摘要：傳統多相(xiàng)流量計 計量精(jing)度低、放射源存(cún)在安全隐患且(qie)工藝複雜、費用(yong)高。豁✨免源多相(xiàng)流量計利用文(wén)丘裏原理測量(liang)多相流的總流(liú)量,利用豁免源(yuán)伽馬傳感器放(fàng)射性吸📞收技術(shù)測量多相流的(de)相分率,根據總(zong)流量和相分☂️率(lǜ)的計算,得到油(yóu)流量、水流量和(hé)氣流量。經灘淺(qian)海🍓某平台多井(jǐng)♻️合采混輸單井(jing)計量實例應用(yong)表明,與㊙️傳統的(de)計量相⭐比,豁免(mian)源多相流量計(ji)測量精度高、作(zuo)業安全、經濟效(xiào)益好。該設備減(jian)少了複雜配置(zhi),工🤞藝簡潔,無污(wu)染,具有一定推(tui)廣價值。
　　在原油(yóu)開采過程中,爲(wèi)了掌握油藏動(dòng)态和油井産❤️量(liàng)🔴,确定産量和油(you)田開采時間,需(xū)要經常監視單(dan)井動态産量,通(tong)過🌈對單口油💜井(jing)的産出油、氣、水(shuǐ)體積流量進行(háng)💃🏻計量,優💋化生産(chǎn)參數,提🍓高采收(shōu)率[1-5]常規的多井(jing)合采混輸單井(jing)計量需要多個(ge)分離器😘進行氣(qi)液分離計量,之(zhi)後通過儀器儀(yí)表和計量罐進(jin)行計量㊙️,得出各(gè)相所占的比率(lü)。受海上采油平(ping)台空間及開采(cǎi)成本的🎯限制,應(yīng)🏃🏻減少計量設備(bèi),提👣高設備利用(yòng)率。
　　多相流測量(liàng)技術和設備在(zài)石油工業中實(shí)現無須相分👌離(lí)的原油、水和天(tiān)然氣産量的計(jì)量。劉平等[6]在國(guo)内某海域油氣(qi)構造評價延長(zhang)測試項目中，爲(wèi)了有效提✨高在(zai)延長測試中流(liú)量計的測量精(jīng)度,研究了γ源多(duo)相流量計的計(ji)量原理,分析了(le)影響多相計✨量(liàng)精度的相關因(yin)素。首次采用γ源(yuan)多相流量計進(jìn)行單井計量。陳(chen)豔[7]通過介紹分(fen)離計量方案和(hé)多相不分離計(jì)量方案過🈲程、測(ce)量原理和應用(yòng)情況,對二者優(yōu)缺點進行比較(jiào)。豁免源多相流(liú)量計是利用文(wen)丘裏原理測量(liang)多相流的總流(liu)量，利用豁免源(yuan)伽馬傳感器放(fang)射性吸收.技術(shù)的技術原理測(ce)量🏃🏻‍♂️多相流的🤞相(xiàng)分率。然後根據(jù)總流量和相分(fen)率,通過--系列的(de)計算,即可得到(dao)油流量.水流量(liàng)和‼️氣流量。它即(jí)解決海洋平台(tai)空間狹小環境(jing)惡劣計量不連(lián)續🏃🏻‍♂️成本高等👨‍❤️‍👨問(wèn)題,又避免了放(fang)射源使用帶來(lai)的施工風險,具(ju)有體積小,工藝(yi)簡潔,測量範圍(wei)廣,計量精度高(gāo),無污染等優點(diǎn),具有一定的推(tuī)廣應用價值。
1豁(huo)免源多相流量(liang)計
　　豁免源多相(xiàng)流量計結構、工(gong)作原理及主要(yao)技術參🌂數🌈如💃下(xià)。
1.1結構
　　豁免源多(duō)相流量計由文(wen)丘裏管、單能伽(ga)瑪傳感器、油氣(qì)水三相含水儀(yí)、雙能伽瑪傳感(gan)器數據采集和(he)處理單元、輔助(zhu)性測量儀表及(ji)控制裝置等組(zǔ)成，結構圖見圖(tú)1。
 
(1)豁(huō)免源多相流量(liàng)計利用文丘裏(lǐ)管及單能伽瑪(ma)傳感器,完成✉️多(duo)✍️相流氣、液兩相(xiàng)流量的實時測(cè)量。
(2)豁免源多相(xiàng)流量計利用油(you)、氣、水三相含水(shuǐ)儀流型調🏃🏻‍♂️整裝(zhuāng)置及雙能伽瑪(ma)傳感器,測量油(yóu)、氣、水三相狀态(tai)标态下油水☎️混(hun)合🙇🏻液的相分率(lü)。
(3)豁免源多相流(liu)量計利用數據(ju)采集和處理單(dān)元,對單能伽瑪(mǎ)傳感器、雙能伽(ga)瑪傳感器及儀(yi)表的信号采集(ji)、處理,利用多相(xiàng)流動模型計算(suàn)各相率下的含(hán)量,最終将測量(liang)結果輸出到中(zhong)控或數❌據傳給(gěi)業主♈。
(4)豁免源多(duo)相流量計系統(tǒng)還包括--部分輔(fǔ)助.性測量🔱儀表(biǎo)及控制裝置,用(yong)于流量計的操(cao)作和控制。
(5)豁免(miǎn)源多相流量計(jì)根據産量的高(gāo)低,設置不同尺(chi)寸的測量管🔞徑(jìng)開關閥,便于實(shi)時調節,确保計(ji)量正✉️确。
1.2工作原(yuán)理
　　豁免源多相(xiàng)流量計利用文(wén)丘裏流量計測(ce)量多相㊙️流在工(gong)況😘條🌈件下的總(zong)流量,利用伽馬(mǎ)傳感器射線吸(xi)收技術測量多(duō)相流的相分率(lü),即管道中多相(xiàng)流氣體的體積(ji)分額一含氣率(lü)(GVF).液相中水的體(ti)積分額一舍水(shui)率(WC)。根據總流📐量(liang)和相分率，通過(guo)多相流模型計(jì)算,可得到♌油流(liu)量、水流量和氣(qì)流量。
　　文丘裏流(liú)量計是利用文(wen)丘裏效應“"]，它的(de)主體.是一節中(zhong)部🌈縮頸😘(喉部)的(de)測量管段(文丘(qiū)裏管),當流體流(liu)經文丘裏管時(shi),在它的入口與(yu)喉部之間會産(chǎn)生一個壓差(△p)。流(liú)體的總流量(q)與(yǔ)壓差的平方根(gen)成正比:q~√△p/ρ;(ρ是流體(ti)的混合密度)。當(dang)文丘裏管✌️的尺(chǐ)寸和加工工藝(yì)符合一定的标(biāo)準時,即可确定(dìng).上式中比例常(cháng)數，即測得流經(jing)文丘裏管流體(tǐ)的總流量。
　　伽瑪(ma)傳感器用來測(ce)量氣和液的相(xiang)分率以及液相(xiang)的含水率。伽馬(ma)射線是放射性(xing)同位素發射的(de)一種電磁輻射(shè),它有很強的穿(chuān)透介質的能力(lì)。當一束從放射(shè)源發射的伽馬(mǎ)射線穿過😘介質(zhi)時,它的強度将(jiang)因介質的🤞吸收(shōu)作用而減弱。不(bú)同的介質對伽(gā)馬射👅線的吸收(shōu)能力也不同,它(tā)主要與介質🥵的(de)化學組成和密(mì)度有關🌈。對🥰能量(liang)較低的伽馬射(she)線而言,水的吸(xi)收大于油🐪的吸(xī)收。對低壓下的(de)天然氣，它對伽(gā)馬射線🌈的吸收(shōu)可以忽略。在伽(gā)馬傳感器中，用(yong)一種被稱爲Na(TI)閃(shan)爍探🌈測器的探(tan)頭👈來測量伽馬(ma)射線的強㊙️度。這(zhe)種探頭輸出一(yī)連串的電脈沖(chòng),在單位時🧑🏽‍🤝‍🧑🏻間内(nei)的脈沖計數即(jí)代表被測量的(de)🔞伽馬射線的強(qiang)度。
　　當一束伽馬(mǎ)射線穿過氣液(yè)兩相混合介質(zhì)時,它的強度衰(shuāi)減與👉氣和液的(de)相對比分有關(guān)。如果已知伽馬(mǎ)束的初⭕始強度(du),測量它📐穿過一(yi)定厚度的介質(zhì)後的強度，即可(kě)确⛱️定氣和液的(de)相分率。但在這(zhè)種情況下,液相(xiang)必須爲單--介☔質(zhi),或組份不變或(huò)已♈知的二元介(jie)質。這就是單能(néng)伽馬傳感器測(ce)量含氣率的原(yuán)理☎️。
　　當被測量介(jiè)質是相對比分(fen)未知的油、氣、水(shuǐ)的混合物時，用(yong)一種能量的--束(shù)伽馬射線既不(bú)能确定含氣🌂率(lǜ)也🐅不能确定含(han)水率。這🥰時,需要(yào)增加能量不同(tóng)的另--東伽馬射(shè)線,這就是雙能(néng)伽馬傳感器[21]同(tóng)時測量兩束伽(gā)馬射線的強度(du),即可确定油、氣(qì)、水的混合介質(zhi)的含水率和含(han)氣率。
　　使用豁免(mian)源伽瑪傳感器(qi)測量相分率有(yǒu)如下技術優勢(shì):①不受☎️乳化液相(xiang)互轉化的影響(xiǎng);②可測量全範圍(wei)相分率;③操👨‍❤️‍👨作方(fāng)便,計量精度高(gāo);④不受液中含氣(qi)的影🌈響。
1.3主要技(ji)術參數
(1)測量範(fan)圍
　　豁免源多相(xiang)流量計測量範(fan)圍分布如圖2所(suǒ)示,即含水率測(ce)💞量範圍:0~100%;含氣率(lǜ)測量範圍:0~100%;流量(liang)測量範圍:0~3000m³/d;氣量(liàng)測量範💰圍:0~30x104m³/d。.
 
(2)測量精度
　　豁(huo)免源多相流量(liàng)計測量精度在(zài)全量程體積含(hán).氣率(GVF)0~100%狀态下👨‍❤️‍👨,總(zǒng)液量測量精度(dù)達到5%以内,氣體(tǐ)流量測🛀量精度(du)10%以内,含水率測(ce)量精度達到2%以(yi)内，其中氣液均(jun)爲相對誤差,含(hán)水率⁉️爲絕對誤(wu)差,全量程GVF範圍(wéi)内實現各單相(xiàng)流量計及含水(shui)率🤟實時計量，進(jìn)行産量連續監(jian)測
(3)基本設計參(cān)數
　　豁免源多相(xiàng)流量計設計口(kou)徑76mm,測量管線滿(mǎn)足大尺寸和小(xiao)尺🥵寸兩種方案(an),分别爲76mm、38mm,操作壓(yā)力500~6000kPa,操作溫度30~90℃,整(zheng)橇設計壽命20年(nian),可在油田生命(mìng)周期内的實現(xian)持🏃‍♀️續應用🍓。采用(yong)兩路220VAC供電,一路(lù)爲電伴熱🌈供電(dian),另一路爲橇内(nèi)儀表供電;核心(xin)部件均采用SS316不(bú)鏽🐉鋼制造,其🏃‍♀️中(zhōng)含水率和含氣(qì)率的測量部件(jiàn)爲伽馬傳感器(qì)，使用Ba133豁免源,其(qí)輻🐪射洩露等同(tong)于本底水平,采(cǎi)用CH133探頭,滿足海(hai)上高濕高鹽霧(wu)環境下的防♊護(hù)。
2現場應用
　　豁免(mian)源多相流量計(jì)在大港埕海XX油(yóu)田區塊8口井合(he)采混輸單井計(jì)量得到成功應(yīng)用,合采混輸單(dan)井計量産♌量見(jiàn)表1,單井産量最(zuì)✨高産液量388.98m³/d,最高(gao)産氣量74495m³/d;總液量(liang)誤差值小于5%,氣(qì)體流量誤🈲差值(zhí)小于7%,含水率小(xiao)于2%,達到了計量(liang)作業要求。
 
3結論(lun)
(1)使用豁免源多(duō)相流量計在多(duo)井合采混輸單(dan)井計量💃有足夠(gòu)的精度,可以實(shi)現實時、連續測(cè)量,基本上💯可以(yi)做到❗無人值守(shou)等特點使其可(kě)以代替部分三(sān)相分離器,具有(yǒu)一定的🙇‍♀️推廣價(jia)值。
(2)豁免源多相(xiàng)流量計可以實(shi)現在線測量多(duō)相流的總💰流量(liàng)和單💘相相分率(lü),方便計算各相(xiàng)流體的流量,可(ke)及時監測油井(jing)井🌈況，提🚶‍♀️高計量(liang)的及時性和正(zhèng)确率,通過産量(liang)變🈲化進行有效(xiào)把握,爲油田動(dong)态管理提供可(kě)靠的數據支持(chí),現場生産穩定(dìng)運行。
(3)豁免源多(duo)相流量計安裝(zhuang)工藝簡單,結構(gòu)緊湊,解決了海(hai)洋平台空間狹(xia)小、環境惡劣、成(cheng)本高等問題,具(ju)有一定的經濟(jì)效益和社會效(xiao)益。

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