摘要:以(yi)油水兩相流(liu)的測量爲研(yán)究内容,針對(duì)高含💃水📧産出(chu)井的測試難(nán)點,提出了一(yī)種基于差壓(ya)、電導等多👅傳(chuán)感😘器的測量(liàng)方案,完成測(ce)量油水兩相(xiàng)流流量及含(han)油率的⚽理論(lun)可行性。詳🤟細(xi)論述了差壓(ya)流量計
理論(lùn)基礎,儀器結(jié)構設計及試(shì)驗數據分析(xī)。
壓差式流量(liàng)計種類多、應(yīng)用範圍廣,已(yi)經被廣泛應(yīng)用于生産💘生(shēng)活中。但将差(chà)壓傳感器應(yīng)用在動态監(jian)測的産出剖(pou)面測井中,還(hai)很少見。利用(yòng)精度佳、分辨(bian)率高的差壓(yā)傳🌈感器,通🚩過(guò)集流器集流(liú),井下産出液(ye)沖擊差壓傳(chuan)感器,差壓傳(chuán)感器✍️的響應(yīng)信号則包含(han)多相流流動(dong)的豐富信息(xi),研究差壓信(xin)号波動與多(duō)相流流動之(zhī)間的關系,不(bu)僅可以得到(dao)正确的流量(liàng)信息,還有望(wang)得到多相流(liú)的含量信息(xi),這樣就可以(yi)得到正确的(de)油井分層産(chan)量和産油量(liàng),爲調剖生産(chǎn)方式提供正(zhèng)确的資料。
1理(lǐ)論基礎
充滿(man)管道的流體(ti),當它流經管(guǎn)道内的節流(liú)件時,流速将(jiang)在節流件處(chu)形成局部收(shōu)縮,因而流速(su)增加,靜🔞壓力(lì)降低,于是🔞在(zai)節流件前後(hou)便産生了壓(ya)差。流體流量(liàng)愈大,産生的(de)壓差愈大,這(zhè)💋樣可依💃🏻據壓(ya)差來衡量流(liu)量的大小。這(zhè)種⁉️測量方法(fa)是以流動連(lián)續性方🚶♀️程(質(zhì)量守恒🐅定律(lǜ))和伯努利方(fang)程(能量守恒(héng)定律)爲🈲基礎(chu)的。壓差的❌大(dà)小不僅與流(liú)🐕量有關,還與(yu)節流裝置形(xing)式和管道内(nei)流體的物理(li)性質(密:度、粘(zhān)度不同時)有(you)關,因此,在同(tóng)樣📧的流量下(xia),當節流裝置(zhì)形式和管道(dao)内流體的物(wù)理性質不同(tóng)時,産生的壓(ya)差♍也是不同(tóng)的。
2儀器結構(gòu)設計
2.1儀器設(she)計
根據油水(shuǐ)兩相流的特(te)點,在儀器的(de)設計中采用(yòng)多傳感器方(fang)案。采用差壓(ya)傳感器、電導(dǎo)傳感器、溫度(dù)傳感器、壓力(li)✏️傳感器,用多(duō)個測量數據(jù)來反映被測(ce)流體的流動(dòng)特征⭐,運用信(xin)号處理等技(ji)術,對測量數(shù)據👈進行處理(lǐ),實現對油水(shuǐ)兩相流🈲流量(liàng)和含油率的(de)實時測量。差(cha)壓傳感器在(zài)機械封裝時(shí)應注意引壓(ya)管的密封和(he)零點漂移,因(yin)此選擇有較(jiao)高響應頻率(lǜ)的差壓傳感(gan)器,同時盡量(liang)縮短引壓管(guǎn),以減小壓力(li)傳遞過程中(zhong)的時間滞後(hou)。
2.2儀器結構
下(xià)井儀器自下(xià)而上由電機(jī)、集流傘、電導(dao)傳感器、差壓(yā)傳感器、溫🔞度(dù)、壓力傳感器(qì)、磁性定位器(qì)和遙傳電路(lù)組成。
3實驗數(shu)據分析
3.1單相(xiang)流體時差壓(yā)流量計的響(xiǎng)應
固定節流(liú)孔(即出液孔(kǒng))寬度爲5mm,在單(dan)相水流時,打(dǎ)開⭐集流器集(jí)流,差壓傳感(gan)器的響應值(zhí)與流量的對(duì)應關系如圖(tu)1所示。
由圖1可(kě)以看出,單相(xiang)水流時,流量(liàng)與差壓響應(ying)值曲🔅線具有(yǒu)很好的指數(shu)關系,與理論(lun)公式相吻合(he)。
3.2密度的響應(ying)曲線
固定一(yī)定長度(儀器(qì)設計的差壓(ya)傳感器上下(xia)壓力面的💔導(dǎo)壓孔間距爲(wei)0.5m)的管段,關閉(bì)集流器,在不(bu)同含油率下(xia)差壓傳感器(qì)的靜差壓響(xiǎng)應值與含油(yóu)率的☎️對應關(guan)系如圖2所示(shi)。
由圖2可以看(kàn)出,在含油率(lǜ)爲75%時出現大(dà)的拐點,可以(yi)㊙️認爲是分段(duàn)線性。
3.3不同含(hán)油率下油水(shuǐ)兩相流的流(liú)量與差壓流(liu)量計的🆚響應(ying)
固定節流孔(kǒng)(即出液孔)寬(kuan)度爲5mm,在油水(shuǐ)兩相流時,打(da)開集流器集(ji)🔞流,改變總流(liú)量和含油率(lǜ),差壓傳感器(qì)的響應值如(rú)圖☔3所示。
由圖(tú)3可以看出,在(zai)不同總流量(liang)和不同的含(han)油率時,都✨能(néng)✔️清晰💘的找到(dào)差壓傳感器(qi)的響應值。對(duì)于比較接近(jin)🏃♀️的響應值,考(kǎo)慮實際測井(jing)時儀器精度(dù)的影響,可通(tōng)過标定的含(han)油率靜差壓(ya)值區分開。
4結(jié)束語
1)利用差(cha)壓式流量計(ji)的測量原理(li),可正确測量(liàng)油水兩相流(liu)的體積流量(liang),且不受沾污(wū)、沙卡的影響(xiang)。
2)對含油率的(de)計算,因需要(yào)确定參數K的(de)變化規律,需(xu)做油水兩相(xiàng)流不同含率(lü)下的詳實标(biāo)定工作。
3)對油(you)氣水三相流(liú)的測量,由于(yú)在流動過程(chéng)中流型💜複🐪雜(zá)、成分多變等(deng)原因,有待做(zuo)更深人的理(lǐ)論研究和試(shì)驗。
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