油氣水多相流量計的測試、標定探討及應用
發布時間：2023-08-07 22:16:05來源：hseauto.cn來源：..
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油田在進行油氣田開采的過程中，從井下開采出來的原油、半生天然氣和水在管道運輸的過程中逐漸形成了一種在相態以及流動性能上比較復雜且相態和流動性變化較快的多相流。多相流在形態和物性上具有較大的隨機性。利用隨機函數對多相流的隨機變量進行計算后可以得出，對于油氣水多相流的體積測量完全可以通過對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的實施檢測就可以實現。但是在實際的油田開采作業過程中對于油氣水多相流的測試、標定還是存在很多的困難。因此應該加強對多相流量計的開發和應用。
1 多相流量計的測試、標定技術
1.1 多相流量計的測試
由于油氣水多相流的流動形態非常復雜多變，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，油氣水三種相態之間在流動的過程中存在著相對的運動，產生不同的相對速度，因此在進行油氣水多相流的測量時，必須對油氣水三相各自的相分率以及分相速度進行測試。而相分率的表征主要是通過相分率產量來進行的，這個產量在實際的測試過程中處在很多難點。目前針對相分率產量的測試技術主要有電學法、射線吸收法以及微波衰減法等幾種。利用不同相態的電導率以及介電常數等特性的差異來測量油氣水多相流的氣液相分率的方法就是電學法。射線吸收法主要是利用射線在穿過多相流的時候，不同的相態對于射線吸收程度不同，而且不同密度的多相流對于射線的吸收程度也不相同，這樣就可以對多相流的密度以及分相率進行測試。微波衰減法主要是利用某一頻率的微波在經過不同含水體積分數的相態時產生的衰減程度不同，通過衰減度跟含水體積分數的關系進行計算就可以得出多相流個相態的含水體積分數。油氣水多相流的流量測試可以細分為均相流測試法和分相流測試法兩種。均相流測試法是在進行測試前將油氣水多相流經過混合器等裝置進行均勻的混合后就可以按照單向流的性質進行流量的測試。由于經過均勻混合后，油氣水多相混合物在相態上非常接近與單向流。因此完全可以按照節流閥、容器發等單向流流量測試的方法對油氣水多相流的均相混合進行流量測試。
1.2 多相流量計的標定
在多相流量計完成研發生產準備進入市場進行商用前，要對多相流量計進行綜合性能的測試和評價，對多相流量計的精度進行標定。而在多相流量計進入市場后，在實際的使用過程中也要不定期的對多相流量計進行檢定。目前國外很過國家在多相流量計的測試以及計量裝置上投入了大量的資金來對多相流測試標定技術進行理論實驗研究。國內在多相流量計的測試以及計量裝置上的投入較小，建立的裝置規模也較小。目前國際上唯一一個在多相流量計的標定裝置上具有較高知名度跟權威性的企業就是英國國家工程實驗室在上世紀90年代建造的油氣水三相流量計測試和標定裝置。該裝置在測量范圍以及精度上都具有良好的表現，而且設備的功能也比較齊全，完全能夠實現油氣水多相流流量計的綜合性能測試和標定工作。
2 多相流量計的應用
油氣水多相流量計在實際的使用過程中可以被細分為直接在線流量計和取樣流量計兩種。對輸送管道內的多線混合物進行體積流量和體積密度的測試時就要是用取樣流量計。取樣流量計的另以中應用是從油氣水輸送主管道上對多相流進行取樣，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油氣水三相各自的密度進行測量。與取樣流量計不同的是，直接在線計量利用的直接利用多相混合物內在的流體性質進行測量就可以獲得混合物中各個相態的流量。這樣在整個測量過程中，不會出現任何測量設備對流體進行干擾，而且對與出油管線也不許要進行大量的改造。多相流量計在實際的使用過程由于技術上的限制存在以下一些問題：①在使用多相流量計對油氣水多相混合物進行測量時，往往需要經過多次的、大量的測試后，將獲得的多組數據將進行計算才能夠得出油氣水多相混合物中各個相態的流量，這樣實際計算出的多相混合物的流量精度就會存在較大的誤差。目前市場上使用的大部分多相流量計的誤差都在±10%；②目前多相流量計的使用都要在充分掌握流行的特性后才能很好的發揮測量作用；③目前市場上的多相流量計的含氣率水使用度較低，一般都要求含氣率在1.9-1.0內；④多相流采用的微波輻射的技術都具有輻射性，對人體有一定的傷害；⑤目前市場上的多相流量計的標定設備不能夠完成對流速測量的很好標定。
綜上所述，油氣水多相流量計在油田的生產開采作業過程中起到了十分重要的作用，雖然隨著石油企業的發展，我國在多相流量計的應用上取得了不小的成果，但是目前多相流量計還是存在誤差大，使用限制比較諸多的缺點。因此，應該加強對多相流量計的研發和設備投資，這樣才能開發出更加先進的多相流量計。
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