油氣水多相流量計(jì)的測(cè)試、標(biāo)定探討及應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2023-08-07 22:16:05來(lái)源：hseauto.cn來(lái)源：..
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油田在進(jìn)行油氣田開采的過程中，從井下開采出來(lái)的原油、半生天然氣和水在管道運(yùn)輸?shù)倪^程中逐漸形成了一種在相態(tài)以及流動(dòng)性能上比較復(fù)雜且相態(tài)和流動(dòng)性變化較快的多相流。多相流在形態(tài)和物性上具有較大的隨機(jī)性。利用隨機(jī)函數(shù)對(duì)多相流的隨機(jī)變量進(jìn)行計(jì)算后可以得出，對(duì)于油氣水多相流的體積測(cè)量完全可以通過對(duì)油氣水多相流的流速以及在流量截面上的含水氣率等參數(shù)的實(shí)施檢測(cè)就可以實(shí)現(xiàn)。但是在實(shí)際的油田開采作業(yè)過程中對(duì)于油氣水多相流的測(cè)試、標(biāo)定還是存在很多的困難。因此應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)多相流量計(jì)的開發(fā)和應(yīng)用。
1 多相流量計(jì)的測(cè)試、標(biāo)定技術(shù)
1.1 多相流量計(jì)的測(cè)試
由于油氣水多相流的流動(dòng)形態(tài)非常復(fù)雜多變，因此在多相流的體積分布上也隨著多相流的流行變化而不斷變化，油氣水三種相態(tài)之間在流動(dòng)的過程中存在著相對(duì)的運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生不同的相對(duì)速度，因此在進(jìn)行油氣水多相流的測(cè)量時(shí)，必須對(duì)油氣水三相各自的相分率以及分相速度進(jìn)行測(cè)試。而相分率的表征主要是通過相分率產(chǎn)量來(lái)進(jìn)行的，這個(gè)產(chǎn)量在實(shí)際的測(cè)試過程中處在很多難點(diǎn)。目前針對(duì)相分率產(chǎn)量的測(cè)試技術(shù)主要有電學(xué)法、射線吸收法以及微波衰減法等幾種。利用不同相態(tài)的電導(dǎo)率以及介電常數(shù)等特性的差異來(lái)測(cè)量油氣水多相流的氣液相分率的方法就是電學(xué)法。射線吸收法主要是利用射線在穿過多相流的時(shí)候，不同的相態(tài)對(duì)于射線吸收程度不同，而且不同密度的多相流對(duì)于射線的吸收程度也不相同，這樣就可以對(duì)多相流的密度以及分相率進(jìn)行測(cè)試。微波衰減法主要是利用某一頻率的微波在經(jīng)過不同含水體積分?jǐn)?shù)的相態(tài)時(shí)產(chǎn)生的衰減程度不同，通過衰減度跟含水體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算就可以得出多相流個(gè)相態(tài)的含水體積分?jǐn)?shù)。油氣水多相流的流量測(cè)試可以細(xì)分為均相流測(cè)試法和分相流測(cè)試法兩種。均相流測(cè)試法是在進(jìn)行測(cè)試前將油氣水多相流經(jīng)過混合器等裝置進(jìn)行均勻的混合后就可以按照單向流的性質(zhì)進(jìn)行流量的測(cè)試。由于經(jīng)過均勻混合后，油氣水多相混合物在相態(tài)上非常接近與單向流。因此完全可以按照節(jié)流閥、容器發(fā)等單向流流量測(cè)試的方法對(duì)油氣水多相流的均相混合進(jìn)行流量測(cè)試。
1.2 多相流量計(jì)的標(biāo)定
在多相流量計(jì)完成研發(fā)生產(chǎn)準(zhǔn)備進(jìn)入市場(chǎng)進(jìn)行商用前，要對(duì)多相流量計(jì)進(jìn)行綜合性能的測(cè)試和評(píng)價(jià)，對(duì)多相流量計(jì)的精度進(jìn)行標(biāo)定。而在多相流量計(jì)進(jìn)入市場(chǎng)后，在實(shí)際的使用過程中也要不定期的對(duì)多相流量計(jì)進(jìn)行檢定。目前國(guó)外很過國(guó)家在多相流量計(jì)的測(cè)試以及計(jì)量裝置上投入了大量的資金來(lái)對(duì)多相流測(cè)試標(biāo)定技術(shù)進(jìn)行理論實(shí)驗(yàn)研究。國(guó)內(nèi)在多相流量計(jì)的測(cè)試以及計(jì)量裝置上的投入較小，建立的裝置規(guī)模也較小。目前國(guó)際上唯一一個(gè)在多相流量計(jì)的標(biāo)定裝置上具有較高知名度跟權(quán)威性的企業(yè)就是英國(guó)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室在上世紀(jì)90年代建造的油氣水三相流量計(jì)測(cè)試和標(biāo)定裝置。該裝置在測(cè)量范圍以及精度上都具有良好的表現(xiàn)，而且設(shè)備的功能也比較齊全，完全能夠?qū)崿F(xiàn)油氣水多相流流量計(jì)的綜合性能測(cè)試和標(biāo)定工作。
2 多相流量計(jì)的應(yīng)用
油氣水多相流量計(jì)在實(shí)際的使用過程中可以被細(xì)分為直接在線流量計(jì)和取樣流量計(jì)兩種。對(duì)輸送管道內(nèi)的多線混合物進(jìn)行體積流量和體積密度的測(cè)試時(shí)就要是用取樣流量計(jì)。取樣流量計(jì)的另以中應(yīng)用是從油氣水輸送主管道上對(duì)多相流進(jìn)行取樣，然后通過分離器將其分離成氣、液兩相，再通過伽馬密度儀對(duì)油氣水三相各自的密度進(jìn)行測(cè)量。與取樣流量計(jì)不同的是，直接在線計(jì)量利用的直接利用多相混合物內(nèi)在的流體性質(zhì)進(jìn)行測(cè)量就可以獲得混合物中各個(gè)相態(tài)的流量。這樣在整個(gè)測(cè)量過程中，不會(huì)出現(xiàn)任何測(cè)量設(shè)備對(duì)流體進(jìn)行干擾，而且對(duì)與出油管線也不許要進(jìn)行大量的改造。多相流量計(jì)在實(shí)際的使用過程由于技術(shù)上的限制存在以下一些問題：①在使用多相流量計(jì)對(duì)油氣水多相混合物進(jìn)行測(cè)量時(shí)，往往需要經(jīng)過多次的、大量的測(cè)試后，將獲得的多組數(shù)據(jù)將進(jìn)行計(jì)算才能夠得出油氣水多相混合物中各個(gè)相態(tài)的流量，這樣實(shí)際計(jì)算出的多相混合物的流量精度就會(huì)存在較大的誤差。目前市場(chǎng)上使用的大部分多相流量計(jì)的誤差都在±10%；②目前多相流量計(jì)的使用都要在充分掌握流行的特性后才能很好的發(fā)揮測(cè)量作用；③目前市場(chǎng)上的多相流量計(jì)的含氣率水使用度較低，一般都要求含氣率在1.9-1.0內(nèi)；④多相流采用的微波輻射的技術(shù)都具有輻射性，對(duì)人體有一定的傷害；⑤目前市場(chǎng)上的多相流量計(jì)的標(biāo)定設(shè)備不能夠完成對(duì)流速測(cè)量的很好標(biāo)定。
綜上所述，油氣水多相流量計(jì)在油田的生產(chǎn)開采作業(yè)過程中起到了十分重要的作用，雖然隨著石油企業(yè)的發(fā)展，我國(guó)在多相流量計(jì)的應(yīng)用上取得了不小的成果，但是目前多相流量計(jì)還是存在誤差大，使用限制比較諸多的缺點(diǎn)。因此，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)多相流量計(jì)的研發(fā)和設(shè)備投資，這樣才能開發(fā)出更加先進(jìn)的多相流量計(jì)。
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