摘要(yao):在國内(nei)某海域(yu)油氣構(gou)造評價(jia)延長測(ce)試項目(mu)中,首次(ci)采用γ源(yuan)多相流(liu)量計 進(jin)行單井(jing)計量。爲(wei)了有效(xiao)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。通過(guo)實際應(ying)用過程(cheng)試驗,對(dui)比、分析(xi)并找出(chu)對實際(ji)測量影(ying)響較大(da)的關鍵(jian)因素。針(zhen)對關鍵(jian)因素,提(ti)出了可(ke)操作的(de)🔞性能保(bao)障措施(shi)。實際應(ying)用結果(guo)表明,流(liu)🏃🏻‍♂️量計測(ce)量精度(du)得到了(le)顯著🌍提(ti)高,滿足(zu)項目測(ce)試要求(qiu)。通過計(ji)算、分析(xi)γ源三相(xiang)計量🔞技(ji)術的應(ying)用關鍵(jian)因素,實(shi)施有效(xiao)的性能(neng)保證措(cuo)施,減🛀小(xiao)了由于(yu)延長測(ce)試油藏(cang)基礎數(shu)據不确(que)定性對(dui)測量🐕精(jing)度的影(ying)響,爲延(yan)長測☂️試(shi)進❤️一一(yi)步确認(ren)油氣藏(cang)類型及(ji)儲量規(gui)模提供(gong)了保證(zheng),也爲海(hai)上類似(si)低滲油(you)氣📞藏測(ce)試計量(liang)提供了(le)有益的(de)借鑒。
0引(yin)言
　　國内(nei)某海域(yu)某地質(zhi)構造主(zhu)力氣藏(cang)分布在(zai)P8a、P8b和P10三層(ceng)。爲了♉落(luo)實天✏️然(ran)氣地質(zhi)儲量、合(he)理制定(ding)開發方(fang)案、評價(jia)開發效(xiao)果,對🔞該(gai)構造探(tan)井進行(hang)延長測(ce)試”。由于(yu)測試期(qi)間油藏(cang)儲量、溫(wen)度、壓力(li)和組分(fen)存🤩在.不(bu)确定性(xing)，故選取(qu)測量範(fan)圍寬、精(jing)度高的(de)測試計(ji)量設備(bei)。
　　γ源多相(xiang)流量計(ji)自20世紀(ji)90年代亮(liang)相以來(lai),已廣泛(fan)應用🏃于(yu)國内外(wai)油氣田(tian)單井計(ji)量。與傳(chuan)統的三(san)相分離(li)器相比(bi)🏃‍♂️，多相流(liu)量計具(ju)有結構(gou)緊湊、測(ce)量精度(du)高、測量(liang)範圍寬(kuan)、流型适(shi)用性好(hao)、運行可(ke)靠性高(gao)、性價比(bi)高等明(ming)顯優勢(shi)✏️口,可用(yong)于對油(you)氣構造(zao)A的延長(zhang)🙇‍♀️測試。爲(wei)了準确(que)探明構(gou)造油氣(qi)藏類型(xing)、儲量和(he)油氣水(shui)含量,需(xu)要分析(xi)研究多(duo)相流量(liang)計的原(yuan)理和影(ying)響測量(liang)精度🔴的(de)因素,并(bing)對比分(fen)析該構(gou)造流體(ti)的組分(fen)特點,找(zhao)出關鍵(jian)因素,制(zhi)定性能(neng)💃🏻保證措(cuo)施。本文(wen)以❤️國内(nei)具有代(dai)表性的(de)海默科(ke)技标.準(zhun)型γ源多(duo)相流量(liang)計爲基(ji)礎進行(hang)分析。
1γ源(yuan)多相流(liu)量計原(yuan)理
　　γ源多(duo)相流量(liang)計通過(guo)文丘裏(li)管測量(liang)總流量(liang)、單能γ傳(chuan)感器🏃‍♀️測(ce)量含氣(qi)率、雙能(neng)γ傳感器(qi)測量含(han)水率,然(ran)後通過(guo)基本的(de)流量👈計(ji)算和體(ti)積、壓力(li)溫度(pressurevolumetemperature,PVIT)轉(zhuan)換得到(dao)标況條(tiao)件📞下的(de)油氣水(shui)流量甲(jia)。通過使(shi)用流型(xing)調整技(ji)術，可進(jin)一步保(bao)證含水(shui)率的測(ce)試精度(du)。
　　多相流(liu)量計的(de)主要部(bu)件包括(kuo)文丘裏(li)管(含 差(cha)壓變送(song)器 )、單能(neng)γ傳感器(qi)、在線取(qu)樣器、雙(shuang)能γ傳感(gan)器、溫度(du)及 壓力(li)變送器(qi) 等功能(neng)部件。關(guan)鍵部件(jian)功能如(ru)下。
①文丘(qiu)裏管用(yong)于測量(liang)工況(實(shi)際測試(shi)壓力、溫(wen)度條件(jian)下)條件(jian)下油相(xiang)、水相、氣(qi)相總流(liu)量。
②γ傳感(gan)器用于(yu)測量工(gong)況下的(de)相分率(lü)。
③溫度和(he)壓力變(bian)送器等(deng)用于工(gong)況、标況(kuang)(1個标準(zhun)大氣壓(ya)、20℃條件下(xia))體積轉(zhuan)換的PVT因(yin)子計算(suan)。
多相流(liu)量計原(yuan)理如圖(tu)1所示。
 
2多(duo)相流計(ji)量的影(ying)響因素(su).
　　多相流(liu)量計的(de)影響因(yin)素主要(yao)通過計(ji)算過程(cheng)分析，包(bao)括含水(shui)率測量(liang)公式、含(han)氣率測(ce)量公式(shi)、總流量(liang)公式，以(yi)及标況(kuang)下💁氣、油(you)、水産出(chu)的過程(cheng)。
　　雙能γ傳(chuan)感器測(ce)量含水(shui)率相關(guan)公式爲(wei):
 
　　式中:λ和(he)η分别爲(wei)雙能γ傳(chuan)感器中(zhong)的截面(mian)含氣率(lü)和截面(mian)含水率(lü),均爲待(dai)測量;符(fu)号右，上(shang)角帶“”的(de)爲雙能(neng)傳感器(qi)高能級(ji)有關的(de)量,不帶(dai)“”的爲與(yu)低能級(ji)有關的(de)量或對(dui)兩者共(gong)同的量(liang);N0爲空管(guan)計數率(lü);Nx爲在線(xian)計數率(lü);D爲雙能(neng)🍉傳感器(qi)管道内(nei)徑,爲🙇‍♀️固(gu)定值;ρg、:ρo、ρw分(fen)别爲工(gong)況下天(tian)然氣、全(quan)油、全水(shui)的在線(xian)密度;ʋg、ʋo、ʋw分(fen)别爲天(tian)然氣、全(quan)🌍油、全水(shui)的質量(liang)吸收系(xi)數。
 
　　式中(zhong):C爲流出(chu)系數，與(yu)雷諾數(shu)相關，通(tong)過雷諾(nuo)數與流(liu)出系數(shu)的叠代(dai)關系求(qiu)出;E爲速(su)度漸進(jin)系數,對(dui)一個文(wen)丘裏來(lai)🔴說，該數(shu)據爲定(ding)⚽值;d爲文(wen)丘裏喉(hou)徑;△p爲流(liu)體流經(jing)文丘裏(li)時📐的高(gao)低壓端(duan)壓力差(cha),由差壓(ya)變送器(qi)采集;ρmix爲(wei)流體的(de)混合密(mi)度,是各(ge)相密度(du)與各相(xiang)相分率(lü)乘積之(zhi)和。
計算(suan)工況各(ge)相流量(liang):
 
　　式中:Qg8、Q08、Qw8分(fen)别爲标(biao)況下的(de)氣、油、水(shui)産量;Bg、Bo、Bw分(fen)别爲工(gong)況下氣(qi)、油⭕、水體(ti)積相對(dui)于标況(kuang)下的體(ti)積比。
通(tong)過上述(shu)公式可(ke)知，影響(xiang)标況下(xia)氣、油、水(shui)測量精(jing)度的因(yin)子包括(kuo)含水率(lü)、含氣率(lü)、總流量(liang)及工、标(biao)況轉換(huan)過程的(de)每一個(ge)變量,即(ji)各☁️相的(de)工況密(mi)度、各相(xiang)的質量(liang)吸收系(xi)數、空管(guan)計數與(yu)在線計(ji)數率、差(cha)壓和PVT因(yin)子。在不(bu)同的工(gong)況下,各(ge)項因子(zi)對結果(guo)的影響(xiang)也不同(tong)。
3計量的(de)關鍵因(yin)素
　　爲了(le)進一步(bu)确定對(dui)本次測(ce)試精度(du)産生重(zhong)大影響(xiang)♋的關鍵(jian)因素,在(zai)實際應(ying)用中,對(dui)第2節中(zhong)分析的(de)影響因(yin)素進行(hang)試驗。首(shou)先,結合(he)勘探樣(yang)氣組分(fen)參數和(he)現場測(ce)試實際(ji)測💋量值(zhi),确定多(duo)相流所(suo)屬類别(bie);然後,在(zai)一定範(fan)圍内改(gai)變影響(xiang)因素,并(bing)将得到(dao)試驗測(ce)量數🐆據(ju)與改變(bian)前測試(shi)數據進(jin)行對比(bi)，以确定(ding)對測量(liang)結🐆果産(chan)生顯著(zhe)影響的(de)因素。
該(gai)地質構(gou)造前期(qi)勘探獲(huo)得樣氣(qi)的主要(yao)組分如(ru)下。
　　CO2占4.17%，CH4占(zhan)85.448%，C2H8占7.043%,C3H8占2.275%。此(ci)外,還有(you)少部分(fen)N2、iC4、nC4、iC5、nC5及C6+等組(zu)分。計算(suan)得出樣(yang)⛷️品💁組分(fen)🤟平均分(fen)子量爲(wei)19.225,平均密(mi)度爲0.8013kg/m3,相(xiang)對密度(du)爲0.6655。
統計(ji)試驗前(qian)流量計(ji)測試數(shu)據平均(jun)值如下(xia)。
　　标況液(ye)量爲56.57m3/d;标(biao)況油量(liang)爲52.3m3/d;标況(kuang)水量爲(wei)4.27m3/d;标況氣(qi)量爲289105.88m3/d;含(han)水率爲(wei)6.88%;含氣率(lü)爲98.59%;溫度(du)爲47.51℃;壓力(li)爲6467.11kPa;差壓(ya)爲11.92kPa.
　　結合(he)樣氣密(mi)度,可以(yi)計算出(chu)該多相(xiang)流所屬(shu)的類别(bie)🌈。一般用(yong)洛克哈(ha)特和馬(ma)蒂内利(li)(Lockhart-Martinelli,LM)數值分(fen)類。此時(shi)該數值(zhi)爲0.056,屬于(yu)💛第二🍉類(lei)濕氣(洛(luo)克哈特(te)和馬蒂(di)内利值(zhi)在🌈0.02和0.3之(zhi)間)。對第(di)二類濕(shi)氣來說(shuo),其主要(yao)目的是(shi)獲取氣(qi)🙇‍♀️相。但爲(wei)了準确(que)地計量(liang)氣相,需(xu)要較爲(wei)準👈确的(de)液量數(shu)據,同時(shi)也要通(tong)過含水(shui)值來提(ti)高氣🥵相(xiang)測量精(jing)度。
　　爲了(le)評估影(ying)響計量(liang)的關鍵(jian)因素,将(jiang)第2節中(zhong)分析得(de)出的影(ying)響因子(zi)變化0.1%~0.5%,計(ji)算各影(ying)響因子(zi)對最終(zhong)結果的(de)影👅響,其(qi)❄️結果如(ru)表🥵1所示(shi)。
 
　　由表1可(ke)以看出(chu),在同比(bi)例的波(bo)動中,對(dui)測試結(jie)果影響(xiang)🌈最大的(de)是空管(guan)計數率(lü)和在線(xian)計數率(lü),其次爲(wei)差壓零(ling)點漂☂️移(yi)和壓縮(suo)因子變(bian)化,其他(ta)各因子(zi)變化對(dui)測試結(jie)果影響(xiang)均較小(xiao)。
　　空管計(ji)數率與(yu)在線計(ji)數率都(dou)屬于γ射(she)線在不(bu)同狀态(tai)下的👅測(ce)試數據(ju),因此隻(zhi)需要監(jian)測空管(guan)計數率(lü)即可。壓(ya)縮因✍️子(zi)由氣體(ti)組分決(jue)定”,因此(ci)監測壓(ya)縮因子(zi)即監測(ce)氣體組(zu)分變化(hua)。
4性能保(bao)障措施(shi)
　　通過上(shang)述的計(ji)算分析(xi),确定了(le)影響計(ji)量精度(du)的關鍵(jian)因素。爲(wei)✍️保障流(liu)量計準(zhun)确、穩定(ding)運行,對(dui)流量計(ji)現場操(cao)作和運(yun)維🎯提出(chu)并實施(shi)了如下(xia)針對性(xing)的性能(neng)保障措(cuo)施。
①定期(qi)隔離排(pai)空核實(shi)空管計(ji)數率,每(mei)兩個月(yue)到三個(ge)💜月進行(hang)一次空(kong)管标定(ding)。
②隔離排(pai)空時觀(guan)察差壓(ya)零點,如(ru)果絕對(dui)值超出(chu)0.3kPa,即需要(yao)切零🆚。
③定(ding)期進行(hang)氣體組(zu)分分析(xi),化驗密(mi)度與組(zu)分。推薦(jian)半年進(jin)行一次(ci)，以确保(bao)壓縮因(yin)子的準(zhun)确性國(guo)]。
④定期取(qu)樣化驗(yan)含水率(lü),側面驗(yan)證測試(shi)含水率(lü)的有🧑🏾‍🤝‍🧑🏼效(xiao)性。
　　上述(shu)措施的(de)實施,可(ke)以确保(bao)γ源多相(xiang)流量計(ji)達到如(ru)表2所示(shi)流量測(ce)量的精(jing)度要求(qiu)。
 
5結束語(yu)
　　分析分(fen)相率和(he)最終标(biao)況流量(liang)計算過(guo)程可知(zhi)，影響多(duo)相計量(liang)的因素(su)主要包(bao)括各相(xiang)的工況(kuang)密度、各(ge)相的質(zhi)♍量吸收(shou)系📱數、空(kong)❌管計數(shu)與在線(xian)計數率(lü)等。在延(yan)👉長測試(shi)⛷️應用中(zhong)進行試(shi)驗。對比(bi)分析表(biao)明,影響(xiang)計量的(de)關鍵因(yin)素爲空(kong)管計數(shu)率、在線(xian)計數率(lü)、差壓零(ling)點漂移(yi)和壓縮(suo)因子變(bian)化。針🌍對(dui)關鍵因(yin)素,提出(chu)并應用(yong)四項性(xing)能優化(hua)措施,确(que)保了γ源(yuan)多相流(liu)量計在(zai)延長測(ce)試中的(de)測量精(jing)度,減小(xiao)了由于(yu)延長測(ce)試油藏(cang)基礎數(shu)據不确(que)定性對(dui)測量精(jing)度的影(ying)響,爲海(hai)上類低(di)滲油氣(qi)藏測試(shi)計量提(ti)🔴供了有(you)❄️益的借(jie)鑒。

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