摘(zhāi)要：針對(duì)油氣水(shuǐ)三相流(liu)條件下(xià)産液剖(pōu)面測井(jing)問題，在(zai)⚽油🈚田多(duo)相流模(mo)拟實驗(yan)裝置上(shang)進行三(sān)相流條(tiáo)件下阻(zu)抗式含(han)水率計(jì)的響應(ying)規律實(shí)驗，考察(chá)氣相🚩介(jiè)入對傘(san)集流渦(wō)輪流量(liàng)計 及阻(zu)抗式含(hán)水率計(ji)流量和(hé)含水率(lü)測量的(de)影響，得(de)到油氣(qì)🐅水🙇🏻三相(xiang)流情況(kuàng)下渦輪(lún)流量計(jì)及阻抗(kang)含水🚩率(lǜ)傳感器(qi)的響應(yīng)特性。實(shi)驗結果(guo)表明，氣(qi)相介入(rù)對傘集(jí)流渦輪(lun)流量計(ji)及🚶阻抗(kang)含水率(lǜ)計測量(liang)液相流(liu)🌂量和含(han)水率有(you)較大🈚影(ying)響，使流(liu)量測量(liang)值偏高(gāo)，含水🌂率(lǜ)測量值(zhí)偏低；液(yè)相流量(liang)越低，二(èr)者測👣量(liang)值誤差(chà)越大。給(gei)出了2口(kou)井現場(chang)測井實(shí)例，爲現(xiàn)場測井(jǐng)工程師(shi)在生産(chan)測井中(zhong)産🌈氣井(jing)的測試(shi)提供🔅借(jiè)鑒。爲進(jìn)一步提(tí)高油氣(qi)水三相(xiàng)流條件(jian)下的産(chǎn)出剖💃🏻面(miàn)🍓測井質(zhì)量提出(chu)了建議(yi)。
0引言　
　　油(you)田目前(qian)處于高(gāo)含水開(kai)發期，油(yóu)井中油(yóu)氣水三(sān)相流現(xian)象普遍(biàn)。對于油(yóu)水兩相(xiàng)來說，已(yi)有成熟(shú)的産液(ye)剖面的(de)測量技(ji)術，阻抗(kàng)式産液(ye)剖面測(cè)井儀已(yǐ)在産液(yè)剖面✔️測(ce)井中廣(guang)泛應用(yong)，并獲得(dé)了良好(hǎo)的效果(guo)。該儀器(qi)在水爲(wei)連續相(xiàng)的高含(hán)水油水(shui)兩相流(liu)産出剖(pou)面測量(liàng)中，能正(zheng)确測量(liang)流量及(ji)含水率(lǜ)，具有很(hen)好的重(zhòng)複性、一(yī)緻性，能(neng)提供可(kě)靠的産(chǎn)液信息(xī)。對于㊙️油(you)氣水三(sān)相流，由(yóu)于氣液(yè)之間密(mì)度差異(yi)👉大，氣泡(pào)的表面(miàn)張力大(dà)等因素(sù)的影響(xiang)，導緻氣(qi)液混合(hé)📐不🤟均勻(yun)，油氣水(shui)三相流(liú)體的流(liú)型、流态(tai)複雜，對(dui)産液剖(pōu)面測井(jǐng)儀🙇🏻器的(de)測量結(jié)果造✊成(chéng)了複雜(za)的影響(xiǎng)，對産液(ye)情況的(de)💃🏻準确了(le)解造成(chéng)了困難(nán)。油🥵田⁉️采(cai)用集流(liu)式流量(liàng)計和👣放(fàng)射性密(mì)度計組(zu)合測量(liang)三相流(liu)。基于傘(san)集流渦(wō)輪流量(liàng)計與放(fang)射性密(mi)度－持水(shui)率計組(zǔ)合🏃🏻儀在(zài)油氣水(shui)三相流(liu)模拟實(shi)♋驗裝置(zhì)中的動(dòng)态試驗(yan)結果，建(jian)立了三(san)相流渦(wō)輪流量(liàng)計統計(ji)測量模(mo)型。近📧年(nian)來，陸續(xù)研發了(le)光纖持(chi)氣率計(ji)［4］、低産液(ye)三相流(liu)測井儀(yi)［5］等新方(fang)法和儀(yi)器。光❄️纖(xiān)持氣率(lü)計通過(guò)測量三(san)相總流(liú)量、持🌈水(shuǐ)率和持(chi)氣率，結(jié)合溫度(dù)、壓力，采(cai)用解釋(shì)模型獲(huo)得油氣(qi)水的🔞分(fèn)相流量(liang)。低産液(yè)三相流(liú)測井儀(yí)受流量(liang)和含水(shui)率測量(liang)範圍的(de)影響隻(zhi)能在流(liú)量較低(di)的低産(chan)液井中(zhōng)部分應(yīng)用。這些(xie)工作并(bìng)沒有研(yán)究氣體(tǐ)對🌂兩相(xiàng)流測井(jing)儀器的(de)定量🏃🏻‍♂️影(yǐng)響。
　　本文(wén)在油田(tián)多相流(liu)模拟實(shí)驗裝置(zhi)上采用(yòng)阻抗式(shì)含水率(lü)💃計❌在油(yóu)氣水三(san)相流條(tiáo)件下進(jìn)行室内(nei)動态實(shi)驗，得到(dào)油氣水(shui)三🈚相流(liu)情況下(xià)渦輪流(liú)量計及(ji)阻抗含(hán)水率傳(chuán)感器的(de)響應特(te)性，定量(liàng)分⭐析評(píng)價了氣(qi)相對流(liu)量和含(hán)水率測(cè)量的影(yǐng)響，并結(jié)合♋現場(chǎng)測井‼️實(shi)例，爲現(xiàn)場測井(jǐng)工程師(shi)在生産(chǎn)測井中(zhōng)産氣井(jǐng)測試提(tí)供借鑒(jiàn)。
1實驗條(tiáo)件及實(shi)驗方案(an)
　　實驗在(zai)油田多(duo)相流實(shi)驗室油(yóu)氣水三(sān)相流模(mo)拟井♋中(zhōng)進行。透(tou)明有機(ji)玻璃井(jǐng)筒内徑(jing)爲125ｍｍ，實驗(yàn)介質爲(wèi)自來水(shui)📐、柴油和(hé)壓縮空(kong)氣。實驗(yan)儀器采(cai)用阻抗(kàng)式産液(ye)剖面測(cè)井儀。儀(yi)器自下(xia)向上依(yī)次爲傘(san)式集流(liú)器、渦輪(lún)流量計(jì)❗和阻抗(kàng)式含水(shui)率傳感(gǎn)器，渦輪(lun)流量計(jì)及‼️阻抗(kàng)傳感器(qì)内徑爲(wèi)19ｍｍ。傘式集(jí)流器具(jù)有16根金(jin)屬傘筋(jīn)，傘布采(cǎi)用高強(qiang)度薄織(zhī)料，集流(liu)傘撐開(kāi)後能夠(gou)将内徑(jing)爲125ｍｍ的井(jǐng)筒密封(fēng)，使待測(cè)💚的油氣(qi)水混合(he)流體被(bei)集流傘(sǎn)集流後(hou)從集流(liu)傘下方(fang)的進液(yè)口🔞流入(ru)測量通(tōng)道。阻抗(kàng)式⛱️含水(shui)率傳感(gǎn)⛱️器和渦(wo)輪流量(liàng)計依次(cì)安裝在(zai)集流傘(sǎn)上部，油(yóu)氣水混(hùn)合流體(tǐ)流經渦(wo)輪流量(liàng)計測量(liàng)流量，再(zai)流經阻(zu)抗式含(han)水率傳(chuan)感器測(cè)量含水(shuǐ)⭕率，然後(hòu)由出液(ye)口流回(hui)到井筒(tǒng)。
　　根據儀(yí)器的工(gōng)作原理(lǐ)及儀器(qi)結構等(deng)條件，實(shí)驗時✌️氣(qi)體流量(liang)設置分(fèn)别爲0、1、3、5m3/d；油(yóu)水液相(xiàng)流量範(fan)圍爲3～60m3/d，流(liú)量調節(jie)🤞分别爲(wei)3、5、10、20、40、60m3/d，含水率(lǜ)調節範(fan)圍50％～100％。實驗(yan)中，先固(gu)定某一(yī)⛹🏻‍♀️氣體流(liu)🆚量，待氣(qì)體流量(liàng)穩定後(hòu)調節油(yóu)水兩相(xiang)含水率(lü)，流動穩(wen)定後，進(jìn)行測量(liang)。
2多相流(liú)模拟井(jǐng)中的實(shi)驗及分(fèn)析
2.1氣體(ti)對渦輪(lun)流量計(ji)流量測(cè)量的影(yǐng)響
　　爲考(kǎo)察氣體(tǐ)對渦輪(lun)流量計(jì)流量測(ce)量的影(yǐng)響，在油(you)氣水三(sān)相流中(zhong)不同氣(qi)相流量(liang)下對渦(wō)輪流量(liang)計進行(háng)了動态(tài)‼️實驗标(biāo)定。實驗(yan)🐪時添加(jia)的氣體(tǐ)流量分(fen)别爲1、3、5m3/d，油(you)水液相(xiang)流量範(fàn)圍3～60m3/d，含水(shui)率調節(jie)範圍50％～100％。
　　圖(tú)1氣體流(liú)量分别(bie)爲1、3、5m3/d時标(biao)定的渦(wo)輪流量(liang)計在油(yóu)氣水三(san)🔴相🐅流🌈中(zhōng)的響應(ying)圖版。液(ye)相含水(shui)率從100％逐(zhú)漸遞減(jiǎn)變化🍓到(dào)50％，便于對(duì)比增加(jia)了清水(shuǐ)中标定(dìng)的渦輪(lun)曲線，即(ji)氣體流(liú)量爲✂️0m3/d時(shi)的渦輪(lún)曲線。

（1）當加入(ru)氣體流(liú)量1m3/d時，液(ye)相流量(liang)在10m3/d以上(shang)時，渦輪(lun)響應👨‍❤️‍👨與(yǔ)液相流(liu)量呈線(xian)性關系(xi)；由于加(jia)入的氣(qi)體較少(shao)，渦輪響(xiang)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻應頻率(lǜ)略高于(yú)沒有加(jia)入氣體(tǐ)時清水(shuǐ)中渦輪(lún)的響應(yīng)；但在液(yè)相流量(liang)10m3/d以下時(shí)，随持氣(qi)率增加(jiā)，渦輪響(xiang)應明顯(xiǎn)高于清(qing)水中的(de)渦輪響(xiang)應，測量(liang)流量明(ming)顯高于(yú)标準流(liú)量，産生(shēng)了較🤞大(dà)測量誤(wu)差［見圖(tu)1（ａ）］。
（2）當加入(rù)氣體流(liú)量3m3/d時，渦(wo)輪響應(yīng)頻率明(ming)顯高于(yu)沒有加(jiā)入氣♉體(ti)時清水(shui)中渦輪(lun)的響應(ying)頻率。當(dāng)加入氣(qi)體後，渦(wo)🏃🏻輪在低(di)液量和(hé)高液量(liang)時有不(bu)同的規(gui)律，在液(ye)🚶相流量(liang)🌈高于10m3/d時(shi)，渦輪響(xiang)應與液(yè)相流量(liang)呈線性(xìng)關系。而(er)在低液(yè)量下（液(yè)相💚流量(liàng)10m3/d以下），渦(wō)輪響應(ying)與液相(xiang)流量呈(chéng)非線性(xing)關系。此(ci)時，渦輪(lun)響應遠(yuan)遠💘高于(yú)相對應(ying)的液相(xiang)流量，随(suí)液相流(liu)量增加(jiā)，渦輪響(xiǎng)應增加(jia)緩慢，幾(ji)乎呈一(yī)個平的(de)台階，渦(wo)🐪輪對液(ye)相📧流量(liàng)失去了(le)分🛀辨能(néng)力，說明(ming)渦輪流(liu)量計在(zai)産氣情(qíng)況下測(ce)量低液(yè)相流量(liang)時會有(yǒu)較大誤(wù)差［見圖(tú)1（ｂ）］。
（3）加入氣(qì)體流量(liàng)5m3/d時渦輪(lun)響應與(yu)加入氣(qi)體3m3/d時的(de)響應規(gui)律一緻(zhi)，渦輪響(xiang)應要明(ming)顯高于(yu)清水和(hé)加入3m3/d氣(qì)體時的(de)響應，測(ce)量流量(liàng)明顯偏(piān)高，渦輪(lun)流量計(jì)受氣體(tǐ)🔆影響更(gèng)爲嚴重(zhong)［見圖1（ｃ）］。
（4）液(ye)相含水(shuǐ)率從100％變(bian)化到50％時(shí)，不同含(hán)水率下(xià)的渦輪(lún)響應曲(qǔ)線近于(yu)重合，即(jí)渦輪受(shou)油水兩(liǎng)相含水(shuǐ)率變化(hua)影響較(jiao)小，氣體(ti)則是影(yǐng)響渦輪(lún)響應明(ming)顯偏高(gāo)的主要(yao)因素。
　　利(li)用清水(shui)中渦輪(lun)的刻度(du)方程計(ji)算加入(ru)不同氣(qi)體⭐流量(liàng)後渦✨輪(lún)響應頻(pín)率所對(duì)應的流(liú)量，即爲(wèi)加入氣(qì)⛹🏻‍♀️體後✉️的(de)測量流(liú)量，與标(biao)準🔱流量(liàng)之比得(dé)到相對(dui)誤差。計(jì)算結果(guo)表明💔，氣(qi)體對液(ye)相流量(liàng)的測量(liàng)産生了(le)較大的(de)誤差🏃🏻，隻(zhī)有流量(liàng)較高、氣(qì)量較低(dī)的測點(dian)相對誤(wu)差在10％以(yǐ)内，其他(tā)測點的(de)相對誤(wù)差均大(da)于10％。尤其(qí)在液🚶‍♀️相(xiàng)流量較(jiao)低、持氣(qi)率較高(gao)時，受氣(qì)相影響(xiang)尤爲🛀嚴(yan)重。液相(xiang)流量5m3/d時(shi)相對測(ce)量誤差(chà)最大可(kě)達135％，液相(xiàng)流量3m3/d時(shi)相對測(cè)量誤差(chà)最大可(kě)達300％。因此(cǐ)，現場測(cè)井時液(yè)相流量(liàng)越低，持(chi)氣率越(yuè)大，氣體(ti)對流量(liang)産生的(de)測量誤(wù)差越大(dà)。
2.2氣體對(duì)阻抗含(han)水率計(ji)含水率(lǜ)測量的(de)影響
　　爲(wei)考察氣(qì)體對阻(zǔ)抗式含(han)水率計(ji)含水率(lǜ)測量的(de)影響，在(zài)⁉️油氣水(shuǐ)三相流(liu)中不同(tong)氣相流(liu)量下對(dui)阻抗含(han)水率計(jì)進行了(le)❤️動态實(shi)驗标定(dìng)。實驗時(shi)氣體流(liú)量分⭕别(bie)爲1、3、5m3/d，油水(shuǐ)液相流(liú)量範圍(wéi)爲3～40m3/d，含水(shuǐ)率調節(jie)範圍50％～100％。圖(tu)2爲加入(ru)氣體🈲流(liu)量1、3、5m3/d時标(biao)定的阻(zǔ)抗含水(shui)率計在(zài)油氣水(shui)三相流(liu)中的📱響(xiang)應圖版(ban)。
（1）加入氣(qì)體流量(liang)1m3/d，當液相(xiang)流量較(jiào)高時儀(yí)器含水(shuǐ)率響應(ying)略低于(yu)未加入(ru)氣體時(shi)的含水(shui)率響應(ying)，受氣體(tǐ)影響小(xiao)；但在❗液(yè)相流量(liang)較低（10m3/d以(yi)下）、含水(shuǐ)率較高(gao)（80％）時，含水(shui)📧率響應(ying)明顯降(jiàng)低，測量(liang)含水偏(piān)👄低，受氣(qi)體影響(xiǎng)嚴重，産(chan)生了較(jiào)大的測(ce)量誤差(cha)［見圖2（ａ）］。
（2）加(jia)入氣體(tǐ)流量3、5m3/d時(shí)，與未加(jia)入氣體(tǐ)的含水(shui)率圖版(ban)對比，加(jia)入氣⭐體(ti)後相對(duì)應的含(han)水率響(xiang)應明顯(xiǎn)降低，測(cè)量的含(han)水🌈率明(míng)顯低于(yu)标準含(hán)水率。氣(qi)流量5m3/d的(de)含水率(lǜ)響應明(míng)顯低于(yu)氣流量(liang)3m3/d時的👈含(hán)水率🚶響(xiang)應。尤其(qi)是在低(di)流量、高(gāo)含水時(shí)，氣體對(duì)含水率(lǜ)測量影(ying)響尤爲(wei)⭕嚴重，液(yè)相流量(liàng)越低含(hán)水率響(xiǎng)應偏差(chà)越大；氣(qì)體流👨‍❤️‍👨量(liang)越高，含(han)水率測(cè)量偏差(chà)越大［見(jiàn)圖2（ｂ）、（ｃ）］。

　　計算加(jia)入氣體(tǐ)後的含(hán)水率測(ce)量誤差(chà)，誤差計(ji)算結果(guo)表明，加(jia)入👣氣體(ti)後含水(shuǐ)率測量(liang)誤差較(jiào)大，液相(xiang)流量越(yuè)🔴低含水(shuǐ)率測量(liàng)誤差越(yue)大，最大(da)測量誤(wu)差達到(dào)30％。根據阻(zu)抗式含(han)水率計(ji)❗的測量(liàng)原理，含(han)水率傳(chuan)感器測(ce)量油水(shuǐ)混合相(xiàng)電🚩導率(lǜ)與其中(zhōng)純水相(xiàng)⭐電導率(lü)之🐅比确(que)定含水(shui)率。由于(yú)氣相爲(wei)非導電(diàn)相，當加(jia)入一定(dìng)量氣體(ti)時，待測(cè)流體的(de)混合電(diàn)導率降(jiang)低，測量(liang)含水率(lü)降低；液(ye)相流量(liang)越低，氣(qi)體所占(zhàn)比例越(yue)大，測量(liàng)含水📧率(lü)誤差越(yue)大。
3現場(chang)測井
　　Ｔ－××－××1井(jǐng)是油田(tián)采油五(wǔ)廠1口水(shuǐ)驅産出(chū)井，采用(yòng)阻抗式(shì)含水率(lü)計在該(gāi)井進行(háng)了測試(shì)。圖3、圖4分(fèn)别爲測(cè)點深度(du)1097.3ｍ測量的(de)流量及(jí)混相❌值(zhí)曲線圖(tú)。2ｍｉｎ的采樣(yang)時間内(nèi)，流量😍及(ji)混相值(zhi)曲線波(bō)動劇烈(liè)，明顯受(shòu)井下産(chǎn)氣影響(xiang)，進💜行平(píng)均值計(jì)算時隻(zhi)能取後(hou)半段較(jiao)平穩的(de)數據，因(yin)📱此，測試(shi)時需🌈延(yán)長測量(liàng)時🚶‍♀️間。錄(lu)取不同(tong)範圍數(shu)值時✌️流(liu)量及含(hán)水率🐆測(ce)量差值(zhí)較大，流(liú)量平穩(wěn)段爲14.81m3/d，高(gāo)值時達(da)到23.52m3/d；取不(bú)同測🈲量(liàng)段的混(hùn)相值時(shi)測量含(han)水率最(zui)大相差(chà)12％。重複測(ce)量得到(dao)了相同(tong)的測量(liang)🈲結果。由(yóu)此可見(jiàn)，氣體對(dui)✌️流量及(ji)含水率(lü)測量産(chan)生了非(fei)常大的(de)測🐉量誤(wu)差。
　　Ｂ2－××－××2井是(shi)油田采(cai)油一廠(chǎng)1口水驅(qu)産出井(jing)，該井井(jing)口計量(liang)産液51.72m3/d，取(qu)⭐樣化🍉驗(yàn)含水率(lü)81.8％。采用阻(zu)抗式含(han)水率計(ji)在該✍️井(jǐng)進行了(le)測試，圖(tú)5爲第1測(cè)點深度(du)1068ｍ測量的(de)流量及(jí)混相值(zhi)曲線圖(tu)。圖5的流(liu)量曲線(xian)表明，流(liú)量曲線(xiàn)受氣體(ti)影響較(jiao)大，測量(liàng)流量🚩波(bo)動較大(da)，在25～98m3/d之間(jian)波動，平(píng)均值爲(wèi)58.6m3/d；混相值(zhí)波👣動也(ye)很大，在(zài)🌈280～640Ｈｚ之間劇(jù)烈波動(dong)，平均值(zhí)圖5第1測(cè)點1068ｍ處流(liú)量曲線(xian)和混相(xiàng)值曲線(xiàn)388Ｈｚ。該井測(cè)量⭐流量(liang)爲65.8m3/d，測量(liang)含㊙️水爲(wei)51.3％，受井下(xià)産氣影(yǐng)響明顯(xian)，測量流(liú)量明顯(xian)高于井(jǐng)口計量(liang)流量，測(ce)量含水(shui)率明顯(xiǎn)🐆低于化(huà)驗含水(shuǐ)率。同時(shi)，在該井(jǐng)測井時(shí)，使💃🏻用了(le)儀器上(shang)裝有氣(qi)☀️體分離(lí)器的阻(zu)抗式含(hán)水率計(jì)在該井(jing)進行測(cè)試，第🌐1測(cè)點的流(liu)量及混(hun)相值曲(qu)線見圖(tú)6。由于氣(qì)體分離(li)器将氣(qi)體分離(lí)，未進入(ru)測量通(tong)道，減💯小(xiao)了氣體(tǐ)對測量(liang)傳感器(qi)的影響(xiang)，測量的(de)流量及(ji)混相值(zhí)曲線波(bō)動明顯(xiǎn)減少，流(liu)量波動(dong)爲36～78m3/d，平均(jun1)值爲55m3/d；混(hùn)相值波(bo)動爲211～288Ｈｚ，平(píng)均📐值爲(wei)228Ｈｚ。測量流(liú)量爲54.8m3/d，測(ce)量含水(shuǐ)率爲80.4％，與(yu)井口計(jì)量非常(cháng)接近。對(duì)比測量(liàng)結果表(biao)明，氣體(ti)對流量(liàng)及含水(shui)率測🏃量(liàng)造成了(le)非常大(dà)的測量(liang)♌誤差，已(yǐ)不能進(jin)行📧準确(que)測量。




4結(jie)論及建(jiàn)議
（1）産氣(qì)井中使(shǐ)用兩相(xiàng)流儀器(qi)測量流(liu)量普遍(bian)偏高，氣(qi)體✉️對流(liu)量測量(liang)産生的(de)相對誤(wù)差普遍(bian)大于10％；液(ye)相流量(liang)較低時(shi)，受氣相(xiang)影響尤(yóu)爲嚴重(zhòng)，液相流(liú)量5m3/d時相(xiàng)對測量(liang)誤差最(zuì)大💰可達(da)135％。在現場(chǎng)測井液(yè)相流量(liàng)越低，持(chí)氣率越(yue)大時，氣(qi)體對👅流(liú)量産生(sheng)的測量(liàng)誤差越(yuè)大。
（2）産氣(qi)井中測(ce)量含水(shui)率普遍(bian)偏低，氣(qì)體對含(hán)水率測(ce)量産生(sheng)了較大(dà)的測量(liang)誤差，液(yè)相流量(liang)越低，持(chi)氣率‼️越(yue)大💋時，含(hán)水率測(cè)量誤差(cha)越大，最(zui)大測量(liang)誤差達(da)到30％。
（3）爲進(jìn)一步提(tí)高油氣(qì)水三相(xiàng)流條件(jiàn)下的産(chǎn)出剖面(mian)測井質(zhì)🏒量，開發(fa)安全、環(huan)保、可靠(kào)的三相(xiang)流測井(jing)技術是(shì)當🌈務之(zhi)急。一方(fāng)面研究(jiu)基于光(guāng)纖持氣(qì)率計、渦(wō)輪流量(liang)計及阻(zǔ)抗含水(shuǐ)率計多(duo)傳感器(qì)組合的(de)測量方(fang)法和解(jiě)釋方法(fa)；另一💔方(fāng)面研究(jiu)🏒氣相分(fèn)流的工(gong)藝，将🐉三(san)相流問(wen)題🈚簡化(huà)爲兩相(xiàng)流問題(tí)，采用兩(liǎng)相流的(de)技術解(jie)決問題(ti)。

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