摘要(yào):在國内某(mǒu)海域(yù)油氣(qì)構造評價(jià)延長測(cè)試項目(mù)中,首次(cì)采(cǎi)用γ源多相(xiàng)流量計 進行單井計量。爲(wèi)了有效提高在(zài)延長測試(shì)中流(liú)量計的(de)測(cè)量精度,研究了γ源多(duō)相流(liú)量(liàng)計的(de)計(jì)量原(yuán)理,分(fèn)析了影響(xiǎng)多(duō)相計量精度(dù)的相關因(yīn)素。通過(guò)實際應(yīng)用過(guò)程(chéng)試驗,對(duì)比、分析并找出(chū)對實際測量影(yǐng)響較大的(de)關鍵(jiàn)因(yīn)素。針對(duì)關鍵(jiàn)因素,提(tí)出了可(kě)操作(zuò)的性(xìng)能保(bǎo)障措施(shī)。實際應用結(jié)果表明,流量(liàng)計測量(liàng)精度(dù)得到了顯著提高,滿足項目測試要(yào)求(qiú)。通過計(jì)算、分(fèn)析γ源(yuán)三相計量(liàng)技術的應(yīng)用關鍵因(yīn)素,實(shí)施有效的性能(néng)保證措施,減小(xiǎo)了由(yóu)于延長測(cè)試油藏基礎數(shù)據不确定性對(duì)測量精度(dù)的影響,爲延長測試(shì)進一一步确認(rèn)油氣藏類(lèi)型及(jí)儲量規模提供了保證,也(yě)爲海(hǎi)上類似低滲油氣藏測試計量(liàng)提(tí)供了有益的借鑒。
0引(yǐn)言
　　國内(nèi)某海域(yù)某(mǒu)地質(zhì)構造(zào)主(zhǔ)力(lì)氣藏(cáng)分布(bù)在p8a、p8b和(hé)p10三層。爲了(le)落實天然(rán)氣地(dì)質儲量、合(hé)理制(zhì)定開發方(fāng)案、評價(jià)開發效(xiào)果,對(duì)該構造探(tàn)井進行延(yán)長測(cè)試”。由于測試期(qī)間油藏儲(chǔ)量、溫(wēn)度、壓力和組分(fèn)存在.不(bú)确(què)定性(xìng)，故選取測量範(fàn)圍寬、精度高的測試計量(liàng)設備(bèi)。
　　γ源多相流量計自20世(shì)紀90年代亮(liàng)相以來(lái),已廣泛應用于國内外(wài)油氣(qì)田單井計量。與(yǔ)傳統的三(sān)相分離器相比(bǐ)，多相(xiàng)流量(liàng)計具(jù)有結(jié)構緊(jǐn)湊(còu)、測(cè)量精度高、測量(liàng)範圍寬、流型适用性(xìng)好、運行可(kě)靠性高(gāo)、性(xìng)價比(bǐ)高等(děng)明顯優勢口,可用于(yú)對油氣構造(zào)a的延長(zhǎng)測試(shì)。爲了(le)準确探明(míng)構造油氣(qì)藏類型(xíng)、儲量(liàng)和(hé)油氣(qì)水含(hán)量,需要分析(xī)研(yán)究多相流量計的原(yuán)理和影響(xiǎng)測量(liàng)精度的因素,并(bìng)對比分析該構造流體的(de)組分(fèn)特點(diǎn),找出關鍵因(yīn)素(sù),制(zhì)定性能(néng)保證措施(shī)。本文以國(guó)内(nèi)具有代(dài)表性的(de)海默科(kē)技标(biāo).準(zhǔn)型γ源多(duō)相流量計爲基(jī)礎進行(háng)分析。
1γ源(yuán)多相(xiàng)流(liú)量(liàng)計原(yuán)理
　　γ源(yuán)多相流量計通(tōng)過文丘裏(lǐ)管測(cè)量(liàng)總流量(liàng)、單能γ傳(chuán)感(gǎn)器測量含氣率(lǜ)、雙能γ傳感器測量含(hán)水率(lǜ),然(rán)後通過(guò)基本的(de)流量計(jì)算和體積(jī)、壓力(lì)溫度(pressurevolumetemperature,pvit)轉換(huàn)得到(dào)标況條件下的(de)油氣水流量甲。通過(guò)使用流型(xíng)調整(zhěng)技術(shù)，可進一步(bù)保證含水(shuǐ)率的(de)測(cè)試(shì)精度。
　　多相(xiàng)流量計的主要部(bù)件包括(kuò)文丘裏管(含 差(chà)壓變送器 )、單能γ傳感器、在線取樣器、雙(shuāng)能γ傳感(gǎn)器、溫度及 壓力(lì)變送器 等(děng)功能部件(jiàn)。關鍵(jiàn)部件(jiàn)功能如(rú)下(xià)。
①文丘(qiū)裏管(guǎn)用于測量工況(實際(jì)測試(shì)壓力、溫(wēn)度條(tiáo)件(jiàn)下)條件下油相、水相、氣(qì)相總流(liú)量。
②γ傳感器用于(yú)測量工況(kuàng)下的(de)相分率。
③溫度和(hé)壓力變(biàn)送器等(děng)用于工況、标況(kuàng)(1個标(biāo)準大氣壓、20℃條件下)體積轉(zhuǎn)換的(de)pvt因(yīn)子(zǐ)計算(suàn)。
多相流(liú)量(liàng)計原(yuán)理如圖(tú)1所示。
 
2多(duō)相流計量的影(yǐng)響因(yīn)素.
　　多(duō)相流(liú)量計的影響因(yīn)素主要通(tōng)過計算過(guò)程分析，包(bāo)括含水率測量公式(shì)、含氣(qì)率測量公(gōng)式、總流量(liàng)公式，以及(jí)标況(kuàng)下氣、油(yóu)、水産出(chū)的過程(chéng)。
　　雙(shuāng)能γ傳(chuán)感器測量含水(shuǐ)率相關(guān)公式爲:
 
　　式中:λ和η分别爲(wèi)雙能γ傳感(gǎn)器中的截(jié)面(miàn)含(hán)氣率和截(jié)面含水率,均爲(wèi)待測(cè)量;符(fú)号右(yòu)，上角(jiǎo)帶“”的(de)爲雙(shuāng)能傳感器高能級有(yǒu)關的量,不帶“”的爲與(yǔ)低能級有(yǒu)關(guān)的(de)量或(huò)對兩者共(gòng)同的量(liàng);n0爲空管計數(shù)率;nx爲在線計數率(lǜ);d爲雙能(néng)傳感器管道内徑,爲(wèi)固(gù)定值;ρg、:ρo、ρw分别爲(wèi)工況下天(tiān)然氣、全油(yóu)、全水的在(zài)線(xiàn)密度;ʋg、ʋo、ʋw分(fèn)别爲天然氣、全油、全水的質量(liàng)吸收系數。
 
　　式中(zhōng):c爲流出系(xì)數，與(yǔ)雷諾數相關，通(tōng)過雷諾數與流(liú)出系(xì)數的叠代(dài)關系求出(chū);e爲速度漸(jiàn)進系數,對(duì)一個文(wén)丘裏來(lái)說，該(gāi)數據爲定值;d爲(wèi)文丘(qiū)裏喉(hóu)徑;△p爲流(liú)體(tǐ)流經(jīng)文丘裏時的高低壓端壓(yā)力差(chà),由差壓變送(sòng)器(qì)采集;ρmix爲流(liú)體的混合密度,是各(gè)相密度與各相(xiàng)相(xiàng)分(fèn)率乘積之(zhī)和。
計算工況各相流量(liàng):
 
　　式中:qg8、q08、qw8分(fèn)别爲标況(kuàng)下的(de)氣、油(yóu)、水産量;bg、bo、bw分别爲(wèi)工況(kuàng)下氣(qì)、油、水體積相對(duì)于标況(kuàng)下(xià)的體(tǐ)積比。
通過上述公式(shì)可(kě)知(zhī)，影響(xiǎng)标況(kuàng)下氣、油、水(shuǐ)測量精度(dù)的因子包(bāo)括含水率(lǜ)、含氣率(lǜ)、總(zǒng)流量及工(gōng)、标況轉換(huàn)過程的每(měi)一個變量,即各相的(de)工況(kuàng)密度、各相(xiàng)的質量(liàng)吸(xī)收系(xì)數、空(kōng)管計(jì)數與在線計數率、差(chà)壓和pvt因(yīn)子(zǐ)。在不(bú)同的工況下,各(gè)項因子(zǐ)對結果(guǒ)的影(yǐng)響也不同(tóng)。
3計量的關鍵因(yīn)素
　　爲了進一(yī)步(bù)确定(dìng)對本(běn)次測(cè)試精(jīng)度(dù)産(chǎn)生重(zhòng)大影響的(de)關鍵因素,在(zài)實際應(yīng)用中,對(duì)第2節中(zhōng)分析的影響因(yīn)素進行試(shì)驗。首先,結(jié)合勘探樣氣組分(fèn)參(cān)數和(hé)現場測試(shì)實際(jì)測量值,确(què)定多(duō)相流所(suǒ)屬(shǔ)類别(bié);然後,在一定範(fàn)圍内(nèi)改變影響(xiǎng)因素(sù),并将得到(dào)試驗測量(liàng)數據(jù)與改變前測試(shì)數據(jù)進行(háng)對比(bǐ)，以确定(dìng)對測量(liàng)結果産生(shēng)顯(xiǎn)著(zhe)影響的因(yīn)素。
該(gāi)地質構造前期(qī)勘探獲得樣氣的主(zhǔ)要組(zǔ)分如(rú)下。
　　co2占4.17%，ch4占85.448%，c2h8占(zhàn)7.043%,c3h8占2.275%。此外,還有少部分(fèn)n2、ic4、nc4、ic5、nc5及c6+等(děng)組分。計算得出(chū)樣品組分(fèn)平均(jun1)分子量爲(wèi)19.225,平均(jun1)密度爲0.8013kg/m3,相(xiàng)對密(mì)度爲(wèi)0.6655。
統計(jì)試驗(yàn)前流量計(jì)測試(shì)數據平均(jun1)值(zhí)如下(xià)。
　　标(biāo)況液(yè)量爲(wèi)56.57m3/d;标況油量(liàng)爲52.3m3/d;标況(kuàng)水量爲4.27m3/d;标況(kuàng)氣量(liàng)爲289105.88m3/d;含(hán)水率(lǜ)爲(wèi)6.88%;含氣率(lǜ)爲98.59%;溫度爲47.51℃;壓力(lì)爲6467.11kpa;差(chà)壓(yā)爲11.92kpa.
　　結合樣氣密度(dù),可以計算出(chū)該多相(xiàng)流所(suǒ)屬的(de)類别。一般用洛克哈(hā)特和馬蒂(dì)内利(lì)(lockhart-martinelli,lm)數值分類。此時(shí)該數值爲0.056,屬于(yú)第二(èr)類濕氣(洛(luò)克(kè)哈特和馬蒂(dì)内利(lì)值在0.02和0.3之(zhī)間)。對第二類濕氣來(lái)說(shuō),其(qí)主要目的(de)是獲(huò)取氣(qì)相。但爲了(le)準确(què)地計量氣(qì)相(xiàng),需要較(jiào)爲準(zhǔn)确的(de)液量(liàng)數據,同時也要通過含水(shuǐ)值(zhí)來提高氣相測量(liàng)精度。
　　爲了(le)評估影響(xiǎng)計量的關鍵(jiàn)因素,将(jiāng)第2節(jiē)中分析得(dé)出的影響因子(zǐ)變化0.1%~0.5%,計算(suàn)各影(yǐng)響因子對(duì)最終(zhōng)結果的(de)影響,其結果(guǒ)如(rú)表1所示(shì)。
 
　　由(yóu)表1可以看出,在同(tóng)比例的(de)波動中,對測(cè)試結果影響最大的(de)是空管計數率(lǜ)和在(zài)線計數率(lǜ),其次(cì)爲差壓(yā)零點漂(piāo)移(yí)和壓縮(suō)因子變化,其他(tā)各因子變化對(duì)測試結果影響(xiǎng)均較(jiào)小(xiǎo)。
　　空管計(jì)數率(lǜ)與在(zài)線計數率(lǜ)都(dōu)屬(shǔ)于γ射(shè)線在(zài)不同狀态下(xià)的(de)測試數據(jù),因此隻需要監(jiān)測空管(guǎn)計(jì)數率(lǜ)即可。壓(yā)縮(suō)因子(zǐ)由氣體組分決(jué)定”,因此(cǐ)監測壓(yā)縮因(yīn)子即監測(cè)氣體組分變化(huà)。
4性能(néng)保障措施(shī)
　　通過(guò)上(shàng)述(shù)的計(jì)算分析,确定了(le)影響計量(liàng)精度的關鍵因(yīn)素。爲(wèi)保障(zhàng)流(liú)量計準(zhǔn)确、穩(wěn)定運行,對流量計(jì)現場操(cāo)作和(hé)運維提(tí)出(chū)并實(shí)施了(le)如下針對性的性能(néng)保障(zhàng)措施。
①定期(qī)隔離(lí)排空(kōng)核實(shí)空管計(jì)數率,每(měi)兩個月到三個(gè)月進(jìn)行(háng)一(yī)次空(kōng)管标(biāo)定(dìng)。
②隔離排(pái)空時觀察差壓(yā)零點,如(rú)果(guǒ)絕對(duì)值超出0.3kpa,即需要(yào)切零。
③定期(qī)進行氣體組(zǔ)分分析(xī),化驗密(mì)度(dù)與組(zǔ)分。推薦半年(nián)進(jìn)行一次(cì)，以确保(bǎo)壓縮因子(zǐ)的準确性(xìng)國(guó)]。
④定(dìng)期取(qǔ)樣化驗含水率(lǜ),側面(miàn)驗證測試(shì)含水率的有效(xiào)性。
　　上述(shù)措施的(de)實施,可以确保(bǎo)γ源多(duō)相流量計(jì)達到如表2所示(shì)流量測量的精(jīng)度要(yào)求(qiú)。
 
5結束語(yǔ)
　　分析(xī)分相率和(hé)最終标(biāo)況流量計算(suàn)過程可知(zhī)，影響多相(xiàng)計量的因素主要包括各相(xiàng)的(de)工況(kuàng)密度、各相的質(zhì)量吸(xī)收系(xì)數、空管計數(shù)與在線(xiàn)計數(shù)率等(děng)。在延長測試應用中(zhōng)進行試驗(yàn)。對比(bǐ)分析表明(míng),影響(xiǎng)計量的關(guān)鍵因(yīn)素爲空(kōng)管計數(shù)率、在線計數率(lǜ)、差壓(yā)零點漂移(yí)和壓縮(suō)因子(zǐ)變化。針(zhēn)對(duì)關(guān)鍵因(yīn)素,提出并(bìng)應用(yòng)四項(xiàng)性能優化(huà)措施,确(què)保了γ源多相流量計在(zài)延長(zhǎng)測試中的(de)測量精度,減小了由(yóu)于(yú)延(yán)長測(cè)試(shì)油藏基(jī)礎數(shù)據不确(què)定性(xìng)對測量精度的影(yǐng)響,爲海上類低(dī)滲油(yóu)氣藏測試計量提(tí)供了有(yǒu)益的借鑒。

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