摘要(yào):濕氣兩(liǎng)相流量(liang)計
測量(liàng)技術是(shi)近十幾(ji)年來發(fa)展起來(lai)的新型(xíng)測量技(ji)術，總體(ti)還不夠(gòu)成熟。爲(wei)驗證濕(shī)氣兩相(xiang)流量計(ji)在渝西(xi)區塊黃(huang)202井區頁(yè)岩氣田(tián)的适應(yīng)性，選取(qu)三個廠(chang)家的濕(shi)氣兩相(xiang)流量計(ji)，與氣液(yè)分離後(hòu)
孔闆流(liú)量計
和(he)
電磁流(liu)量計
的(de)測量數(shù)據作對(duì)比，優選(xuan)出适宜(yí)渝西頁(ye)岩氣田(tian)的濕氣(qì)兩相流(liu)量計。
0引(yǐn)言
區内(nei)頁岩氣(qì)井隻産(chan)純氣，不(bu)産地層(ceng)水，返排(pai)液爲壓(ya)裂液，氣(qi)液兩相(xiang)介質組(zu)成較爲(wei)簡單和(he)固定。濕(shi)氣兩相(xiàng)流量計(ji)在該區(qu)塊的應(yīng)用具有(you)較大的(de)可能性(xìng)。濕氣兩(liǎng)相流量(liang)計打破(po)了傳統(tong)氣液分(fen)離後氣(qi)相、液相(xiang)單獨計(ji)量的模(mó)式，可實(shí)現單井(jǐng)不分離(li)計量後(hou)共用--套(tào)氣液分(fen)離工藝(yì)的模式(shi)，大規模(mó)降低上(shàng)遊集輸(shu)管線的(de)鋪設數(shù)量和壓(yā)力容器(qì)、設備數(shù)量，從而(er)極大地(dì)降低氣(qì)田上遊(yóu)開發成(cheng)本和運(yun)行管理(li)費用4.
1實(shí)驗概況(kuàng)
1.1實驗選(xuan)址
渝西(xi)區塊黃(huáng)202井區黃(huáng)203井位于(yu)重慶市(shì)永川區(qu)來蘇鎮(zhèn)塔院村(cūn)4組。2025年12月(yuè)了日排(pái)采生産(chǎn)進入生(shēng)産管網(wǎng)，2025年12月15日(rì)進入正(zheng)常生産(chǎn)早期。井(jing)口氣依(yī)次流經(jīng)井口針(zhen)閥和水(shui)套加熱(rè)爐兩級(ji)節流，經(jīng)高壓除(chu)砂撬再(zai)次節流(liú)，經氣液(ye)分離器(qì)分離以(yǐ)及孔闆(pǎn)閥計量(liang)，最後通(tōng)過集氣(qi)管道進(jìn)入黃202集(ji)氣站。該(gāi)井産出(chū)物主要(yào)由返排(pái)液、原料(liao)氣構成(chéng)，氣液體(tǐ)積比>90%，屬(shu)于濕氣(qi)的範時(shi)，且是黃(huang)202井區處(chù)于正常(cháng)生産階(jie)段的具(ju)有代表(biao)性的井(jǐng)站。站内(nei)具有足(zu)夠的濕(shī)氣流量(liang)計安裝(zhuāng)空間，可(kě)通過工(gong)藝流程(cheng)改造實(shi)現對比(bi)計量。
1.2現(xiàn)場流程(chéng)改造
2021年(nian)實施黃(huáng)203井濕氣(qì)兩相流(liu)量計适(shi)應性大(dà)修,在高(gāo)壓除砂(sha)撬及分(fèn)離器之(zhī)間安裝(zhuang)濕氣流(liú)量計、
智(zhi)能差壓(yā)流量計(jì)
、井口濕(shi)氣氣液(ye)兩相流(liú)量計。将(jiāng)3套流量(liàng)計進行(háng)串聯安(ān)裝，在滿(mǎn)足分别(bie)單獨計(ji)量、串聯(lián)計量的(de)同時，也(yě)保證了(le)其中1台(tai)流量計(ji)故障時(shí)不影響(xiǎng)另外2台(tai)流量計(ji)使用。
實(shí)驗數據(ju)通過RS485通(tōng)訊接入(ru)黃203井RTU系(xi)統，數據(jù)通過光(guang)纖傳輸(shu)至黃202脫(tuo)水站國(guo)光計量(liang)系統。實(shi)驗數據(ju)記錄完(wan)整、準确(que)、可追溯(su)。對比實(shí)驗時間(jiān)爲2025年12月(yuè)15日至了(le)月14日。對(dui)比實驗(yan)開始後(hou)，廠家人(rén)員均未(wei)開展任(rèn)何流量(liang)計調試(shì)工作(圖(tu)1)。
1.3對比實(shí)驗流量(liang)計原理(li)
濕氣流(liu)量計基(ji)于計算(suàn)流體動(dong)力學CFD數(shu)值模拟(nǐ)技術優(you)化設計(ji)了異型(xing)文丘裏(lǐ)管。利用(yòng)長喉頸(jing)文丘裏(li)管前、後(hou)差壓及(jí)總壓損(sǔn)等多個(ge)差壓信(xin)号随氣(qì)液兩相(xiang)流量變(biàn)化的關(guān)系，建立(li)相應的(de)測量模(mó)型實現(xian)對氣液(ye)兩相流(liu)量的測(cè)量。濕氣(qi)流量計(jì)由長喉(hóu)頸文丘(qiū)裏管、壓(yā)力/差壓(yā)/
溫度變(biàn)送器
、兩(liang)相流智(zhi)能計算(suan)儀、通訊(xun)單元等(děng)構成(圖(tú)2)。
智能差(cha)壓流量(liàng)計在傳(chuan)統文丘(qiū)裏管的(de)結構上(shàng)進行優(yōu)化改進(jìn)設計，進(jìn)行二次(cì)節流，通(tōng)過形成(cheng)多級文(wen)丘裏管(guan)結合差(chà)壓信号(hao)随氣液(yè)兩相流(liú)量變化(huà)的關系(xi)，建立相(xiàng)應的測(ce)量模型(xíng)實現對(dui)氣液兩(liang)相流量(liàng)的測量(liang)。
智能差(chà)壓流量(liang)計主要(yao)由文丘(qiu)裏管、
多(duō)參壓力(li)變送器(qì)
、
差壓變(bian)送器
、
熱(rè)電阻
及(jí)表頭組(zǔ)成(圖3)。井(jǐng)口濕氣(qi)氣液兩(liang)相流量(liang)計采用(yong)超聲流(liu)量計結(jie)合節流(liu)件的組(zǔ)合方式(shì)進行結(jie)構設計(jì)，通過超(chao)聲流量(liang)計和差(chà)壓節流(liú)件測量(liàng)的結果(guǒ)，組合計(ji)算出氣(qi)相和液(yè)相混合(he)密度，再(zai)結合液(ye)相密度(du)和天然(ran)氣組分(fèn)計算的(de)氣相密(mi)度獲得(dé)氣相和(he)液相含(han)量，最後(hou)分别獲(huò)得氣相(xiàng)和液相(xiàng)的流量(liang)。
該流量(liang)計主要(yao)由流量(liang)計表體(ti)、電子組(zǔ)件、微處(chù)理器系(xi)統、超聲(sheng)換能器(qi)、節流件(jian)、差壓傳(chuan)感器等(děng)部.分組(zu)成(圖4)。
實(shí)驗所選(xuan)三台流(liu)量計相(xiang)關性能(neng)指标如(rú)表1。
2現場(chang)實驗數(shu)據分析(xī)
2.1氣相實(shí)驗數據(jù)分析
三(sān)台流量(liang)計與孔(kong)闆流量(liang)計日氣(qì)量數據(ju)對比分(fen)析如表(biǎo)2。三台流(liú)量計宜(yi)稱的氣(qì)相不确(què)定度指(zhi)标均在(zài)±5%以内。
根(gēn)據實驗(yàn)結果(圖(tú)5和圖6)，井(jing)口濕氣(qi)氣液兩(liǎng)相流量(liang)計相對(duì)偏差在(zai)土5%以内(nèi)的數據(ju)點占比(bǐ)最高，爲(wèi)90%，濕氣流(liú)量計、智(zhì)能差壓(yā)流量計(ji)與孔闆(pǎn)流量計(jì)日産氣(qì)量相對(dui)偏差在(zai)土5%以内(nèi)的數據(jù)點占比(bi)分别爲(wei)53%和47%。
按照(zhao)西南油(you)氣田公(gōng)司天然(ran)氣研究(jiū)院兩相(xiàng)流量計(jì)暫定考(kǎo)核标準(zhun)氣相土(tu)10%，現場實(shi)驗的濕(shī)氣流量(liang)計氣相(xiang)誤差符(fu)合率爲(wei)83%，智能差(chà)壓流量(liàng)計氣相(xiang)誤差符(fú)合率爲(wèi)87%，井口濕(shī)氣氣液(yè)兩相流(liu)量計氣(qi)相誤差(cha)符合率(lǜ)爲100%。
2.2液相(xiang)實驗數(shu)據對比(bǐ)分析.
實(shi)驗期間(jian)，黃203井井(jing)口産液(yè)量變化(hua)在(2~10)m3，基本(ben)處于在(zai)濕氣流(liú)量計、智(zhì)能差壓(ya)流量計(ji)液相量(liàng)程内，10%數(shù)據處于(yu)井口濕(shī)氣氣液(yè)兩相流(liú)量計液(yè)相量程(chéng)内(表3，圖(tú)7和圖8)。
智(zhi)能差壓(yā)流量計(jì)與電磁(ci)流量計(jì)日産液(ye)量相對(dui)偏差在(zài)±20%以内的(de)數據點(dian)占比最(zui)高，爲60%，井(jǐng)口濕氣(qì)氣液兩(liǎng)相流量(liàng)計相對(dui)偏差在(zài)±20%以内的(de)數據點(diǎn)占比最(zui)低，爲13%。
3結(jie)論和建(jiàn)議
濕氣(qì)兩相流(liu)量計的(de)測量性(xing)能與測(ce)量工況(kuàng)緊密相(xiàng)關。實驗(yàn)期間黃(huáng)203井處于(yu)生産中(zhōng)後期，含(hán)液率低(dī)且工況(kuàng)條件相(xiàng)對平穩(wěn)。井口濕(shī)氣氣液(ye)兩相流(liú)量計表(biao)現出對(dui)該階段(duan)氣相工(gong)況較強(qiáng)的适應(ying)性，智能(neng)差壓流(liú)量計表(biao)現出對(duì)該階段(duan)液相工(gōng)況較好(hao)的适應(yīng)性。濕氣(qi)流量計(jì)、智能差(cha)壓流量(liang)計以及(jí)孔闆流(liú)量計測(cè)量結果(guǒ)的相對(dui)偏差均(jun1)表現爲(wei)負偏差(cha)，三台流(liú)量計與(yu)電磁流(liú)量計測(cè)量結果(guǒ)的相對(duì)偏差沒(méi)有明顯(xiǎn)的變化(hua)規律。濕(shi)氣兩相(xiàng)流量計(jì)測量技(jì)術的進(jin)一步擴(kuò)大應用(yòng)需針對(dui)頁岩氣(qì)井排采(cǎi)期、正常(chang)生産前(qian)期、中期(qī)以及後(hou)期分别(bie)進行實(shi)驗，分析(xi)不同工(gong)況條件(jian)下的應(ying)用效果(guǒ)，總結評(píng)價不同(tóng)産品對(duì)頁岩氣(qi)井全生(sheng)命周期(qī)的适應(ying)性。爲進(jìn)一步整(zheng)合和優(you)簡化頁(yè)岩氣平(ping)台工藝(yi)設備流(liu)程，應進(jìn)--步摸索(suo)兩相流(liú)量計安(ān)裝在除(chu)砂器前(qián)端的應(yīng)用情況(kuang)。可陸續(xu)摸索兩(liǎng)相流量(liang)計在氣(qi)舉、泡排(pai)、增壓、柱(zhù)塞氣舉(ju)等采氣(qi)工藝措(cuò)施情況(kuang)下的應(ying)用效果(guǒ)。