摘要:在國内某(mou)海域油氣構造(zao)評價延長測試(shì)項目中,首次采(cǎi)用γ源多相流量(liàng)計
進行單井計(jì)量。爲了有效提(ti)高在延長測試(shi)中流量計🎯的測(cè)量精度,研究了(le)γ源多相流量計(jì)的計量原理,分(fen)析了影響多相(xiang)計🚶♀️量精📞度的相(xiàng)關因素。通過實(shi)際應用過程試(shi)驗,對比、分析并(bìng)找☔出對實際測(ce)量影響較大的(de)關鍵因素。針對(duì)關鍵因🌈素,提出(chū)了可操作的性(xìng)能保障措施。實(shí)際應用結果表(biǎo)明,流量計測量(liàng)精度得到了顯(xian)🈲著提高,滿足項(xiàng)目測試要求。通(tong)過計算、分析γ源(yuan)三相計量技術(shu)的👨❤️👨應用關鍵因(yin)素,實施有效的(de)性能保證措施(shi),減小了由于延(yan)長測試油藏基(jī)礎數據不确定(ding)性對測量精度(dù)的影響,爲延長(zhang)測試進🤟一一步(bù)确認油氣藏類(lèi)型🈲及儲量規模(mó)提供了保證👉,也(ye)爲海上類似低(di)滲油氣藏測試(shì)計量提供了有(yǒu)益的借👅鑒。
0引言(yán)
國内某海域某(mou)地質構造主力(li)氣藏分布在P8a、P8b和(he)P10三層。爲了落實(shi)💞天然氣地質儲(chu)量、合理制定開(kāi)發方案、評價開(kāi)發效果,對☀️該構(gou)造探井進行延(yán)長測試”。由于測(cè)試期間油藏儲(chu)量、溫度、壓力和(he)組分存在.不确(que)定性，故選取測(ce)量範圍寬、精度(dù)高的測試計量(liàng)💯設備。
γ源多相流(liu)量計自20世紀90年(nián)代亮相以來,已(yǐ)廣泛應用🥵于國(guó)内外油氣田單(dan)井計量。與傳統(tǒng)的三相分離器(qì)相比，多相流量(liàng)計具有結構緊(jin)湊、測量精度高(gāo)、測量⭐範圍寬、流(liu)型适用性好、運(yun)行可靠性高🌈、性(xìng)價比高等明顯(xian)優勢口,可用于(yú)對油氣構造A的(de)延長測試。爲了(le)準确探明構😘造(zào)油氣藏類型、儲(chǔ)量和油🌍氣水含(han)量,需要分析研(yán)究🛀🏻多相流量計(ji)的原理和影響(xiang)測量精度💃🏻的因(yīn)素,并對比分析(xī)該構造流體的(de)組分特點,找出(chu)關鍵因素,制定(dìng)性能保證措施(shi)。本文以國内具(ju)有代表性的海(hai)默科技标.準型(xíng)γ源多相流量計(ji)爲基礎進行分(fèn)析。
1γ源多相流量(liàng)計原理
γ源多相(xiàng)流量計通過文(wén)丘裏管測量總(zong)流量、單能γ傳感(gan)器測量🏃🏻♂️含🛀🏻氣率(lü)、雙能γ傳感器測(cè)量含水率,然後(hòu)通過基本的流(liú)量計算🔞和體❗積(ji)、壓力溫度(pressurevolumetemperature,PVIT)轉換(huan)得到标❄️況條件(jiàn)下的油氣水流(liu)量甲。通過使用(yong)流型調整技✊術(shù)，可進一步保證(zheng)含水率的測🚩試(shì)精度。
多相流量(liàng)計的主要部件(jiàn)包括文丘裏管(guǎn)(含
差壓變送器(qi)
)、單能γ傳感器、在(zài)線取樣器、雙能(néng)γ傳感器、溫度及(ji)
壓力變送器
等(deng)功能部件。關鍵(jiàn)部件功能如下(xià)。
①文丘裏管用于(yú)測量工況(實際(jì)測試壓力、溫度(dù)條件👣下)條件下(xia)油相、水相、氣相(xiàng)總流量。
②γ傳感器(qì)用于測量工況(kuàng)下的相分率。
③溫(wēn)度和壓力變送(sòng)器等用于工況(kuang)、标況(1個标準大(da)氣壓、20℃條件下)體(tǐ)積轉換的PVT因子(zǐ)計算。
多相流量(liàng)計原理如圖1所(suo)示。
2多相流計量(liàng)的影響因素.
多(duō)相流量計的影(yǐng)響因素主要通(tong)過計算過程分(fen)析，包括含水⚽率(lü)測量公式、含氣(qi)率測量公式、總(zong)流量公式，以及(ji)标況下氣、油、水(shuǐ)産出的過程。
雙(shuāng)能γ傳感器測量(liàng)含水率相關公(gong)式爲:
式中:λ和η分(fèn)别爲雙能γ傳感(gan)器中的截面含(hán)氣率和截✌️面含(han)水率,均爲待測(cè)量;符号右，上角(jiao)帶“”的爲雙能傳(chuán)感器高能級有(yǒu)關的量,不帶“”的(de)爲與低能級有(you)關的量或對兩(liǎng)者共🏃♂️同的量;N0爲(wèi)空管✔️計數率;Nx爲(wèi)在線計數率;D爲(wei)雙能傳感器管(guan)道内徑,爲固定(ding)值;ρg、:ρo、ρw分别爲工況(kuang)下天然氣、全油(yóu)、全水的在線密(mi)度;ʋg、ʋo、ʋw分别爲天然(ran)氣、全油、全水的(de)質量吸收系數(shù)。
式中:C爲流出系(xi)數，與雷諾數相(xiang)關，通過雷諾數(shu)與流出系數的(de)叠代關系求出(chū);E爲速度漸進系(xi)數,對一個文丘(qiū)🌈裏來🔞說，該數據(ju)爲定值;d爲文丘(qiu)裏喉徑;△p爲流體(tǐ)流經文丘裏時(shi)的高低壓端壓(ya)力差,由♋差壓變(biàn)送器采集;ρmix爲流(liú)體的混合密度(dù),是各相密度與(yǔ)💰各相相分🧑🏽🤝🧑🏻率乘(cheng)積之和🔞。
計算工(gōng)況各相流量:
式(shì)中:Qg8、Q08、Qw8分别爲标況(kuang)下的氣、油、水産(chan)量;Bg、Bo、Bw分别爲工況(kuang)下🐕氣✍️、油、水體積(ji)相對于标況下(xià)的體積比。
通過(guo)上述公式可知(zhi)，影響标況下氣(qì)、油、水測量精度(du)的因子包括含(hán)水率、含氣率、總(zong)流量及工、标況(kuàng)轉換過程📐的每(mei)一個⭐變量,即各(ge)相的工況密度(du)、各相的質量吸(xī)收系數、空管計(jì)數與在線計數(shù)率、差壓和PVT因子(zǐ)。在不同的工況(kuang)下,各項因子對(dui)結果的影響也(yě)不同。
3計量的關(guan)鍵因素
爲了進(jin)一步确定對本(běn)次測試精度産(chǎn)生重大影響的(de)關鍵因素,在實(shí)際應用中,對第(di)2節中分析的影(yǐng)響因素進行試(shi)驗。首先,結合勘(kan)探樣氣組分參(cān)數和現場測試(shi)🌍實際測量值,确(que)定多相流所屬(shǔ)類别;然後,在一(yī)定範圍内改變(biàn)影☀️響因素,并将(jiang)得到試驗測量(liàng)數據與改變前(qian)❄️測試數據進行(háng)對比，以确🌍定對(dui)測量結💃🏻果産生(sheng)顯著影響的因(yīn)素。
該地質構造(zao)前期勘探獲得(dé)樣氣的主要組(zǔ)分如下。
CO2占4.17%，CH4占85.448%，C2H8占(zhan)7.043%,C3H8占2.275%。此外,還有少(shao)部分N2、iC4、nC4、iC5、nC5及C6+等組分(fèn)。計算得出樣品(pin)✉️組分🧑🏾🤝🧑🏼平均分子(zi)量爲19.225,平均密度(dù)爲0.8013kg/m3,相對密度爲(wèi)0.6655。
統計試驗前流(liu)量計測試數據(jù)平均值如下。
标(biao)況液量爲56.57m3/d;标況(kuàng)油量爲52.3m3/d;标況水(shuǐ)量爲4.27m3/d;标況氣量(liàng)爲289105.88m3/d;含水率爲6.88%;含(han)氣率爲98.59%;溫度爲(wei)47.51℃;壓力爲6467.11kPa;差壓爲(wèi)11.92kPa.
結合樣氣密度(du),可以計算出該(gāi)多相流所屬的(de)類别。一般🔞用洛(luò)克哈特和馬蒂(dì)内利(Lockhart-Martinelli,LM)數值分類(lei)。此時該數值爲(wèi)⚽0.056,屬于第二類濕(shi)氣(洛克哈特和(he)馬蒂内利值在(zài)0.02和0.3之間)。對第二(er)類濕氣來說,其(qí)主要目🛀🏻的是獲(huò)取氣相。但爲了(le)💚準确地計㊙️量氣(qì)相,需要較爲準(zhun)确的液量數據(ju),同時也要通過(guo)含水值來提高(gao)氣相測量精度(du)🙇♀️。
爲了評估影響(xiǎng)計量的關鍵因(yin)素,将第2節中分(fen)析得出的影響(xiang)因子變化0.1%~0.5%,計算(suàn)各影響因子對(dui)最終結果🔞的影(ying)響,其結果如表(biǎo)1所示。
由表1可以(yi)看出,在同比例(li)的波動中,對測(ce)試結果影響最(zui)大的是空管計(ji)數率和在線計(ji)數率,其次爲差(chà)壓零點漂✏️移和(he)壓縮因子🔴變化(huà),其他各因子變(biàn)化對測試結果(guo)影響均較小。
空(kōng)管計數率與在(zài)線計數率都屬(shu)于γ射線在不同(tong)狀态下的測試(shì)數據,因此隻需(xu)要監測空管計(jì)數率即可。壓縮(suo)因子由氣體組(zǔ)分決定”,因此監(jian)測壓縮因子🧑🏽🤝🧑🏻即(ji)監測氣體組分(fen)變化。
4性能保障(zhàng)措施
通過上述(shù)的計算分析,确(que)定了影響計量(liàng)精度的關鍵因(yin)素。爲保障流量(liang)計準确、穩定運(yun)行,對流量計現(xian)場操作和運維(wéi)提出并實施了(le)如下針對性的(de)性能保障措施(shi)。
①定期隔離排空(kōng)核實空管計數(shù)率,每兩個月到(dao)三個❄️月進行一(yi)次空管标定。
②隔(gé)離排空時觀察(cha)差壓零點,如果(guo)絕對值超出0.3kPa,即(ji)需要🛀切零。
③定期(qi)進行氣體組分(fen)分析,化驗密度(dù)與組分。推薦半(ban)🐉年進🐪行一次，以(yi)确保壓縮因子(zi)的準确性國]。
④定(ding)期取樣化驗含(hán)水率,側面驗證(zheng)測試含水率的(de)有🔴效性。
上述措(cuò)施的實施,可以(yǐ)确保γ源多相流(liu)量計達到如表(biǎo)2所示流量測量(liang)的精度要求。
5結(jie)束語
分析分相(xiang)率和最終标況(kuang)流量計算過程(chéng)可知，影響多相(xiang)計🥵量的因素主(zhǔ)要包括各相的(de)工況密度、各相(xiang)的質量吸收系(xi)數、空管計數與(yǔ)在線計數率等(děng)。在延長測試應(yīng)用中進行試驗(yan)。對比分析表明(ming),影響計量的關(guān)鍵因素爲空管(guan)計數率、在💋線計(jì)數率、差壓零點(diǎn)❓漂移和壓縮因(yīn)子變化。針🆚對關(guān)鍵因素,提出并(bing)應用四項性能(neng)優化措施,确保(bǎo)了γ源多相流量(liàng)計在延長測試(shì)中的♉測量精度(dù),減小了由于延(yán)長測試油藏基(ji)礎數據不确定(ding)性對測量精度(du)的影響,爲海上(shàng)類低滲油氣藏(cáng)測試計量提供(gòng)了有益的借鑒(jian)。
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