摘要：傳(chuan)統多相(xiàng)流量計(jì) 計量精(jīng)度低、放(fang)射源存(cun)在安全(quán)隐患且(qie)工藝複(fu)雜、費‼️用(yòng)高🌈。豁免(mian)源多相(xiàng)流量計(ji)利用文(wén)丘裏原(yuán)理測量(liang)多相流(liu)的總流(liu)量,利用(yòng)豁免源(yuán)伽馬傳(chuán)感器放(fàng)射性吸(xī)收技術(shù)測量多(duō)🌈相流的(de)相分率(lü),根據總(zong)流量和(he)相分率(lü)的計算(suan),得到油(yóu)流量、水(shui)流量和(hé)氣流量(liàng)。經灘淺(qian)海某平(ping)台多井(jing)合采混(hùn)輸單井(jing)計量實(shi)例應用(yong)表明,與(yǔ)傳統的(de)計量⛹🏻‍♀️相(xiàng)比,豁免(miǎn)源多相(xiang)流量計(jì)測量精(jing)度高、作(zuò)業安全(quan)🔆、經濟效(xiao)益好。該(gai)👨‍❤️‍👨設備減(jiǎn)少🌈了複(fu)雜配置(zhi),工🏃🏻藝簡(jiǎn)潔,無污(wu)染,具有(yǒu)一定推(tuī)廣價值(zhi)。
　　在原油(yóu)開采過(guò)程中,爲(wèi)了掌握(wò)油藏動(dòng)态和油(yóu)井産量(liàng),确定🧡産(chan)量和油(you)田開采(cai)時間,需(xū)要經常(cháng)監視單(dan)井動态(tài)産量💯,通(tōng)過對單(dan)口油🤟井(jing)的産出(chu)油、氣、水(shui)體積流(liú)量進行(hang)計量,優(you)化生産(chǎn)💋參數,提(tí)高采收(shōu)率[1-5]常規(gui)的多井(jing)合采混(hun)輸單井(jing)計量需(xū)要多個(ge)分離器(qì)進行氣(qì)液分離(li)計量,之(zhi)後通過(guo)儀器儀(yi)表和計(ji)量♌罐進(jìn)行計量(liang),得出各(ge)相所占(zhan)的比率(lǜ)。受海上(shang)采油平(píng)台空間(jian)㊙️及開采(cai)成本的(de)限制,應(yīng)減少計(ji)量設備(bei),提高設(she)備利用(yong)率。
　　多相(xiàng)流測量(liàng)技術和(hé)設備在(zài)石油工(gong)業中實(shí)現無須(xu)相分✏️離(lí)的原油(you)、水和天(tiān)然氣産(chan)量的計(jì)量。劉平(píng)等[6]在國(guó)内某海(hǎi)🌈域油氣(qì)構造評(ping)價延長(zhang)測試項(xiang)目中，爲(wèi)了🌏有效(xiao)提高在(zai)延長測(ce)試中流(liú)量計的(de)測量精(jīng)度,研究(jiu)了γ源多(duo)相💜流量(liang)計的📧計(ji)量原理(lǐ),分析了(le)影響多(duo)相計🌏量(liàng)精度的(de)相關因(yīn)素。首次(cì)采用γ源(yuan)多相流(liú)量計進(jin)行單井(jing)計量。陳(chen)豔[7]通過(guò)介紹分(fèn)離計量(liang)方案和(hé)多相不(bu)分離計(jì)量方案(an)過程、測(ce)量原理(li)和應用(yong)情況,對(duì)二者優(yōu)🚶‍♀️缺點進(jìn)行比較(jiào)。豁免源(yuan)多相流(liu)量計是(shi)利用文(wen)丘裏原(yuan)理測量(liang)多相流(liú)的總流(liu)量，利用(yong)豁免源(yuan)伽馬傳(chuán)感器放(fang)射性吸(xi)收.技術(shu)的技術(shu)原理測(cè)量多相(xiang)流的相(xiang)分率。然(ran)後根據(jù)總流量(liàng)⁉️和相分(fen)率,通過(guo)--系列的(de)計算,即(ji)可得到(dào)油流量(liàng).水流量(liang)和👈氣流(liú)量。它即(jí)解決海(hai)洋平台(tai)空間狹(xiá)小環境(jing)惡劣計(jì)量不連(lian)續成本(ben)高等問(wen)題,又避(bì)免了放(fang)射源使(shǐ)用帶來(lai)的施工(gōng)風險,具(jù)有體積(ji)小,工藝(yi)簡潔,測(cè)量範圍(wéi)廣,計量(liang)精度高(gao),無污染(rǎn)等優點(diǎn),具有一(yi)定的推(tui)廣🔴應用(yong)價值。
1豁(huō)免源多(duō)相流量(liàng)計
　　豁免(mian)源多相(xiang)流量計(ji)結構、工(gōng)作原理(lǐ)及主要(yao)技術參(can)數如🈚下(xià)☎️。
1.1結構
　　豁(huo)免源多(duo)相流量(liang)計由文(wén)丘裏管(guǎn)、單能伽(ga)瑪傳感(gan)器、油氣(qi)水三相(xiàng)含水儀(yi)、雙能伽(ga)瑪傳感(gan)器數據(ju)采集和(hé)處理單(dan)元、輔助(zhu)性測量(liàng)儀表及(ji)控制裝(zhuāng)置等組(zu)成，結構(gòu)圖見圖(tu)1。
 
(1)豁(huo)免源多(duō)相流量(liang)計利用(yòng)文丘裏(lǐ)管及單(dān)能伽瑪(ma)傳感器(qi),完成💃🏻多(duō)相流氣(qì)、液兩相(xiang)流量的(de)實時測(cè)量。
(2)豁免(mian)源多相(xiàng)流量計(jì)利用油(yóu)、氣、水三(sān)相含水(shui)儀流型(xing)調🈲整裝(zhuāng)置及雙(shuāng)能伽瑪(ma)傳感器(qì),測量油(you)、氣、水三(sān)相狀🔞态(tài)标态下(xià)油水混(hun)合液的(de)相分率(lü)。
(3)豁免源(yuán)多相流(liu)量計利(lì)用數據(jù)采集和(he)處理單(dān)元,對單(dān)能伽👌瑪(ma)❤️傳⛷️感器(qi)、雙能伽(gā)瑪傳感(gan)器及儀(yí)表的信(xin)号采集(ji)、處理,利(lì)用多相(xiang)流動模(mó)型計算(suàn)各相率(lü)下的含(han)💛量,最終(zhōng)将測量(liàng)💯結果輸(shu)出到中(zhōng)🐅控或數(shu)㊙️據傳給(gei)業主。
(4)豁(huō)免源多(duo)相流量(liàng)計系統(tong)還包括(kuo)--部分輔(fu)助.性測(cè)量儀⛱️表(biao)及控制(zhi)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻裝置,用(yòng)于流量(liàng)計的操(cāo)作和控(kòng)制。
(5)豁免(miǎn)源多相(xiàng)流量計(ji)根據産(chǎn)量的高(gao)低,設置(zhì)不同尺(chǐ)寸的測(cè)量管🈚徑(jìng)開關閥(fa),便于實(shi)時調節(jie),确保計(jì)量正🌐确(què)。
1.2工作原(yuan)理
　　豁免(mian)源多相(xiang)流量計(jì)利用文(wén)丘裏流(liú)量計測(ce)量多相(xiang)流在工(gong)況條件(jian)下的總(zong)流量,利(lì)用伽馬(ma)傳感器(qì)射線吸(xi)收技術(shu)👄測量多(duo)相🏃流的(de)相分率(lü),即管道(dào)中多相(xiàng)流🐅氣體(ti)的📱體積(jī)分額一(yi)含氣率(lü)(GVF).液相中(zhōng)水🈲的體(tǐ)積分額(é)一舍水(shuǐ)率(WC)。根據(jù)總流量(liàng)和相分(fen)率，通過(guo)多相流(liú)模型計(ji)算,可得(dé)到油流(liu)量、水流(liú)量和氣(qi)流量。
　　文(wen)丘裏流(liú)量計是(shì)利用文(wen)丘裏效(xiao)應“"]，它的(de)主體.是(shì)一節中(zhōng)❗部縮頸(jǐng)(喉部)的(de)測量管(guǎn)段(文丘(qiu)裏管),當(dang)流體流(liu)經文丘(qiu)裏管時(shí),在它⭐的(de)入口與(yǔ)喉部之(zhi)間會産(chan)生一🔞個(gè)壓差(△p)。流(liú)體的總(zong)流量(q)與(yǔ)壓差的(de)平方根(gen)成正比(bi):q~√△p/ρ;(ρ是🧑🏾‍🤝‍🧑🏼流體(tǐ)的混合(he)密度)。當(dāng)📱文丘裏(lǐ)管的尺(chi)寸和加(jiā)工工藝(yi)🏃符合一(yī)定的标(biao)準時,即(ji)可确定(dìng).上式中(zhong)比例常(cháng)數，即🌈測(cè)得流經(jing)文丘裏(lǐ)管流體(tǐ)的總流(liú)量。
　　伽瑪(ma)傳感器(qì)用來測(cè)量氣和(he)液的相(xiang)分率以(yǐ)及液相(xiang)⛹🏻‍♀️的含🔞水(shuǐ)率。伽馬(mǎ)射線是(shi)放射性(xìng)同位素(sù)發射的(de)一種✊電(dian)磁輻射(shè),它有很(hěn)強的穿(chuan)透介質(zhi)的能力(lì)。當一束(shù)從放射(shè)源發射(shè)的伽馬(ma)射線穿(chuān)過介質(zhì)時,它的(de)強度将(jiāng)因介質(zhi)的吸收(shōu)作用而(er)減弱。不(bu)同的介(jie)質對伽(ga)馬射線(xiàn)的吸收(shou)能力也(ye)不同,它(ta)主要與(yu)介質的(de)化學組(zu)成和密(mi)度有關(guan)☔。對能量(liang)較低的(de)伽馬射(she)線而言(yan),水的吸(xī)收大于(yú)油的吸(xi)收。對低(di)壓下的(de)天然氣(qì)，它對伽(gā)馬射線(xiàn)的吸收(shōu)可以忽(hū)略。在伽(gā)馬傳感(gan)器中，用(yòng)一種被(bei)稱爲Na(TI)閃(shan)爍探🌈測(cè)器的探(tàn)頭來測(ce)量😄伽馬(ma)射線的(de)強度。這(zhè)🎯種探頭(tóu)輸出一(yi)連串的(de)電脈沖(chong),在單位(wèi)時間内(nèi)的脈沖(chòng)計數即(jí)代表被(bei)測量的(de)伽馬射(she)線的強(qiang)度。
　　當一(yī)束伽馬(ma)射線穿(chuan)過氣液(yè)兩相混(hùn)合介質(zhi)時,它的(de)強度❌衰(shuai)減㊙️與氣(qi)和液的(de)相對比(bi)分有關(guān)。如果已(yi)知伽馬(ma)束的初(chu)始強度(du),測量它(tā)⛱️穿過一(yi)定厚度(du)的介質(zhi)後💃的強(qiáng)度✔️，即可(kě)确✊定氣(qì)和🔞液的(de)相分率(lǜ)。但在這(zhe)種情況(kuang)下,液相(xiang)必🐉須爲(wei)單--介質(zhi),或組份(fen)🔞不變或(huo)已知的(de)二元⭐介(jiè)質。這就(jiù)是單能(neng)伽馬傳(chuan)感器測(cè)量含✔️氣(qi)率的原(yuan)理。
　　當被(bei)測量介(jie)質是相(xiàng)對比分(fen)未知的(de)油、氣、水(shui)的混合(he)物時，用(yòng)一💚種能(néng)量的--束(shù)伽馬射(shè)線既不(bú)能确定(ding)含氣🐉率(lü)也不能(neng)确定含(han)水率。這(zhè)時,需要(yào)增加能(néng)量不同(tóng)的另--東(dōng)伽馬射(shè)線,這就(jiu)是雙能(néng)伽馬傳(chuan)感器[21]同(tóng)時測量(liàng)兩束伽(gā)馬射線(xian)的強度(du),即可确(què)✊定油、氣(qì)、水的混(hùn)合介質(zhi)的含水(shuǐ)率和含(hán)氣率。
　　使(shi)用豁免(miǎn)源伽瑪(ma)傳感器(qi)測量相(xiang)分率有(you)如下技(jì)術🐇優勢(shì):①不受乳(ru)化液相(xiàng)互轉化(hua)的影響(xiǎng);②可測量(liang)全範圍(wei)相分率(lü);③操作方(fang)便,計量(liang)精度高(gao);④不受液(yè)中含氣(qì)的影🏒響(xiang)。
1.3主要技(ji)術參數(shù)
(1)測量範(fàn)圍
　　豁免(miǎn)源多相(xiang)流量計(ji)測量範(fàn)圍分布(bu)如圖2所(suo)示,即含(hán)水率測(ce)量範圍(wei):0~100%;含氣率(lǜ)測量範(fan)圍:0~100%;流量(liang)測量範(fàn)圍:0~3000m³/d;氣量(liàng)測量範(fan)圍:0~30x104m³/d。.
 
(2)測量(liang)精度
　　豁(huō)免源多(duo)相流量(liàng)計測量(liang)精度在(zài)全量程(cheng)體積含(han).氣❄️率(GVF)0~100%狀(zhuàng)态🍉下🙇🏻,總(zǒng)液量測(cè)量精度(dù)達到5%以(yǐ)内,氣體(tǐ)流量測(ce)量精😍度(dù)10%以♍内,含(hán)水率測(ce)量♌精度(du)達到2%以(yǐ)内，其中(zhong)氣液均(jun)爲相對(duì)誤差,含(hán)水率爲(wèi)絕對誤(wù)差,全量(liàng)程GVF範圍(wéi)内實現(xian)各單🌈相(xiang)流量計(jì)👄及含水(shui)率實時(shí)計量，進(jin)行産量(liàng)🥰連續監(jiān)測
(3)基本(běn)設計參(cān)數
　　豁免(mian)源多相(xiàng)流量計(ji)設計口(kou)徑76mm,測量(liàng)管線滿(mǎn)足大尺(chi)寸和👌小(xiǎo)🤟尺寸👨‍❤️‍👨兩(liǎng)種方案(àn),分别爲(wèi)76mm、38mm,操作壓(ya)力500~6000kPa,操作(zuo)溫度30~90℃,整(zhěng)橇設計(ji)壽命20年(nian),可在油(yóu)田生命(mìng)周期内(nèi)的實現(xiàn)持續應(yīng)用🙇‍♀️。采用(yòng)兩路220VAC供(gong)電,一路(lù)爲電伴(ban)熱供電(dian),另一路(lu)爲橇内(nèi)儀表供(gòng)電;核👨‍❤️‍👨心(xin)部件均(jun)采用SS316不(bu)鏽鋼制(zhi)造,其♈中(zhōng)含水率(lü)和含氣(qi)率的測(ce)量部件(jian)爲伽馬(mǎ)傳感器(qì)，使用Ba133豁(huō)免源,其(qi)輻射洩(xiè)露等同(tóng)于本底(dǐ)水平,采(cǎi)用CH133探頭(tou)🈲,滿足海(hai)上高濕(shi)高鹽霧(wù)環境下(xia)的防護(hu)。
2現場應(ying)用
　　豁免(mian)源多相(xiang)流量計(jì)在大港(gǎng)埕海XX油(you)田區塊(kuai)8口井合(he)⛱️采混輸(shu)單💰井計(ji)量得到(dào)成功應(yīng)用,合采(cǎi)混輸單(dan)井計量(liang)産量見(jiàn)表1,單井(jing)産✍️量最(zuì)高産液(ye)量388.98m³/d,最高(gāo)産氣量(liang)74495m³/d;總液量(liang)誤差值(zhi)小于5%,氣(qi)體流量(liang)誤差值(zhi)小于7%,含(han)水率小(xiǎo)于2%,達到(dào)了計量(liang)作業🌂要(yào)求。
 
3結論(lun)
(1)使用豁(huō)免源多(duo)相流量(liang)計在多(duō)井合采(cǎi)混輸單(dan)井計❓量(liàng)有足夠(gòu)的精度(dù),可以實(shi)現實時(shí)、連續測(ce)量,基本(ben)上可以(yi)🌈做到無(wu)人值守(shǒu)等特點(dian)使其可(kě)以代替(ti)部分三(sān)相分離(li)✉️器,具有(yǒu)🌈一定的(de)推廣價(jia)值。
(2)豁免(miǎn)源多相(xiàng)流量計(ji)可以實(shí)現在線(xiàn)測量多(duō)相流的(de)總流量(liang)和單🈲相(xiàng)相分率(lǜ),方便計(jì)算各相(xiang)流體的(de)流量,可(ke)及時監(jiān)測油井(jǐng)井況，提(tí)📐高計量(liàng)的及時(shí)性和正(zhèng)确率,通(tong)過🔴産量(liàng)變化進(jin)行有效(xiao)把握,爲(wei)油田動(dong)态管理(li)👈提供可(ke)靠的數(shù)據支⛷️持(chi),現場生(sheng)産穩定(ding)運🏃🏻‍♂️行。
(3)豁(huo)免源多(duō)相流量(liang)計安裝(zhuāng)工藝簡(jian)單,結構(gòu)緊湊,解(jie)決了海(hai)😘洋平台(tai)🌈空間狹(xia)小、環境(jing)惡劣、成(cheng)本高等(deng)問題,具(ju)有一定(dìng)的經濟(jì)效益和(he)社會效(xiao)益。

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