摘要：針(zhen)對油氣(qi)水三相(xiang)流條件(jian)下産液(ye)剖面測(ce)井問🌈題(ti)，在油田(tian)多🙇🏻相流(liu)模拟實(shi)驗裝置(zhi)上進行(hang)三相流(liu)條件下(xia)阻抗式(shi)含🏒水率(lü)計的響(xiang)應規律(lü)實驗，考(kao)察氣相(xiang)介入對(dui)傘集流(liu)渦輪流(liu)量計 及(ji)阻抗式(shi)含水率(lü)計流量(liang)和含水(shui)率測量(liang)的影響(xiang)，得到油(you)氣水三(san)相流情(qing)況下渦(wo)輪流量(liang)計及阻(zu)抗含水(shui)率傳感(gan)器的響(xiang)應特性(xing)。實驗結(jie)果表明(ming)，氣相介(jie)入對✏️傘(san)集流渦(wo)輪流量(liang)計及阻(zu)抗含水(shui)率計測(ce)量液相(xiang)流㊙️量和(he)含水🐕率(lü)有較大(da)影響，使(shi)流量測(ce)量值🔞偏(pian)高，含水(shui)率測量(liang)值偏低(di)；液相流(liu)量越低(di)，二者測(ce)量值誤(wu)差越🏃🏻‍♂️大(da)。給出了(le)2口井現(xian)場測井(jing)實例，爲(wei)現場測(ce)井工程(cheng)師在生(sheng)産測☀️井(jing)中産氣(qi)井的測(ce)試提供(gong)借鑒。爲(wei)進一步(bu)提高油(you)氣水三(san)相流條(tiao)件下的(de)産出剖(pou)面測井(jing)質量提(ti)出了建(jian)議。
0引言(yan)　
　　油田目(mu)前處于(yu)高含水(shui)開發期(qi)，油井中(zhong)油氣水(shui)三相流(liu)現象普(pu)遍🔴。對于(yu)油水兩(liang)相來說(shuo)，已有成(cheng)熟的産(chan)液🙇‍♀️剖面(mian)的測量(liang)技術，阻(zu)⭐抗式産(chan)液剖面(mian)測井儀(yi)已在産(chan)液剖面(mian)測井中(zhong)廣泛應(ying)用，并獲(huo)得了良(liang)🧡好的效(xiao)果。該儀(yi)器在水(shui)爲連續(xu)相的高(gao)含水油(you)水兩相(xiang)✨流産出(chu)剖面測(ce)量中，能(neng)正确測(ce)量流量(liang)及含水(shui)率，具有(you)很好的(de)重複性(xing)、一緻性(xing)，能提供(gong)可靠的(de)♌産液信(xin)息。對于(yu)油氣水(shui)三相流(liu)，由于氣(qi)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻液之間(jian)密度差(cha)異大，氣(qi)泡的表(biao)面張力(li)大等因(yin)素的影(ying)💃🏻響，導緻(zhi)氣液混(hun)合不均(jun)勻，油氣(qi)水三相(xiang)流體的(de)流型、流(liu)🏃‍♂️态複雜(za)，對産液(ye)剖面測(ce)井儀💞器(qi)的測量(liang)結果造(zao)成了複(fu)雜的影(ying)響，對産(chan)液情況(kuang)的準确(que)了解造(zao)成了困(kun)難。油田(tian)采用集(ji)流式流(liu)量計和(he)📱放射性(xing)密度計(ji)組合測(ce)量三相(xiang)流。基于(yu)傘集流(liu)渦輪流(liu)量計與(yu)㊙️放射性(xing)密度－持(chi)水率計(ji)組合儀(yi)⭕在油氣(qi)水🔴三相(xiang)流模拟(ni)實驗裝(zhuang)置中的(de)動态試(shi)⭕驗結果(guo)，建立⚽了(le)三相流(liu)渦輪流(liu)量計統(tong)計測量(liang)模型。近(jin)年來，陸(lu)續研發(fa)了光纖(xian)持氣率(lü)計［4］、低産(chan)✏️液三相(xiang)流測井(jing)儀［5］等新(xin)方法和(he)儀器。光(guang)纖持氣(qi)率計通(tong)過測量(liang)三相總(zong)🤩流量、持(chi)水率和(he)持氣率(lü)，結合溫(wen)度、壓力(li)，采用解(jie)釋模型(xing)獲得油(you)氣水的(de)🌈分相流(liu)量。低産(chan)液三相(xiang)流測井(jing)🚶儀受流(liu)量♻️和含(han)水率測(ce)量範圍(wei)的影響(xiang)隻能在(zai)流量較(jiao)低的低(di)🎯産液井(jing)中部分(fen)應用。這(zhe)些工作(zuo)并沒有(you)研究氣(qi)體對兩(liang)🥰相流測(ce)井儀器(qi)的定量(liang)影響。
　　本(ben)文在油(you)田多相(xiang)流模拟(ni)實驗裝(zhuang)置上采(cai)用阻抗(kang)式含🌏水(shui)率計在(zai)油氣水(shui)三相流(liu)條件下(xia)進行室(shi)内動态(tai)實驗，得(de)到📱油氣(qi)水三相(xiang)流情況(kuang)下渦輪(lun)流量計(ji)及阻抗(kang)含水率(lü)傳感器(qi)的響應(ying)特性，定(ding)量分析(xi)評價了(le)氣相對(dui)流量和(he)含水率(lü)測量的(de)影響，并(bing)結合現(xian)場測井(jing)實例，爲(wei)現場測(ce)井工程(cheng)師在生(sheng)産測井(jing)😍中産氣(qi)井測😍試(shi)提供借(jie)鑒。
1實驗(yan)條件及(ji)實驗方(fang)案
　　實驗(yan)在油田(tian)多相流(liu)實驗室(shi)油氣水(shui)三相流(liu)模拟井(jing)中進行(hang)。透明有(you)機玻璃(li)井筒内(nei)徑爲125ｍｍ，實(shi)驗介質(zhi)爲自來(lai)水、柴油(you)和壓縮(suo)空氣。實(shi)驗儀器(qi)采用阻(zu)抗式産(chan)液🔱剖面(mian)測井儀(yi)。儀器自(zi)下向上(shang)依次爲(wei)傘式集(ji)流器、渦(wo)輪流量(liang)計和阻(zu)抗式含(han)水率傳(chuan)感器，渦(wo)輪流量(liang)計及阻(zu)抗傳感(gan)器内徑(jing)爲19ｍｍ。傘式(shi)💃🏻集流器(qi)具有16根(gen)金屬傘(san)筋😄，傘布(bu)采用高(gao)強度薄(bao)織料，集(ji)流傘撐(cheng)開後能(neng)夠将内(nei)徑爲125ｍｍ的(de)井筒密(mi)封，使待(dai)測的油(you)氣水📧混(hun)合流體(ti)被集流(liu)傘集流(liu)後從集(ji)流傘下(xia)方的進(jin)液口流(liu)入測量(liang)通道。阻(zu)抗式含(han)水率傳(chuan)感器和(he)渦輪流(liu)量計依(yi)次安裝(zhuang)在集流(liu)傘上部(bu)，油氣水(shui)混合流(liu)體流經(jing)渦輪流(liu)量計測(ce)量流量(liang)，再流經(jing)阻抗式(shi)含水率(lü)傳感器(qi)測量含(han)水率，然(ran)後由出(chu)液口流(liu)回到👌井(jing)筒🚩。
　　根據(ju)儀器的(de)工作原(yuan)理及儀(yi)器結構(gou)等條件(jian)，實驗時(shi)氣體流(liu)量設置(zhi)分别爲(wei)0、1、3、5m3/d；油水液(ye)相流量(liang)範圍爲(wei)3～60m3/d，流量💛調(diao)節分别(bie)爲3、5、10、20、40、60m3/d，含水(shui)率💜調節(jie)✨範圍50％～100％。實(shi)驗中，先(xian)固定某(mou)一氣體(ti)流量，待(dai)氣體流(liu)量♊穩定(ding)後調節(jie)油水兩(liang)相含水(shui)率，流動(dong)穩定後(hou)，進行測(ce)量。
2多相(xiang)流模拟(ni)井中的(de)實驗及(ji)分析
2.1氣(qi)體對渦(wo)輪流量(liang)計流量(liang)測量的(de)影響
　　爲(wei)考察氣(qi)體對渦(wo)輪流量(liang)計流量(liang)測量的(de)影響，在(zai)油氣水(shui)三相流(liu)中不同(tong)氣相流(liu)量下對(dui)渦輪流(liu)量計進(jin)行了動(dong)态實驗(yan)标定。實(shi)驗時添(tian)加的氣(qi)體流量(liang)分别爲(wei)1、3、5m3/d，油水⁉️液(ye)相流量(liang)範圍3～60m3/d，含(han)水率調(diao)節範圍(wei)50％～100％。
　　圖1氣體(ti)流量分(fen)别爲1、3、5m3/d時(shi)标定的(de)渦輪流(liu)量計在(zai)油氣水(shui)三相流(liu)♋中的響(xiang)應圖版(ban)。液相含(han)水率從(cong)100％逐漸遞(di)減變化(hua)🔴到50％，便于(yu)對比增(zeng)加了清(qing)水中标(biao)定的渦(wo)輪曲線(xian)，即氣體(ti)流量爲(wei)0m3/d時的渦(wo)輪曲線(xian)。

（1）當加(jia)入氣體(ti)流量1m3/d時(shi)，液相流(liu)量在10m3/d以(yi)上時，渦(wo)輪響應(ying)與液相(xiang)🔱流量呈(cheng)線性關(guan)系；由于(yu)加入的(de)氣體較(jiao)少，渦輪(lun)響應頻(pin)率略高(gao)于沒有(you)加入氣(qi)體時清(qing)水中渦(wo)輪的響(xiang)應；但在(zai)液相流(liu)量10m3/d以下(xia)時，随持(chi)氣率增(zeng)加，渦輪(lun)♌響應明(ming)顯高于(yu)清水中(zhong)的渦輪(lun)響應，測(ce)量流量(liang)明顯👣高(gao)于标準(zhun)流量，産(chan)生了較(jiao)✉️大測量(liang)誤差［見(jian)圖1（ａ）］。
（2）當加(jia)入氣體(ti)流量3m3/d時(shi)，渦輪響(xiang)應頻率(lü)明顯高(gao)于沒有(you)✂️加🔴入氣(qi)體時清(qing)水中渦(wo)輪的響(xiang)應頻率(lü)。當加入(ru)氣體後(hou)，渦輪在(zai)低液♍量(liang)和高液(ye)量時有(you)不同的(de)規律，在(zai)液相流(liu)量高于(yu)10m3/d時，渦輪(lun)響應與(yu)液相流(liu)量㊙️呈線(xian)性關系(xi)。而在低(di)液量下(xia)（液相流(liu)量10m3/d以下(xia)👉），渦輪響(xiang)應與液(ye)相流🐆量(liang)呈非線(xian)性關系(xi)。此時，渦(wo)🐪輪響應(ying)遠遠高(gao)于相對(dui)應的液(ye)相流量(liang)，随液相(xiang)流量增(zeng)加，渦輪(lun)響應增(zeng)加緩慢(man)⭕，幾乎呈(cheng)一個平(ping)的台階(jie)，渦輪對(dui)液相流(liu)量失去(qu)了分辨(bian)能力，說(shuo)明渦輪(lun)流㊙️量計(ji)在産氣(qi)情況下(xia)㊙️測量低(di)液相流(liu)量時會(hui)有較大(da)誤差［見(jian)圖1（ｂ）］。
（3）加入(ru)氣體流(liu)量5m3/d時渦(wo)輪響應(ying)與加入(ru)氣體3m3/d時(shi)的響應(ying)規律一(yi)☔緻，渦輪(lun)響應要(yao)明顯高(gao)于清水(shui)和加入(ru)3m3/d氣體時(shi)的響應(ying)，測量流(liu)量明顯(xian)偏高，渦(wo)輪流量(liang)計受氣(qi)體影響(xiang)更爲嚴(yan)重［見圖(tu)1（ｃ）］。
（4）液相含(han)水率從(cong)100％變化到(dao)50％時，不同(tong)含水率(lü)下的渦(wo)輪響應(ying)曲線近(jin)于💚重合(he)，即渦輪(lun)受油水(shui)兩相含(han)水率變(bian)化🤞影響(xiang)較小，氣(qi)體則是(shi)影響渦(wo)輪響應(ying)明顯偏(pian)高的主(zhu)要因素(su)。
　　利用清(qing)水中渦(wo)輪的刻(ke)度方程(cheng)計算加(jia)入不同(tong)氣體流(liu)‼️量後渦(wo)輪響應(ying)頻率所(suo)對應的(de)流量，即(ji)爲加入(ru)氣體後(hou)的測量(liang)流量，與(yu)标準流(liu)量之比(bi)得到相(xiang)對誤差(cha)。計算結(jie)果表明(ming)，氣體對(dui)❤️液相流(liu)量的測(ce)量産生(sheng)了較大(da)的誤差(cha)，隻有流(liu)量較高(gao)、氣量較(jiao)低的測(ce)點相對(dui)誤差在(zai)10％以内，其(qi)他測點(dian)的相對(dui)誤差均(jun)大于10％。尤(you)其在液(ye)🏃相流量(liang)較低、持(chi)氣率較(jiao)高時，受(shou)氣相影(ying)響尤爲(wei)嚴重。液(ye)相流量(liang)5m3/d時相對(dui)測量誤(wu)差最大(da)可達135％，液(ye)相流量(liang)3m3/d時相🈲對(dui)測量誤(wu)差最大(da)🏃‍♂️可達300％。因(yin)此，現場(chang)測井時(shi)液相流(liu)量越低(di)，持氣率(lü)越大，氣(qi)體對流(liu)量産生(sheng)的測量(liang)誤差越(yue)大。
2.2氣體(ti)對阻抗(kang)含水率(lü)計含水(shui)率測量(liang)的影響(xiang)
　　爲考察(cha)氣體對(dui)阻抗式(shi)含水率(lü)計含水(shui)率測量(liang)的影響(xiang)，在㊙️油氣(qi)水🌏三相(xiang)流中不(bu)同氣相(xiang)流量下(xia)對阻抗(kang)含水率(lü)計進⛹🏻‍♀️行(hang)了💃動态(tai)❗實驗标(biao)定。實驗(yan)時氣體(ti)流量分(fen)别爲1、3、5m3/d，油(you)水液相(xiang)流量範(fan)圍爲3～40m3/d，含(han)水率調(diao)🛀節範圍(wei)50％～100％。圖2爲加(jia)入氣體(ti)流量1、3、5m3/d時(shi)标定的(de)阻抗含(han)水率計(ji)在油氣(qi)水三相(xiang)流中的(de)響應圖(tu)版。
（1）加入(ru)氣體流(liu)量1m3/d，當液(ye)相流量(liang)較高時(shi)儀器含(han)水率響(xiang)‼️應略低(di)于未加(jia)入氣體(ti)時的含(han)水率響(xiang)應，受氣(qi)體影響(xiang)小；但在(zai)液相🏃流(liu)量👈較低(di)㊙️（10m3/d以下）、含(han)水率較(jiao)高（80％）時，含(han)水率響(xiang)應明顯(xian)降低，測(ce)量含水(shui)偏低，受(shou)氣體影(ying)響嚴重(zhong)🛀🏻，産生了(le)較大的(de)測量誤(wu)差［見圖(tu)2（ａ）］。
（2）加入氣(qi)體流量(liang)3、5m3/d時，與未(wei)加入氣(qi)體的含(han)水率圖(tu)版對比(bi)，加入🥰氣(qi)🌐體後相(xiang)對應的(de)含水率(lü)響應明(ming)顯降低(di)，測量的(de)含水率(lü)明顯低(di)于标準(zhun)含水率(lü)。氣流量(liang)5m3/d的含水(shui)率響應(ying)⭕明顯低(di)🚩于氣流(liu)量3m3/d時的(de)含水率(lü)響應。尤(you)其是在(zai)低流量(liang)、高含水(shui)時，氣體(ti)對含水(shui)率測量(liang)影響尤(you)爲💘嚴重(zhong)，液相流(liu)量越低(di)含水率(lü)響應偏(pian)差越大(da)；氣體流(liu)⭕量越高(gao)，含水率(lü)🔞測量偏(pian)差越大(da)［見圖2（ｂ）、（ｃ）］。

　　計算(suan)加入氣(qi)體後的(de)含水率(lü)測量誤(wu)差，誤差(cha)計算結(jie)果表🈚明(ming)，加入氣(qi)體後含(han)水率測(ce)量誤差(cha)較大，液(ye)相流量(liang)越低含(han)水率測(ce)量誤差(cha)越大，最(zui)大測量(liang)誤差達(da)到♍30％。根據(ju)阻抗式(shi)含水率(lü)計的測(ce)量🐆原理(li)，含水率(lü)傳感器(qi)測量油(you)水混合(he)相電導(dao)率與其(qi)中純水(shui)相電導(dao)率之🌈比(bi)确定含(han)水💘率。由(you)于氣相(xiang)✍️爲非導(dao)電相，當(dang)加入一(yi)定量氣(qi)體時，待(dai)測流體(ti)的混合(he)電導率(lü)降低，測(ce)量含水(shui)率降低(di)；液相流(liu)量越低(di)，氣體所(suo)占比🈚例(li)越大，測(ce)量含水(shui)率誤差(cha)越大。
3現(xian)場測井(jing)
　　Ｔ－××－××1井是油(you)田采油(you)五廠1口(kou)水驅産(chan)出井，采(cai)用阻抗(kang)式含水(shui)率計在(zai)該井進(jin)行了測(ce)試。圖3、圖(tu)4分别爲(wei)測點深(shen)度1097.3ｍ測量(liang)的流量(liang)及💋混相(xiang)值曲線(xian)圖。2ｍｉｎ的采(cai)樣時間(jian)内，流量(liang)及混相(xiang)值曲線(xian)波動劇(ju)烈，明顯(xian)受井下(xia)産氣影(ying)響，進行(hang)平均值(zhi)☎️計算時(shi)隻能取(qu)後半段(duan)較平穩(wen)的數據(ju)，因此，測(ce)試時需(xu)延長測(ce)量時間(jian)。錄取不(bu)同範圍(wei)數值時(shi)㊙️流量及(ji)含水率(lü)測量差(cha)值較大(da)，流量平(ping)穩段爲(wei)14.81m3/d，高值時(shi)達到23.52m3/d；取(qu)不同測(ce)量段的(de)混相值(zhi)時測量(liang)含水率(lü)最大相(xiang)差12％。重複(fu)測量得(de)到了相(xiang)同的測(ce)量結果(guo)。由此可(ke)見，氣體(ti)對⭕流量(liang)及含水(shui)🌈率測量(liang)産生了(le)非常大(da)的測㊙️量(liang)誤差。
　　Ｂ2－××－××2井(jing)是油田(tian)采油一(yi)廠1口水(shui)驅産出(chu)井，該井(jing)井口計(ji)量産液(ye)51.72m3/d，取樣化(hua)🌐驗含水(shui)率81.8％。采用(yong)阻抗式(shi)含水率(lü)計在該(gai)井進🌈行(hang)了測試(shi)，圖5爲🌍第(di)1測點深(shen)度1068ｍ測量(liang)的流量(liang)及混相(xiang)值曲線(xian)圖。圖💘5的(de)流量曲(qu)線表明(ming)，流量🏃‍♀️曲(qu)線受氣(qi)體影響(xiang)較大，測(ce)量流量(liang)波動較(jiao)大，在25～98m3/d之(zhi)間波動(dong)，平均值(zhi)💋爲58.6m3/d；混相(xiang)值波動(dong)也很大(da)，在280～640Ｈｚ之間(jian)劇烈波(bo)動，平均(jun)值圖🌂5第(di)1測點1068ｍ處(chu)流量曲(qu)線和混(hun)相值曲(qu)線388Ｈｚ。該井(jing)測量流(liu)量🤩爲65.8m3/d，測(ce)量含水(shui)爲51.3％，受井(jing)下産🛀氣(qi)影響明(ming)顯，測量(liang)流量明(ming)🌈顯高于(yu)井口計(ji)量流量(liang)，測量含(han)水率明(ming)顯低于(yu)化驗含(han)水率。同(tong)🌂時，在該(gai)井測井(jing)時，使用(yong)了儀器(qi)上裝有(you)氣🔴體分(fen)離器的(de)阻抗式(shi)含水🛀🏻率(lü)計在該(gai)井進行(hang)測試，第(di)1測點的(de)流量🌐及(ji)混相值(zhi)曲線見(jian)圖6。由于(yu)氣體分(fen)離器将(jiang)氣體分(fen)離，未進(jin)入測量(liang)通道，減(jian)小了氣(qi)體對測(ce)量傳感(gan)器的🈚影(ying)響，測量(liang)的流量(liang)及混相(xiang)值曲🌈線(xian)波動明(ming)顯減少(shao)，流量波(bo)動爲36～78m3/d，平(ping)均值爲(wei)55m3/d；混相值(zhi)波動爲(wei)211～288Ｈｚ，平💃🏻均值(zhi)爲228Ｈｚ。測量(liang)流量爲(wei)54.8m3/d，測量含(han)水率爲(wei)80.4％，與井口(kou)計量非(fei)常接近(jin)。對比測(ce)量結果(guo)表明，氣(qi)體對流(liu)量及含(han)水率測(ce)量造成(cheng)了非常(chang)大的測(ce)量誤差(cha)，已不能(neng)進行準(zhun)确測量(liang)。




4結論及(ji)建議
（1）産(chan)氣井中(zhong)使用兩(liang)相流儀(yi)器測量(liang)流量普(pu)遍偏高(gao)，氣體對(dui)流量測(ce)量産生(sheng)的相對(dui)誤差普(pu)遍大于(yu)10％；液相流(liu)量較☁️低(di)時，受氣(qi)🐅相影🐇響(xiang)尤🤟爲嚴(yan)重，液相(xiang)流量5m3/d時(shi)相對測(ce)量誤差(cha)最大可(ke)達135％。在現(xian)場測井(jing)液相流(liu)量越低(di)，持氣率(lü)越大時(shi)，氣體對(dui)🆚流量産(chan)生✂️的測(ce)量誤差(cha)越大。
（2）産(chan)氣井中(zhong)測量含(han)水率普(pu)遍偏低(di)，氣體對(dui)含水率(lü)測量👌産(chan)生🈲了較(jiao)大的測(ce)量誤差(cha)，液相流(liu)量越低(di)，持氣率(lü)越大時(shi)，含水率(lü)測量誤(wu)差越大(da)，最大測(ce)量誤差(cha)達到30％。
（3）爲(wei)進一步(bu)提高油(you)氣水三(san)相流條(tiao)件下的(de)産出剖(pou)面🥰測井(jing)質量✏️，開(kai)發安全(quan)、環保、可(ke)靠的三(san)相流測(ce)井技術(shu)是當務(wu)之急。一(yi)方面研(yan)究🔅基于(yu)光纖持(chi)氣率計(ji)、渦輪流(liu)量計及(ji)阻抗含(han)水率計(ji)多傳😄感(gan)器組合(he)的測量(liang)方法和(he)解釋方(fang)法；另一(yi)方面研(yan)究氣相(xiang)分流的(de)工藝，将(jiang)🌈三相流(liu)問題簡(jian)化爲兩(liang)相流問(wen)題，采用(yong)兩相流(liu)的技術(shu)解決問(wen)題。

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