的産出(chū)油、氣、水(shuǐ)體積流(liu)♻️量進行(háng)計量,優(yōu)化生産(chan)參數,提(ti)高采收(shou)率[1-5]常規(guī)的多🌈井(jǐng)合采混(hùn)輸單井(jǐng)計量需(xū)要多✍️個(ge)分離器(qi)🈲進行氣(qì)液分離(lí)計量,之(zhī)後通過(guò)儀器儀(yi)表和計(jì)量罐進(jìn)行計量(liang)✨,得出各(gè)相所占(zhan)的比率(lü)。受海上(shàng)采油平(ping)台空間(jiān)😘及開采(cai)成本的(de)限制,應(ying)減少計(jì)量設備(bèi),提高設(she)備利用(yong)率👉。
　　多相(xiàng)流測量(liàng)技術和(hé)設備在(zài)石油工(gōng)業中實(shi)現無須(xū)相分離(lí)的原油(you)、水和天(tian)然氣産(chǎn)量的計(ji)量。劉平(píng)等[6]在國(guo)内某海(hai)域油氣(qì)構造評(píng)價延長(zhǎng)測試項(xiàng)目中，爲(wèi)了有效(xiào)提高在(zai)延長測(ce)試中流(liu)量🍓計的(de)測🔆量精(jing)度,研究(jiu)了γ源多(duo)相流量(liang)計的計(ji)量原理(li),分析了(le)影響多(duo)相計量(liang)精度的(de)相關因(yin)素。首次(cì)采用γ源(yuan)多相流(liú)量計進(jin)行💃🏻單井(jǐng)計量。陳(chen)豔[7]通過(guo)介紹分(fen)離計量(liang)方案和(he)多相不(bu)🍓分離計(ji)量方案(àn)過程、測(ce)量原理(lǐ)和應🍉用(yong)情況,對(duì)二者優(yōu)‼️缺點進(jìn)行比較(jiào)。豁免源(yuan)多相流(liú)量計🆚是(shi)💜利用文(wen)丘裏原(yuan)理測㊙️量(liang)多相流(liú)的總流(liú)量，利用(yong)豁免源(yuan)伽💃🏻馬傳(chuán)感器放(fàng)射性吸(xi)收🔴.技術(shu)的技術(shu)原理測(ce)量多相(xiàng)流的相(xiang)分率。然(rán)後根據(jù)總流量(liàng)和相分(fèn)率,通過(guò)--系列的(de)計💃算,即(jí)📞可得到(dao)油流量(liàng).水流🏃🏻量(liang)和🥵氣流(liú)量。它即(ji)解決海(hai)洋平台(tai)空❄️間狹(xiá)小環境(jìng)惡劣計(jì)量不連(lian)💃續成本(ben)高等問(wen)題,又避(bi)免了👅放(fàng)射🧡源使(shǐ)用帶來(lái)的施工(gong)風險,具(ju)🔴有🚶體積(jī)小,工藝(yi)簡潔,測(cè)量範圍(wéi)廣,計量(liang)精度高(gāo),無污染(rǎn)等優點(diǎn),具有一(yi)定的推(tuī)廣應用(yong)價值。
1豁(huo)免源多(duo)相流量(liang)計
　　豁免(miǎn)源多相(xiang)流量計(ji)結構、工(gong)作原理(li)及主要(yào)技術參(can)數如下(xià)。
1.1結構
　　豁(huō)免源多(duō)相流量(liang)計由文(wen)丘裏管(guan)、單能伽(ga)瑪傳感(gǎn)器、油🐅氣(qì)水三相(xiang)含水儀(yi)、雙能伽(gā)瑪傳感(gan)器數據(jù)采集和(hé)處理單(dan)元、輔助(zhù)💘性測量(liàng)儀表及(jí)控制裝(zhuāng)置等組(zǔ)成，結構(gòu)圖見圖(tú)1。
 
(1)豁(huō)免源多(duo)相流量(liang)計利用(yong)文丘裏(li)管及單(dān)能伽瑪(ma)傳感器(qì),完成多(duo)相流氣(qi)、液兩相(xiàng)流量的(de)實時測(ce)量。
(2)豁免(miǎn)源多相(xiang)流量計(ji)利用油(you)、氣、水三(san)相含水(shuǐ)儀流型(xíng)調整裝(zhuāng)置及雙(shuang)能伽瑪(ma)傳感器(qì),測量油(you)、氣、水三(san)相狀态(tài)标态下(xià)油水🤩混(hùn)合👌液的(de)🛀相分率(lǜ)。
(3)豁免源(yuán)多相流(liú)量計利(li)用數據(ju)采集和(he)處理單(dan)元,對單(dān)能伽瑪(ma)傳感器(qi)、雙能伽(ga)瑪傳感(gan)器及儀(yí)表的信(xìn)号采集(ji)、處理🤟,利(li)用多相(xiang)流動模(mo)型計算(suàn)各相率(lü)下的含(hán)🛀🏻量,最終(zhōng)✉️将測量(liàng)結果輸(shu)出到中(zhōng)控或數(shù)據傳給(gěi)業主。
(4)豁(huo)免源多(duō)相流量(liàng)計系統(tǒng)還包括(kuo)--部分輔(fǔ)助.性測(ce)量儀☀️表(biao)及控制(zhi)裝置,用(yòng)于流量(liang)計的操(cāo)作和控(kòng)制。
(5)豁免(miǎn)源多相(xiang)流量計(jì)根據産(chǎn)量的高(gāo)低,設置(zhì)不同尺(chi)😘寸🧡的測(ce)量管徑(jìng)開關閥(fá),便于實(shi)時調節(jiē),确保計(ji)量正♌确(que)。
1.2工作原(yuan)理
　　豁免(miǎn)源多相(xiàng)流量計(jì)利用文(wén)丘裏流(liú)量計測(cè)量多相(xiang)流在工(gōng)☁️況條🌈件(jiàn)下的總(zong)流量,利(lì)用伽馬(mǎ)傳感器(qi)射線吸(xi)收技術(shù)測量多(duō)相流的(de)相分率(lǜ),即管道(dao)中多相(xiàng)流氣體(ti)的體積(jī)分額一(yī)含氣率(lǜ)(GVF).液相中(zhong)水的體(ti)積分額(é)一舍水(shui)率(WC)。根據(jù)總流量(liàng)和相分(fen)率，通過(guò)多相流(liu)模型計(ji)算,可得(de)到⛷️油流(liú)量、水流(liu)☀️量和氣(qì)流量。
　　文(wen)丘裏流(liú)量計是(shì)利用文(wen)丘裏效(xiào)應“"]，它的(de)主體.是(shì)一節中(zhōng)🍓部縮頸(jǐng)(喉部)的(de)測量管(guǎn)段(文丘(qiū)裏管),當(dang)流體流(liu)經文☂️丘(qiu)裏🔴管時(shi),在它的(de)入🐅口與(yu)喉部之(zhi)間會産(chǎn)生一個(gè)壓差(△p)。流(liu)體的🤩總(zong)流量(q)與(yu)壓差的(de)平方🌍根(gēn)成正比(bǐ):q~√△p/ρ;(ρ是流體(tǐ)的混合(he)密度)。當(dang)文丘裏(lǐ)管的尺(chǐ)寸和加(jiā)工工藝(yi)符合一(yī)定的标(biao)準時,即(ji)可确定(ding).上式中(zhōng)比例常(cháng)數，即測(ce)得流經(jing)文丘裏(lǐ)管流體(ti)的總流(liu)量。
　　伽瑪(mǎ)傳感器(qi)用來測(ce)量氣和(he)液的相(xiang)分率以(yǐ)及液相(xiang)的含水(shuǐ)率。伽馬(mǎ)射線是(shì)放射性(xìng)同位素(su)發射的(de)一種電(dian)磁輻射(she),它有很(hěn)強🔆的穿(chuan)透介質(zhì)的能力(li)。當一束(shù)從放射(she)源發射(she)的伽馬(ma)射線穿(chuān)過介質(zhi)時,它的(de)強度将(jiāng)因介質(zhì)的吸收(shōu)作用而(ér)減弱。不(bu)同的介(jiè)質對伽(ga)馬射線(xian)的吸收(shōu)能力也(yě)不同,它(tā)主要與(yǔ)介質的(de)化學組(zu)成和密(mì)度有關(guan)。對👌能量(liàng)較低的(de)伽馬射(shè)線而言(yán),水的吸(xi)收大于(yu)油的吸(xi)收👌。對低(di)壓🌈下的(de)天然氣(qì)，它對伽(ga)馬射線(xiàn)的吸收(shou)可以忽(hu)略✊。在伽(ga)馬傳感(gǎn)器中，用(yong)一種被(bèi)稱爲Na(TI)閃(shǎn)爍探💚測(cè)器的探(tàn)頭來測(cè)量伽馬(mǎ)射線的(de)強度。這(zhe)👣種探頭(tóu)輸出一(yī)連串的(de)電脈沖(chong),在單位(wei)時間内(nèi)的脈沖(chòng)計數即(ji)代☀️表被(bei)測量的(de)伽馬射(she)線的強(qiáng)度。
　　當一(yī)束伽馬(mǎ)射線穿(chuān)過氣液(yè)兩相混(hùn)合介質(zhì)時,它的(de)強度衰(shuāi)減與氣(qì)和液的(de)相對比(bi)分有關(guān)。如果已(yi)知伽馬(ma)束的初(chu)始強度(dù),測量它(tā)穿過一(yī)定厚度(dù)的介質(zhi)後的強(qiang)度，即可(ke)确定氣(qi)和液的(de)相分率(lǜ)。但在這(zhe)種情況(kuàng)✔️下,液相(xiàng)必🔱須爲(wèi)單--介質(zhi),或組份(fèn)不變或(huò)已知的(de)二元⭕介(jie)質。這就(jiu)是單能(neng)伽馬傳(chuán)感器測(cè)量含✂️氣(qì)率的原(yuan)理。
　　當被(bèi)測量介(jiè)質是相(xiang)對比分(fen)未知的(de)油、氣、水(shui)的混合(he)物🈲時，用(yòng)❓一種能(neng)量的--束(shù)伽馬射(shè)線既不(bu)能确定(dìng)含氣✂️率(lü)也🌂不能(neng)确定含(hán)水率。這(zhè)時,需要(yào)增加能(néng)量不同(tong)的另--東(dōng)伽🈚馬射(shè)線✌️,這就(jiu)是雙能(neng)伽馬傳(chuan)感器[21]同(tóng)時測量(liang)兩束伽(ga)馬射線(xiàn)的強🏃‍♂️度(dù),即可确(què)定油、氣(qi)、水的混(hùn)合介質(zhi)的含水(shuǐ)率和含(hán)氣率。
　　使(shi)用豁免(miǎn)源伽瑪(ma)傳感器(qì)測量相(xiàng)分率有(you)如下技(jì)術優勢(shi):①不受乳(rǔ)化液相(xiang)互轉化(huà)的影響(xiang);②可測量(liang)全範圍(wéi)⛱️相分👨‍❤️‍👨率(lǜ);③操🔞作方(fāng)☁️便,計量(liang)精🔱度高(gāo);④不受液(yè)中含氣(qi)的影響(xiang)。
1.3主要技(jì)術參數(shù)
(1)測量範(fàn)圍
　　豁免(miǎn)源多相(xiàng)流量計(jì)測量範(fàn)圍分布(bu)如圖2所(suo)示,即含(hán)🔞水率🛀🏻測(cè)量☂️範圍(wei):0~100%;含氣率(lü)測量範(fàn)圍:0~100%;流量(liang)測量範(fan)圍:0~3000m³/d;氣量(liàng)測量範(fàn)圍:0~30x104m³/d。.
 
(2)測量(liang)精度
　　豁(huō)免源多(duō)相流量(liang)計測量(liàng)精度在(zài)全量程(chéng)體積含(hán).氣率(GVF)0~100%狀(zhuang)态下,總(zǒng)液量測(cè)量精度(dù)達到5%以(yi)内,氣體(tǐ)流量測(cè)⛹🏻‍♀️量精度(du)10%以内,含(hán)水率測(ce)量精度(dù)達到2%以(yǐ)内，其中(zhōng)氣液均(jun)爲相對(dui)誤差,含(hán)水率💚爲(wei)絕對誤(wu)差,全量(liang)程GVF範圍(wéi)内實現(xiàn)各單相(xiang)流量計(jì)及含水(shuǐ)率⛷️實時(shi)計量，進(jin)行産量(liàng)✏️連續監(jiān)測
(3)基本(běn)設計參(cān)數
　　豁免(mian)源多相(xiàng)流量計(ji)設計口(kǒu)徑76mm,測量(liang)管線滿(man)足大尺(chi)寸和🐅小(xiǎo)尺寸兩(liǎng)種方案(àn),分别爲(wei)76mm、38mm,操作壓(ya)力500~6000kPa,操作(zuo)溫度30~90℃,整(zhěng)橇設計(jì)壽命20年(nián),可🤞在油(you)田生命(ming)周期内(nei)的實現(xiàn)持續應(yīng)用。采用(yòng)兩路220VAC供(gòng)電,一路(lu)爲電伴(bàn)熱供電(diàn),另一路(lù)💔爲橇内(nei)儀♌表供(gòng)電;核心(xīn)部件均(jun)采用SS316不(bu)鏽🌈鋼制(zhì)造,其中(zhong)含水率(lü)和含氣(qì)率的測(ce)🌈量部件(jiàn)爲伽馬(ma)傳感器(qi)，使用Ba133豁(huō)免源,其(qí)輻射洩(xie)露等同(tóng)于本底(dǐ)水平,采(cai)用CH133探頭(tou),滿足海(hai)上🥰高濕(shi)高🚶鹽霧(wù)環境下(xia)的防護(hù)。
2現場應(yīng)用
　　豁免(miǎn)源多相(xiang)流量計(jì)在大港(gǎng)埕海XX油(you)田區塊(kuai)8口井合(he)采混輸(shu)🈲單井計(ji)量得到(dao)成功應(ying)用,合采(cǎi)混輸單(dān)井計量(liang)産量見(jiàn)表1,單井(jing)産量最(zuì)高産液(yè)量388.98m³/d,最高(gāo)産氣量(liang)74495m³/d;總液量(liàng)誤差值(zhi)小于5%,氣(qì)體😍流量(liàng)誤差值(zhi)小于7%,含(han)水率小(xiǎo)于2%,達到(dào)了計量(liang)作業要(yao)求。
 
3結論(lùn)
(1)使用豁(huō)免源多(duo)相流量(liang)計在多(duo)井合采(cai)混輸單(dan)井計量(liàng)有足夠(gou)的精度(du),可以實(shí)現實時(shí)、連續測(cè)量,基本(ben)上可以(yi)做到無(wú)人值守(shou)等特點(diǎn)使其可(ke)以代替(tì)部分三(san)相分離(lí)器,具有(you)一定的(de)推廣價(jià)值。
(2)豁免(miǎn)源多相(xiàng)流量計(jì)可以實(shi)現在線(xiàn)測量多(duo)相流的(de)總流量(liàng)和單相(xiàng)相分率(lü),方便計(ji)算各相(xiang)流體的(de)流量,可(ke)及時監(jian)測油📐井(jǐng)井況，提(ti)高計量(liang)的及時(shí)性和正(zheng)确率,通(tong)過産量(liang)變🐇化進(jìn)行有效(xiao)把握,爲(wei)油田動(dong)态管理(lǐ)提供可(kě)靠的數(shù)據支持(chi),現場生(shēng)産穩定(dìng)運行。
(3)豁(huō)免源多(duo)相流量(liàng)計安裝(zhuāng)工藝簡(jiǎn)單,結構(gòu)緊湊,解(jiě)決了💜海(hai)洋平👣台(tái)空間狹(xia)小、環境(jìng)惡劣、成(chéng)本高等(děng)問題,具(ju)有一定(ding)的經濟(ji)效益💋和(hé)社會效(xiào)益。

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