摘(zhāi)要：傳統多相(xiàng)流量計 計量(liàng)精度低、放射(shè)源存在安全(quán)隐患且工藝(yi)複雜、費用高(gao)。豁免源✨多相(xiàng)流量計利用(yong)文丘裏原理(lǐ)測量多相流(liu)的總流量,利(lì)用豁免源伽(ga)馬傳感器放(fàng)射性吸💋收技(jì)術測量多相(xiang)流的🈲相分率(lǜ),根據總流量(liàng)和相分率的(de)計算,得到油(yóu)流量、水流量(liàng)和氣流量。經(jīng)灘淺海🍓某平(ping)台多井🔴合采(cai)混輸單井計(jì)量實例應用(yòng)表明,與㊙️傳統(tong)的計量相✂️比(bi),豁免源多相(xiang)流量計測量(liàng)精🍓度高、作業(yè)安全、經濟效(xiao)益好。該設備(bèi)減少了複雜(za)配置,工藝簡(jian)潔,無污染,具(ju)有🍉一定推廣(guǎng)價值。
　　在原油(yóu)開采過程中(zhōng),爲了掌握油(yóu)藏動态和油(yóu)井産量,确定(ding)産量和油田(tián)開采時間,需(xū)要經常監視(shi)單井動态産(chan)量❤️,通過⭐對單(dan)口油井的産(chan)出油、氣、水體(ti)積流量進行(háng)計量,優化生(shēng)産參數,提高(gao)采收率[1-5]常規(gui)的多🥰井合采(cai)混輸單井計(jì)量需要多個(gè)分離器進行(háng)氣液分離計(jì)量,之後通過(guò)儀器儀表和(hé)計量罐進行(hang)計量,得出各(ge)相所占的比(bǐ)率。受海上采(cǎi)油平台空間(jian)及開采成本(ben)的限制,應減(jiǎn)少計量設備(bei),提高設備利(li)用率。
　　多相流(liu)測量技術和(he)設備在石油(you)工業中實現(xian)無須相💰分💘離(li)的原油、水和(he)天然氣産量(liang)的計量。劉平(píng)等[6]在🐕國内🈲某(mǒu)海域油氣構(gou)造評價延長(zhǎng)測試項目中(zhōng)，爲了有效提(ti)高在延長測(ce)試中流量計(jì)的測量精度(du),研究了γ源多(duo)相流量計的(de)計量原理,分(fen)析了影響多(duō)相計量精度(dù)的相🔞關因素(su)。首次采用γ源(yuan)多相流量計(ji)進行🌈單井計(jì)量。陳豔[7]通過(guò)介紹分離計(ji)量方案和多(duo)相不分離計(ji)量方案過程(cheng)、測量原理和(he)應📧用情況,對(duì)二者優💁缺點(diǎn)進行比較。豁(huo)免源多相流(liú)量計是利用(yong)文丘裏原理(li)測量多相流(liú)的總流量，利(lì)用豁免源伽(ga)馬傳感器放(fang)射性吸收.技(jì)術的技術原(yuán)理測量多相(xiàng)流的🔴相分率(lü)。然後根據總(zǒng)流量和相分(fen)率,通過--系列(lie)的計算,即可(ke)得到油流量(liàng).水流量和氣(qì)流量。它即解(jiě)決海洋平台(tái)空間狹小環(huán)境惡劣計量(liàng)不連續👌成本(ben)高等問題,又(yòu)避免了放射(shè)源使用帶來(lai)的施工風險(xian),具有體積小(xiao),工藝簡潔,測(ce)量範圍廣,計(jì)量精度高,無(wú)污染等優點(dian),具有一定的(de)推廣應用價(jia)值。
1豁免源多(duo)相流量計
　　豁(huō)免源多相流(liú)量計結構、工(gong)作原理及主(zhu)要技術參數(shù)🏃如下🛀。
1.1結構
　　豁(huō)免源多相流(liú)量計由文丘(qiu)裏管、單能伽(gā)瑪傳感器、油(yóu)🏃氣水三☀️相♋含(hán)水儀、雙能伽(ga)瑪傳感器數(shu)據采集和處(chù)理單元、輔助(zhu)性測量儀表(biao)及控制裝置(zhì)等組成，結✔️構(gòu)圖見圖1。
 
(1)豁(huō)免源多相流(liú)量計利用文(wén)丘裏管及單(dan)能伽瑪傳感(gan)🏃器,完成多🔴相(xiang)流氣、液兩相(xiàng)流量的實時(shí)測量。
(2)豁免源(yuán)多相流量計(jì)利用油、氣、水(shui)三相含水儀(yí)流型😍調整裝(zhuang)🤩置及雙能伽(ga)瑪傳感器,測(ce)量油、氣、水三(sān)相狀态标态(tài)下油水混合(he)液的相分率(lǜ)。
(3)豁免源多相(xiang)流量計利用(yong)數據采集和(hé)處理單元,對(dui)單能伽瑪傳(chuan)🌈感器、雙能伽(gā)瑪傳感器及(ji)儀表的信号(hào)采集📐、處理,利(li)用多相流動(dòng)模型計算各(gè)相率下的含(hán)量,最終将測(cè)量結果輸出(chu)到中🏃🏻‍♂️控或數(shu)⚽據傳給業主(zhǔ)。
(4)豁免源多相(xiàng)流量計系統(tong)還包括--部分(fen)輔助.性測量(liàng)儀表⭐及控💚制(zhì)裝置,用于流(liu)量計的操作(zuo)和控制。
(5)豁免(miǎn)源多相流量(liàng)計根據産量(liàng)的高低,設置(zhì)不同尺寸的(de)測量管徑開(kai)關閥,便于實(shi)時調節,确保(bao)計量正确。
1.2工(gōng)作原理
　　豁免(mian)源多相流量(liang)計利用文丘(qiu)裏流量計測(cè)量多相流在(zai)😄工㊙️況條件下(xià)的總流量,利(lì)用伽馬傳感(gan)器射線🐅吸收(shōu)技術測量多(duo)相🌏流的相分(fèn)率,即管道中(zhong)多相流氣體(tǐ)的體積分額(é)一含氣率(GVF).液(ye)相中水的體(tǐ)積分額⛷️一舍(shě)水率❄️(WC)。根據總(zong)流量和相分(fèn)🔅率，通過多相(xiang)流模型🔱計算(suan),可得到油流(liú)量、水流量和(he)氣流量。
　　文丘(qiū)裏流量計是(shi)利用文丘裏(li)效應“"]，它的主(zhǔ)體.是一🔅節☔中(zhong)部縮頸💞(喉部(bu))的測量管段(duan)(文丘裏管),當(dāng)流體流經文(wén)丘裏✊管時,在(zai)它🏃‍♂️的入口與(yǔ)喉部之間會(huì)産生一個壓(yā)差(△p)。流體的總(zong)流量(q)與壓差(chà)的平方根成(cheng)正比:q~√△p/ρ;(ρ是流體(tǐ)的混合密度(du))。當文丘裏管(guan)📐的尺寸和加(jiā)工工藝符合(he)一定的🏒标準(zhǔn)時,即可确定(ding).上式中比例(lì)常數，即🔴測得(de)流經文丘裏(lǐ)管流體的總(zǒng)🔞流量。
　　伽瑪傳(chuán)感器用來測(cè)量氣和液的(de)相分率以及(ji)液相的含水(shui)率。伽馬射線(xiàn)是放射性同(tóng)位素發射的(de)一種電磁輻(fu)射⭕,它有很強(qiang)的穿透介質(zhi)的能力。當一(yi)束從💞放射源(yuán)發射的伽馬(ma)射線穿過🆚介(jiè)質時,它的強(qiáng)度将⚽因介質(zhi)的吸收作用(yong)而減弱。不同(tóng)的介質對伽(ga)馬射🈲線的吸(xi)收能力也不(bu)同,它主要與(yu)介質的化學(xue)組成👉和密度(du)有關。對能量(liang)較低的伽馬(ma)射線而言,水(shuǐ)的吸收大于(yu)油的吸收。對(duì)低壓下的天(tian)然氣，它對伽(gā)馬射🧑🏾‍🤝‍🧑🏼線的吸(xi)收可以忽略(luè)。在伽馬傳感(gan)器中，用一種(zhong)被稱爲Na(TI)閃爍(shuo)探測器的探(tàn)頭來測量❓伽(gā)馬射線的強(qiáng)度。這種探頭(tóu)輸出一連串(chuàn)的電脈沖,在(zai)單位時💔間内(nèi)的脈沖計數(shu)即代表被測(ce)量的伽馬射(she)線的強度。
　　當(dāng)一束伽馬射(she)線穿過氣液(yè)兩相混合介(jiè)質時,它的強(qiang)😄度衰🔴減與氣(qì)和液的相對(dui)比分有關。如(rú)果已知伽馬(mǎ)束的初始強(qiáng)♊度,測量它穿(chuan)過一定厚度(dù)的介質後的(de)強度，即可确(que)定氣和液的(de)相分率。但在(zài)這種情況下(xia),液相必須爲(wei)單--介🚶質,或組(zu)份🍓不變或已(yǐ)知的二元✏️介(jiè)質。這就是🔱單(dan)能伽馬傳感(gǎn)器測量含氣(qì)率的原理。
　　當(dang)被測量介質(zhì)是相對比分(fèn)未知的油、氣(qi)、水的混合物(wu)時，用一種能(neng)量的--束伽馬(ma)射線既不能(neng)确定含氣率(lǜ)也不能确定(ding)含水率。這時(shí),需要增加能(neng)量不同的另(lìng)--東伽馬射線(xian)❌,這就是雙能(néng)伽馬傳感器(qì)[21]同時測量兩(liang)束伽馬射線(xian)的強🏃度,即可(ke)确定油、氣、水(shuǐ)的混合介質(zhì)的含水率和(he)含氣率。
　　使用(yong)豁免源伽瑪(ma)傳感器測量(liang)相分率有如(rú)下技術優勢(shì):①不受乳化液(ye)相互轉化的(de)影響;②可測量(liàng)全範圍👣相分(fèn)率;③操作方便(biàn),計量精度高(gao);④不受液中含(hán)氣的影響。
1.3主(zhǔ)要技術參數(shù)
(1)測量範圍
　　豁(huo)免源多相流(liú)量計測量範(fan)圍分布如圖(tú)2所示,即含🌈水(shuǐ)率測量範圍(wéi):0~100%;含氣率測量(liang)範圍:0~100%;流量測(ce)量範圍:0~3000m³/d;氣量(liàng)測量範圍:0~30x104m³/d。.
 
(2)測(ce)量精度
　　豁免(miǎn)源多相流量(liang)計測量精度(du)在全量程體(tǐ)積含.氣率(GVF)0~100%狀(zhuang)🔆态下,總液量(liàng)測量精度達(dá)到5%以内,氣體(tǐ)流量測量精(jing)度10%以内,含👅水(shui)率測量精度(du)達到2%以内，其(qi)中氣液均爲(wei)相對誤差,含(hán)水率爲絕對(dui)誤差,全量程(chéng)GVF範圍内👌實現(xian)各單相流量(liàng)計及含水率(lü)實時計量，進(jin)行産量♈連續(xu)監測
(3)基本設(she)計參數
　　豁免(mian)源多相流量(liang)計設計口徑(jing)76mm,測量管線滿(man)足大尺寸和(hé)小尺寸兩種(zhǒng)方案,分别爲(wèi)76mm、38mm,操作壓力500~6000kPa,操(cao)作溫度30~90℃,整橇(qiāo)🌈設計壽命20年(nián),可在油📞田生(sheng)命周期内的(de)實現持續應(ying)用。采用兩路(lu)220VAC供電,一路爲(wei)電伴熱🛀🏻供電(diàn),另一路爲橇(qiāo)内儀表供電(dian);核👌心部件均(jun1)采用SS316不鏽㊙️鋼(gang)制造,其中含(han)水率和含氣(qì)率的測量部(bù)件爲伽馬傳(chuan)感器，使用Ba133豁(huō)免源,其輻💯射(she)洩露等同于(yú)本底水平,采(cai)用㊙️CH133探頭,滿足(zú)海上高濕高(gāo)鹽霧環🐇境下(xia)的防護。
2現場(chang)應用
　　豁免源(yuan)多相流量計(jì)在大港埕海(hǎi)XX油田區塊8口(kǒu)井合采混輸(shū)🚶單📱井🌈計量得(de)到成功應用(yòng),合采混輸單(dān)井計量産量(liang)見表1,單井産(chan)量最高産液(yè)量388.98m³/d,最高産氣(qi)量74495m³/d;總液量誤(wu)🔞差值小于5%,氣(qi)體流量誤差(cha)值小于7%,含水(shuǐ)率小于2%,達到(dào)了🏃‍♀️計量作業(yè)要求。
 
3結論
(1)使(shi)用豁免源多(duō)相流量計在(zài)多井合采混(hun)輸單井計量(liang)有足⛱️夠🌈的精(jing)度,可以實現(xiàn)實時、連續測(ce)量,基本上可(ke)以做到無人(rén)值守等特點(diǎn)使其可以代(dai)替部分三相(xiang)分離器,具有(you)一定的推廣(guang)價值。
(2)豁免源(yuan)多相流量計(ji)可以實現在(zai)線測量多相(xiang)流的總流量(liàng)和單相相分(fen)率,方便計算(suan)各相流體的(de)流量,可及🆚時(shí)監測油井井(jing)況，提高計量(liang)的及時性和(he)正确率,通過(guò)産量變化進(jìn)行有效把握(wo),爲油田動态(tai)管理提供可(kě)靠的數據支(zhi)持,現場生産(chan)穩定運行。
(3)豁(huō)免源多相流(liú)量計安裝工(gōng)藝簡單,結構(gòu)緊湊,解決🔅了(le)海🌈洋平台空(kong)間狹小、環境(jìng)惡劣、成本高(gāo)等問題,具有(yǒu)一定的經濟(jì)效益⭕和社‼️會(huì)效益。

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