摘要:油井産出流(liú)體中含油率的在(zài)線測量是評價産(chǎn)能✍️的重要指标。對(dui)多級旋流器和質(zhi)量流量計 組成的(de)相比例測量系統(tǒng)進行了測試試驗(yan)，通過對氣水兩相(xiàng)流的測量,證實了(le)所述分離器有很(hěn)好的氣體分離效(xiao)果，進而通過油水(shuǐ)兩相流的測量，證(zheng)實了系統對油水(shui)兩相流🏃‍♂️的相含率(lü)測量🏒有高的準确(què)👅性和适應性。在.上(shàng)述兩相工作💔的基(ji)礎上，開展了油氣(qì)水三相流的測試(shì)試驗✨，考察了溶解(jiě)氣對相含率♈測量(liàng)的影響🐉，并通過理(lǐ)論分析和計算.定(ding)量地驗證🏒了試驗(yàn)結果，試驗和計算(suan)均表明，即使是少(shao)量的溶解氣,對相(xiang)比例的測✌️量仍然(ran)會産生很大的誤(wù)差。
0引言
　　油井的産(chǎn)出流體多爲油氣(qì)水三相流，其中伴(ban)生氣的存.在是難(nán)⭕以對流量進行準(zhǔn)确測量的主要因(yin)素"，其原因一是産(chǎn)出物中伴生氣時(shí)有時無，二是含量(liàng)🌂不固定叫，三是現(xian)有的 渦街流量計(jì) 等很難準确測量(liàng)氣液兩相流的流(liu)量”，另外-.些測量😘方(fāng)法則受‼️到氣體含(han)率的影響，如超聲(shēng)波流量計在含氣(qi)率超過一定比🐕例(lì)時就可能接收不(bu)到回波信号用。。鑒(jiàn)于上述原因，日❓前(qian)在井口開展的流(liu)量測量多采用一(yi)種簡易的旋流式(shì)氣體分離裝✨置，對(duì)分離氣體後的油(you)水混合流體，通過(guo)質量流量計進一(yī)步🌂檢測含油量和(hé)含水量。在這種測(ce)量方法中，旋⛷️流式(shi)氣體分離裝置不(bú)需要供電，僅依靠(kào)流體的動能通🔴過(guo)多級旋流器實現(xiàn)氣液分離，在結構(gou)參靈敏設計合理(li)的情況下，證實了(le)🌏這種分離方法可(kě)以達到很好的分(fèn)離效果;另外，質量(liàng)流量計也有很高(gao)的測量精度，但由(yóu)測量結果得到的(de)🌈含油率這一最終(zhōng)關心的重🚩要被測(cè)量卻有很大的誤(wu)差，甚至超過10%。通過(guo)理💰論研究和試驗(yan)驗證，證實了這種(zhong)測量誤差産生的(de)原因是由溶解♈氣(qì)引起的，即少量的(de)溶解氣可以引起(qǐ)很大的測量誤差(chà)。在此基礎上，提出(chu)❌了一種改進的測(cè)量方法。
1氣體分離(li)效果
1.1測量系統的(de)結構
　　帶有旋流式(shì)分離器和質量流(liu)量計的流量測量(liang)系統🛀如圖🏃‍♀️1所示。該(gāi)系統作爲一-個整(zheng)體，申接在生産管(guǎn)線上，即測🌈量系❌統(tong)的人口和出口分(fen)别與生産管線的(de)來流和去流管線(xian)相連。被測的氣液(ye)混合流體由♌來流(liu)管道-7進人多級旋(xuan)流分離器-2，分離後(hou)的氣體由排氣管(guan)-1排出👅，油水混合流(liu)體經液體墊-3進人(rén)液體排🈲出管-4.并由(you)質量流量計-5測量(liàng)混合液體的質量(liang)，對已知的油水🐅密(mì)度可由質量計計(jì)直接🥰得到油和水(shui)的體積含量和質(zhi)量流量。測量過程(chéng)完成後，被計量過(guo)的液體和分離後(hòu)的氣體在測量裝(zhuang)置内部彙合，從測(cè)量系統的出口-6排(pái)出并進入到生産(chan)管線的去流管道(dao)。測量系統中液體(tǐ)墊的作用是使液(ye)體的出口高于分(fèn)離器的底部，使氣(qi)體不易通過液體(tǐ)墊而進人到液體(ti)管道中。

1.2氣水分離(li)效果
　　爲了驗證氣(qì)體的分離效果，分(fen)别對純水和氣水(shuǐ)兩種情況進行了(le)測量。通過質量流(liu)量計測量流量，在(zai)純水💞時質量流💁量(liang)測量出的水的密(mi)度爲0.979g/ml。對氣水兩相(xiàng)流試驗時，将圖1所(suo)示測量系✏️統接人(rén)到圖2所示的🌈試驗(yàn)流程中，試驗時，考(kao)慮到氣體相對于(yu)水的流量越大，氣(qi)液分離難度也越(yuè)大，也更難保證測(cè)量精度☁️。爲了加嚴(yán)考核🐅，試驗時采用(yong)的水流量爲5.7lm'/d，加人(rén)的氣體體積流😄量(liang)爲水的90%，質量流量(liàng)計輸出的質量流(liú)量、體積流量、質量(liàng)、體積、密度，見表1。表(biao)I中密度誤差是指(zhǐ)加氣前後流量計(ji)所測密度的相對(dui)誤差。
對表1給出的(de)試驗結果分析如(rú)下:

1)加氣後，質量流(liú)量計給出的流量(liàng)是不恒定的，其中(zhong)質量流量的🛀最大(dà)值是最小值的2.7倍(bèi)，說明在含氣率較(jiao)高🤞的情況下，流體(tǐ)的流量是不穩定(ding)的。流量時大時小(xiǎo)，類似于泡狀流，這(zhe)💘與純水情況下的(de)穩定流量有着明(míng)顯的差異。這種差(chà)異體現了高含氣(qì)率的特💜征，也充分(fen)說明了氣體與液(yè)體是不可能完全(quan)均勻地混合到一(yi)起的。
2)在含氣率爲(wei)90%的情況下，相對于(yú)純水情況而言，流(liú)體密度🏃🏻的平均測(cè)量誤差爲1.01%。這說明(ming)即使在氣體流量(liang)很大情況下，分離(li)系統仍然是比較(jiào)好的，存在誤差的(de)原因認爲是👅水中(zhōng)有一定的⛷️溶解度(du)引起的，但這🔞種溶(rong)解度對測量結影(yǐng)響不大。
2油水混合(he)流體中相比例測(ce)量
　　将水和購置的(de)機械白油分别經(jing)電子秤稱量後，注(zhù)人到試驗系統的(de)攪拌罐内，其中含(hán)水率爲60%，含油率爲(wei)40%。在攪拌均勻的情(qing)況下👉，啓動流體泵(bèng)及測量系統進行(háng)試😍驗,其中泵的排(pái)量爲4.8m/d。由㊙️于這種試(shi)驗不含氣體，流體(ti)的流動非常✂️穩定(ding)，多次試驗結果的(de)一緻性也很好，表(biǎo)2給出了一組典🧑🏾‍🤝‍🧑🏼型(xíng)的試驗結果。

對表(biao)2所示試驗結果分(fen)析如下:
1)表2中給出(chu)的流速是穩定的(de)，且混合密度也是(shi)均勻的，這☎️一現象(xiàng)體現了流體中不(bú)含氣體時流體流(liu)動的穩定性，同時(shi)也說明油水兩相(xiàng)流經過合理地攪(jiǎo)⭐拌後，混合是均勻(yún)的。
2)雖然瞬時含水(shui)率有一定誤差，但(dan)-段時間内的平均(jun)🌍含水率爲60.17%，與60%的實(shi)際含水率非常接(jiē)近。瞬時值波動的(de)原因認爲是🈚油包(bao)水造成的局部混(hùn)合不均勻所緻。
3油(you)氣水三相流的測(ce)量
　　前述油水混合(he)液體試驗的結果(guo)表明，如果氣液分(fèn)離效果較好，即氣(qi)體能夠被充分分(fèn)離，采用質量流量(liang)計☔測量含水率或(huò)含油🏃‍♂️率是可行的(de)。爲此開展了油氣(qi)水三相流的試驗(yan)👄，結果見表3。表3中彙(hui)總了加氣與不加(jia)氣💃的測量結♊果，以(yi)形成對比。試驗用(yong)液體的體積仍然(rán)是含水率60%，含油率(lü)40%，加入的氣體是液(yè)體體積流量的90%。

　　表(biǎo)3中所述标定結果(guǒ)是指:對圖1所示測(cè)量系統測量後的(de)流體，由電子稱和(hé)計量管分别計量(liàng)質量和體積而🏒得(dé)到的結果。由于電(diàn)子稱的分辦率爲(wei)10g，,計量管的橫截面(mian)積較小，由讀取液(ye)面高度得❄️出的體(ti)積誤☎️差也很小，所(suǒ)以認爲💚這種标定(ding)結果是比較準确(que)的。由表3可知，不加(jia)氣時，就質量和體(tǐ)積而言，标定的結(jie)果與質量流量🆚計(ji)的結果非常接近(jìn)，進一步證實了标(biao)定結果是準确的(de)。
加氣前後，質量流(liu)量計測量到的質(zhì)量分别爲:46.005kg和46.363kg;體積(ji)分别爲49.116L和50.262L,質量和(hé)體積的相對誤差(cha)爲:0.52%和0.67%，這說明✌️不論(lùn)加氣與否，質量流(liú)量計測量的體積(jī)和質量與标定結(jie)果是基本相同的(de)。但含㊙️油率則由加(jiā)氣前的39.2%變爲加氣(qì)🍉後的49.4%，與40%的🙇🏻實際含(han)油率産生了很大(dà)的誤差。需要說明(míng)的是:表3所述加氣(qi)後的體積是對取(qu)樣流體靜置一.段(duan)時間後計量的⭐，靜(jing)置的原因是流體(ti)中有大量⭕的溶解(jie)氣，目測就可到氣(qì)池逸出。靜置後溶(róng)解氣将逐步逸出(chu)🥰，假定質量流量計(ji)的🔴計量結果💰是準(zhǔn)确的，則逸出的氣(qì)💘體爲:
氣體逸出量(liang)=流量計體積-取樣(yang)體積=50.26-48.15=2.11(L)。
　　事實上，在常(chang)溫常壓下，白油對(duì)氣體的體積溶解(jiě)度🔅可達5.6%，上述體積(jī)的變化量在溶解(jie)度範圍内并小于(yú)理論🥵上的溶解❌度(du)。這✂️就說明:溶解氣(qì)的存在并不會❄️引(yin)起休🏃‍♀️積的明顯變(biàn)化🐇，但會對相含率(lǜ)産生很大的🔱誤差(cha)。由第二次加氣後(hou)的結果再次說明(míng)了相同的現象，但(dàn)得到的含油率誤(wu)差更大，其原🌂因是(shi)靜置時間相對較(jiào)短㊙️，氣體逸出量更(gèng)少。
4溶解氣引起相(xiàng)含率誤差的驗證(zheng)
　　由取出的樣品計(jì)算相含率時，可認(ren)爲樣品中的大部(bù)分氣體已⭐經逸出(chū)。設油水兩相流中(zhōng)體積、質量、相含率(lü)分别爲V、m、x，并用下标(biāo)0和W分别表示油和(hé)水，不帶下标的V和(hé)m分别表💋示總體積(ji)和總🆚質量，則有:


　　上(shàng)述計算結果與流(liu)量計的測量結果(guǒ)符合地很好✨，通過(guò)以🚶_上🏃計💰算可知，在(zài)加氣與不加氣的(de)情況下，雖然混合(he)密度相差僅0.014kg/L，但是(shi)含油率卻相差10.5%。由(you)此可見，少量的溶(róng)解氣📧對含油率的(de)測量産生㊙️很大的(de)誤差。如果以标定(dìng)的混合密度計算(suàn)，則含油率相差3.5%，其(qí)原🔞因是因爲取樣(yang)并靜置後已有氣(qì)體逸出。
5結束語
1)質(zhi)量流量計對油水(shuǐ)兩相流的相比例(lì)測量有很高的精(jīng)🚶‍♀️度🌏,
2)多級旋流式分(fèn)離器對氣體有很(hěn)好的分離效果，但(dàn)🍉無法消😄除🌍油♌中的(de)溶解氣。
3)氣體分離(lí)後，溶解在油品中(zhong)的氣體即使很少(shao)，采用🐉質量流量測(cè)量到的相比例仍(reng)然會産生很大的(de)誤差。

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