摘要：針對(duì)油氣水三(san)相流條件(jiàn)下産液剖(pōu)面測井問(wen)題，在油🔆田(tián)多🔞相流模(mó)拟實驗裝(zhuāng)置上進行(hang)三相流條(tiao)件下阻抗(kang)式含水率(lǜ)⛹🏻‍♀️計的響應(yīng)規律實驗(yan)，考察氣相(xiang)介入對傘(san)集流渦輪(lún)流量計 及(jí)阻抗式含(han)水率計流(liú)量和含水(shui)率測量的(de)影響，得到(dào)🏃🏻油氣水三(sān)👈相流情況(kuang)下渦輪流(liu)量計及阻(zu)抗含水🔅率(lü)傳感器的(de)響應特性(xing)。實驗結果(guǒ)表明，氣相(xiang)介入對傘(san)集流渦輪(lún)流量計及(jí)阻抗含水(shui)率計測量(liàng)液相流量(liàng)和含水率(lü)有較大影(yǐng)響，使流📐量(liàng)測量值偏(piān)高，含水🈲率(lǜ)測量值偏(piān)低；液相流(liu)量越低，二(èr)者測量值(zhi)誤差越大(dà)。給出了2口(kǒu)井現場測(cè)井實例，爲(wei)現場測井(jing)工💚程師在(zài)生産測⭐井(jǐng)中産氣井(jǐng)的測試提(ti)供借鑒。爲(wei)進一步提(ti)高油氣水(shuǐ)三相流條(tiáo)件下的産(chǎn)出剖面測(ce)井質量提(ti)出了建🐉議(yì)。
0引言　
　　油田(tian)目前處于(yú)高含水開(kāi)發期，油井(jing)中油氣水(shui)三相流現(xiàn)象💯普遍。對(dui)于油水兩(liǎng)相來說，已(yǐ)有成熟的(de)産液剖面(mian)的測量技(ji)術，阻抗式(shi)産液剖面(miàn)測井儀已(yi)在産液剖(pou)面💚測井中(zhong)廣泛應用(yòng)，并獲得了(le)良好的效(xiao)果。該儀器(qi)在水🐉爲連(lian)續相的高(gao)含水油水(shuǐ)兩相流産(chan)出剖面測(ce)量中，能🔴正(zheng)确測量流(liu)量及含水(shui)率‼️，具有很(hen)好的重複(fu)性、一緻性(xìng)，能提供可(ke)靠的産液(ye)信息。對于(yu)油氣水三(sān)相流，由于(yú)氣液之間(jiān)密度差異(yi)大，氣泡的(de)表面張力(lì)大等因素(su)的影響，導(dǎo)緻氣液混(hun)合不均勻(yún)，油氣🔞水三(san)相流體的(de)流型、流态(tài)複雜，對産(chǎn)液剖面測(ce)井儀器的(de)測量結果(guǒ)造成了複(fú)雜的影響(xiang)，對産液情(qing)況的準确(què)了解造🌍成(cheng)了困難。油(you)田采用集(ji)流式流量(liàng)計和🆚放射(shè)性密度計(ji)組合測量(liàng)三相流。基(ji)于傘集流(liú)渦輪流量(liàng)計與放射(she)性密度－持(chí)水率計組(zǔ)合儀在油(you)氣水三相(xiang)流模拟實(shi)驗裝置中(zhōng)的動态試(shi)驗結果，建(jian)立了三相(xiàng)流渦輪流(liú)量計統計(ji)測量模型(xíng)。近年來，陸(lu)續研🆚發了(le)光纖持🧑🏽‍🤝‍🧑🏻氣(qi)率計［4］、低産(chǎn)🌈液三相流(liú)測井儀［5］等(deng)新方🌂法和(hé)儀器。光纖(xian)持氣率計(jì)通過測量(liang)三相總🏃‍♀️流(liú)量、持水率(lǜ)和持氣率(lü)，結合🌈溫度(dù)、壓力，采用(yòng)解釋模型(xíng)👣獲得🚶油氣(qi)水的分相(xiàng)流量。低産(chan)液三相流(liú)測井儀受(shou)流量和含(hán)水率測量(liàng)範圍的影(yǐng)響隻能在(zai)流量較低(di)🏃的低産液(yè)井中部分(fèn)應用。這些(xiē)工作并沒(mei)有研究氣(qi)體對兩🙇🏻相(xiàng)流測井儀(yí)器的定量(liàng)影響。
　　本文(wén)在油田多(duo)相流模拟(ni)實驗裝置(zhi)上采用阻(zu)抗式含水(shuǐ)率計在油(you)氣水三相(xiàng)流條件下(xia)進行室内(nèi)動态實驗(yàn)，得到油氣(qi)💋水三相流(liú)情況下渦(wo)輪流量計(jì)及阻💰抗含(hán)水率傳感(gǎn)器的響💋應(ying)特性📞，定量(liàng)分析評價(jià)了氣🏒相對(dui)流量🥵和含(hán)水率測量(liàng)的影👈響，并(bing)結合現場(chǎng)測井實例(li)，爲現場測(cè)井工程師(shi)在生産測(cè)井中産氣(qi)井測試提(ti)供借鑒。
1實(shí)驗條件及(ji)實驗方案(an)
　　實驗在油(you)田多相流(liu)實驗室油(you)氣水三相(xiàng)流模拟井(jǐng)中進行💞。透(tou)🔞明有機玻(bo)璃井筒内(nèi)徑爲125ｍｍ，實驗(yan)介質爲自(zi)來水、柴油(yóu)和壓縮空(kong)🈚氣。實驗儀(yí)器采用阻(zu)抗式産液(ye)🌈剖面測井(jing)儀。儀器自(zi)下⚽向上依(yi)次爲傘式(shi)集流器、渦(wō)輪流量計(ji)和阻抗式(shì)含水率傳(chuan)感器，渦輪(lún)流量計及(jí)阻抗傳感(gan)器内徑爲(wèi)19ｍｍ。傘式👈集流(liú)器具有♋16根(gēn)金屬傘筋(jīn)，傘布采用(yòng)高強度薄(bao)織料，集流(liú)傘撐開後(hòu)能夠将内(nei)徑爲125ｍｍ的井(jing)筒密封，使(shǐ)待測的油(you)氣水混合(he)流體被集(jí)流傘集流(liu)後從集流(liú)傘下方的(de)進液口流(liu)入測量通(tong)道。阻抗式(shì)含水率傳(chuán)感器和渦(wo)輪流量計(ji)依次安裝(zhuāng)💁在集流傘(san)上部，油🈲氣(qì)水混🤩合流(liú)體流經渦(wo)📧輪流量計(ji)🌈測量流量(liang)，再流經阻(zu)抗式含♌水(shui)率傳感器(qi)測量含水(shuǐ)率，然後由(you)出液口流(liu)回到井筒(tong)。
　　根據儀器(qi)的工作原(yuan)理及儀器(qì)結構等條(tiáo)件，實驗時(shí)🆚氣體✊流量(liang)設置分别(bié)爲0、1、3、5m3/d；油水液(ye)相流量範(fàn)圍爲3～60m3/d，流量(liang)調節分别(bié)爲3、5、10、20、40、60m3/d，含水率(lü)調節範圍(wéi)50％～100％。實驗中，先(xian)固定某一(yī)✉️氣體流量(liang)，待氣體流(liú)量穩定後(hòu)🐉調節油水(shui)兩相含水(shuǐ)率，流動穩(wěn)🌍定後，進行(hang)測量。
2多相(xiang)流模拟井(jing)中的實驗(yàn)及分析
2.1氣(qì)體對渦輪(lun)流量計流(liu)量測量的(de)影響
　　爲考(kǎo)察氣體對(duì)渦輪流量(liang)計流量測(ce)量的影響(xiang)，在油氣🌐水(shui)☎️三相流中(zhōng)不同氣相(xiàng)流量下對(duì)渦輪流量(liang)計進行了(le)動态實驗(yàn)标定♌。實驗(yan)時添加的(de)氣體流量(liang)分别爲1、3、5m3/d，油(yóu)水液相流(liú)量範圍3～60m3/d，含(hán)水率調節(jie)範圍50％～100％。
　　圖1氣(qì)體流量分(fèn)别爲1、3、5m3/d時标(biao)定的渦輪(lun)流量計在(zai)油氣水三(sān)相💘流中🔅的(de)響應圖版(bǎn)。液相含水(shuǐ)率從100％逐漸(jian)遞減變化(huà)到50％，便于對(duì)🈲比增加了(le)清水中标(biāo)定的渦輪(lún)曲線，即氣(qì)體流量爲(wei)0m3/d時的渦輪(lún)曲線。

（1）當加入氣(qì)體流量1m3/d時(shi)，液相流量(liàng)在10m3/d以上時(shí)，渦輪響應(ying)與液相🌂流(liú)量呈線性(xìng)關系；由于(yu)加入的氣(qì)體較少，渦(wo)輪響應頻(pin)💃率略高于(yú)沒有加入(ru)氣體時清(qīng)水中渦輪(lún)的響應；但(dan)在液相流(liu)量10m3/d以下時(shi)，随持氣率(lǜ)增加，渦輪(lún)👌響應明顯(xian)高于清水(shuǐ)中的渦輪(lun)響應，測量(liàng)流量明顯(xian)高于标準(zhun)流量，産生(shēng)了較大測(ce)量誤差［見(jian)圖1（ａ）］。
（2）當加入(ru)氣體流量(liang)3m3/d時，渦輪響(xiǎng)應頻率明(ming)顯高于沒(méi)有加入氣(qi)體時㊙️清水(shuǐ)中渦輪的(de)響應頻率(lü)。當加入氣(qi)體後，渦輪(lun)在低液量(liàng)和高液量(liàng)時有不同(tong)的規律，在(zai)液相流量(liàng)💘高于10m3/d時💰，渦(wo)輪響🌐應與(yu)液相流量(liàng)呈線性關(guān)系。而在低(di)液量下（液(yè)相流量10m3/d以(yǐ)下），渦輪響(xiang)應🤟與液相(xiang)流量呈非(fēi)線性關系(xi)。此時，渦🤟輪(lún)響應遠遠(yuan)高于相對(dui)應💋的液相(xiàng)流量，随液(yè)相流量增(zeng)加，渦輪響(xiang)應增加緩(huǎn)慢，幾乎呈(cheng)一個平的(de)台階，渦輪(lun)對液相流(liu)量失去了(le)分辨能力(lì)，說明渦輪(lún)流量計在(zai)産氣情況(kuàng)下測量低(di)液相流量(liàng)時會有較(jiao)大誤差［見(jiàn)圖1（ｂ）］。
（3）加入氣(qi)體流量5m3/d時(shí)渦輪響應(yīng)與加入氣(qi)體3m3/d時的響(xiang)應規律一(yi)緻，渦輪響(xiang)應要明顯(xian)高于清水(shuǐ)和加入3m3/d氣(qi)體時的響(xiǎng)應，測量流(liú)量明顯偏(piān)高，渦輪流(liu)量計受氣(qi)體影響更(gèng)爲嚴重［見(jian)圖1（ｃ）］。
（4）液相含(hán)水率從100％變(bian)化到50％時，不(bu)同含水率(lü)下的渦輪(lún)響應曲💞線(xiàn)近于重合(hé)，即渦輪受(shou)油水兩相(xiàng)含水率變(biàn)化影響💃🏻較(jiào)小✉️，氣體則(zé)是影響🐅渦(wo)輪響應明(ming)顯偏高的(de)主要因素(sù)。
　　利用清水(shui)中渦輪的(de)刻度方程(chéng)計算加入(rù)不同氣體(ti)💜流量後渦(wō)輪響應頻(pin)率所對應(yīng)的流量，即(ji)爲加入氣(qì)體後的測(cè)量流量，與(yu)标準流量(liàng)之比得到(dào)相對誤差(cha)。計算結果(guǒ)表明，氣體(ti)對💞液相流(liú)量的測量(liang)産生了較(jiao)大的誤差(cha)，隻有流量(liàng)🐇較高、氣量(liang)較低的測(cè)點相對誤(wù)🔞差在10％以内(nei)，其他測點(diǎn)的相對誤(wu)差均大于(yu)10％。尤其在液(yè)相流量較(jiào)低、持氣率(lǜ)較高時，受(shou)氣相影響(xiǎng)尤爲嚴重(zhòng)。液相流量(liang)5m3/d時相對測(cè)量誤差最(zui)大可達135％，液(ye)相流量3m3/d時(shí)相對測量(liang)誤差最大(da)👨‍❤️‍👨可達300％。因此(cǐ)，現場測井(jing)時液相流(liú)量越低，持(chi)氣率越大(dà)，氣體對流(liu)量産生的(de)測量誤差(chà)🐪越大。
2.2氣體(ti)對阻抗含(hán)水率計含(hán)水率測量(liang)的影響
　　爲(wèi)考察氣體(tǐ)對阻抗式(shì)含水率計(jì)含水率測(cè)量的影響(xiǎng)，在🈲油氣水(shui)三相流中(zhōng)不同氣相(xiang)流量下對(dui)阻抗含水(shuǐ)率計進🔴行(hang)了動态實(shi)驗🈲标定。實(shí)驗時氣體(ti)流量分别(bié)爲1、3、5m3/d，油水液(ye)相流量範(fan)🥵圍爲3～40m3/d，含水(shuǐ)率調節範(fan)圍50％～100％。圖2爲🌍加(jiā)入氣體✔️流(liú)量1、3、5m3/d時标🥰定(ding)的阻抗含(hán)水率計在(zai)油氣水三(san)相流中的(de)響應圖版(ban)。
（1）加入氣體(tǐ)流量1m3/d，當液(ye)相流量較(jiao)高時儀器(qì)含水率響(xiang)應略低🔅于(yu)未加入氣(qi)體時的含(hán)水率響應(ying)，受氣體影(yǐng)響小；但在(zai)液相流量(liang)較低（10m3/d以下(xia)）、含水率較(jiào)高（80％）時，含水(shuǐ)率響應♈明(ming)顯降低，測(cè)量含水偏(piān)低，受氣體(tǐ)影響嚴重(zhong)，産生了較(jiao)大的測量(liang)誤差［見圖(tú)2（ａ）］。
（2）加入氣體(tǐ)流量3、5m3/d時，與(yu)未加入氣(qì)體的含水(shuǐ)率圖版對(dui)比，加入氣(qi)體後相對(dui)應的含水(shuǐ)率響應明(ming)顯降低，測(ce)量的含水(shui)率明顯低(di)🥰于标準含(hán)水率。氣流(liú)量5m3/d的含水(shui)率響應明(míng)顯低💛于氣(qi)流量3m3/d時的(de)⁉️含水率響(xiang)應。尤其是(shi)在低流量(liang)、高含水時(shí)，氣體對含(han)水率測量(liàng)影響尤爲(wei)嚴重，液相(xiàng)流量越低(dī)含水率響(xiǎng)應偏差越(yue)大；氣體流(liu)🌈量越高，含(han)水🤞率測量(liang)偏差越大(da)［見圖2（ｂ）、（ｃ）］。

　　計算(suàn)加入氣體(tǐ)後的含水(shuǐ)率測量誤(wù)差，誤差計(jì)算結果表(biao)明，加入氣(qì)體後含水(shui)率測量誤(wu)差較大，液(yè)相流量越(yue)低含🏃‍♀️水率(lü)測量誤差(chà)越大，最大(da)測量誤差(cha)達到30％。根據(jù)阻抗式含(han)水率計👄的(de)測量原理(li)，含水率傳(chuán)感器測量(liang)油水混合(hé)相電導率(lü)與其中純(chun)水相電導(dao)率之比确(què)定含水率(lü)。由于氣相(xiàng)爲非導電(diàn)相，當加入(ru)一定量氣(qì)體時，待測(ce)流體的混(hun)合電導率(lü)降低，測量(liang)🤞含水率降(jiang)低；液相流(liu)量越低，氣(qì)體所占比(bǐ)例越大，測(ce)量含水率(lǜ)誤差越大(dà)。
3現場測井(jing)
　　Ｔ－××－××1井是油田(tian)采油五廠(chǎng)1口水驅産(chan)出井，采用(yòng)阻抗式含(hán)水率計在(zai)該井進行(hang)了測試。圖(tú)3、圖4分别爲(wei)測點深度(du)1097.3ｍ測量的流(liú)量及⚽混相(xiang)值曲線圖(tú)。2ｍｉｎ的采樣時(shi)間内，流量(liang)及混相值(zhi)曲線波動(dòng)劇烈，明顯(xiǎn)🚶‍♀️受井下🐪産(chǎn)氣影響，進(jìn)行平均值(zhí)計算時隻(zhi)能取後半(bàn)段較平穩(wen)♻️的數據，因(yīn)此，測試時(shí)需🐉延長測(ce)量時間。錄(lù)取不同範(fan)圍數值時(shi)🍉流量及含(hán)水率測量(liàng)差值較大(dà)，流量平穩(wen)段爲14.81m3/d，高值(zhí)時達到23.52m3/d；取(qǔ)不同測🈚量(liang)段的混相(xiang)值時測量(liàng)含水率最(zui)大相差12％。重(zhòng)複測量得(dé)到了相同(tong)的測量結(jie)果。由此可(kě)見，氣體對(duì)流量及含(han)水✊率測量(liàng)産生了非(fēi)常大的測(ce)量誤差。
　　Ｂ2－××－××2井(jǐng)是油田采(cǎi)油一廠1口(kǒu)水驅産出(chū)井，該井井(jing)口計量産(chǎn)液51.72m3/d，取樣🛀🏻化(huà)驗含水率(lǜ)81.8％。采用阻抗(kàng)式含水率(lǜ)計在該井(jǐng)進行了測(ce)試⛷️，圖5爲第(di)1測點深度(du)1068ｍ測量的流(liu)量及混相(xiang)值曲線圖(tu)。圖5的流量(liàng)曲線表明(míng)，流量曲線(xiàn)受氣體影(yǐng)響較大，測(ce)量流量波(bo)動較大，在(zài)25～98m3/d之間波動(dong)，平均值爲(wèi)58.6m3/d；混相值波(bo)動也很大(dà)，在280～640Ｈｚ之間劇(jù)烈波動，平(ping)均值圖5第(di)1測點1068ｍ處流(liu)量曲線和(hé)混相值曲(qu)線388Ｈｚ。該井測(cè)量流量爲(wei)65.8m3/d，測量含水(shui)爲51.3％，受井下(xià)産氣影響(xiang)明顯，測量(liang)流量明顯(xian)♍高于井口(kou)計量流量(liàng)，測量含水(shuǐ)率明🏃🏻顯低(dī)于化驗含(hán)水率。同🔞時(shí)，在該井測(ce)井時，使用(yong)了儀器上(shàng)裝有氣🐆體(tǐ)分離器的(de)阻抗式含(hán)水率計在(zai)該井進行(hang)測試，第1測(cè)點的流量(liang)及混相值(zhi)曲線♌見圖(tu)6。由于氣體(tǐ)分離器将(jiang)氣體分離(li)，未進入測(ce)量通道，減(jian)小了氣體(tǐ)對測量傳(chuán)感器的🌂影(ying)響，測量的(de)流量及混(hun)相值曲線(xiàn)波動明顯(xiǎn)減少，流量(liang)波動爲🐉36～78m3/d，平(ping)均值爲55m3/d；混(hùn)相值波動(dong)爲211～288Ｈｚ，平均值(zhi)爲228Ｈｚ。測量流(liu)量爲54.8m3/d，測量(liàng)含水率爲(wei)80.4％，與井⭐口計(ji)量非常接(jie)近。對比測(ce)量結果表(biao)明，氣體對(duì)流量及💞含(han)水率測量(liang)造成了非(fēi)常大的測(cè)量誤差，已(yi)不能進行(hang)準确測量(liàng)。




4結論及建(jiàn)議
（1）産氣井(jǐng)中使用兩(liang)相流儀器(qi)測量流量(liang)普遍偏高(gao)，氣體對流(liú)量🐉測量産(chǎn)生的相對(dui)誤差普遍(biàn)大于10％；液相(xiang)流量較低(di)時，受氣相(xiang)影響尤爲(wèi)嚴重，液相(xiàng)流量5m3/d時相(xiang)對測量誤(wu)差最大🔅可(kě)達135％。在現場(chǎng)測井液相(xiàng)流量越低(di)，持氣率越(yue)大時，氣體(ti)對流量産(chan)生💔的測量(liang)誤❗差越大(dà)。
（2）産氣井中(zhōng)測量含水(shuǐ)率普遍偏(piān)低，氣體對(duì)含水率測(ce)量産生🤟了(le)較大的測(cè)量誤差，液(yè)相流量越(yue)低，持氣率(lü)越大時，含(han)水率測量(liàng)🏒誤差越大(da)，最大測量(liàng)誤差達到(dào)30％。
（3）爲進一步(bu)提高油氣(qi)水三相流(liu)條件下的(de)産出剖面(miàn)測井質量(liàng)，開發安全(quan)、環保、可靠(kào)的三相流(liu)測井技術(shu)是當務之(zhi)急。一方面(mian)研究基于(yu)光纖持氣(qì)率計、渦輪(lún)流量計🌈及(ji)阻抗含水(shuǐ)率💞計多傳(chuán)感器組合(hé)的測量方(fang)法和解釋(shi)方法；另一(yi)方面研究(jiū)氣相分流(liu)🌐的工藝，将(jiāng)三相流問(wen)題簡化爲(wèi)兩相流問(wèn)題，采用兩(liǎng)相流的技(ji)🍉術解決問(wen)題。

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